Способ газового анализа
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВХ
Союз Советск мк
Социалистических
Республик ())) 941887 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву
{22) Заявлено 19. 09 ° 79 (21) 2819320/25-26 (5l )M. т(л. с присоединением заявки р(е
6 01 И 7/14
3Ъаударатеиный квинтет
СССР на делам нзабретеннй н атнрытнй (23) Приоритет
Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень М 25
Дата опубликования описания 07.()7.82 (53) УДК 543. 27 (0ВЗ.Е) (72) Автор изобретения
А.А. Афанасьев
Всесоюзное научно-производственное объединение
"Союэгазавтоматика" (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗОВОГО АНАЛИЗА 1
Изобретение относится к способам определения количества газов в жидкости, которые, в частности, используются при прямых геохимических методах поисков нефти и газа, например в газовом каротаже.
Известен способ определения концентрации газовых компонентов s жидкости, основанный на вымывании их циркулирующим по контуру газовым по-, током и хроматографическом анализе выделенной смеси, согласно которому поток газовой смеси, создаваемый компрессором, непрерывно барботирует .через проточный буровой раствор.Проба газовой смеси, периодически отбирается на хроматографический анализ, содержит в себе некоторую осредненную информацию о концентрации в ней того или иного компонента. 20
Сопоставляя результаты анализа ряда сложных проб смеси между собой, можно судить об относительном содержании того или иного компонента в
2 жидкости, т.е. констатировать - боль" ше или меньше его в проциркулировавшей жидкости, чем в предыдущей пробе C1).
Недостаток способа состоит в..том, что циркуляционный контур не является полностью замкнутым. Поэтому часть газовой смеси, поступающей иэ дегазатора, уносится обратно проточной жидкостью. Кроме этого, количество жидкости, фактически подвергающейся дегаэации, неизвестно. В результате количество газовой смеси или отдельных компонентов в жидкости можно
1 определить этим способом с низкой точностью, не позволяющей проводить количественную интерпретацию данных газового каротажа.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ газового анализа путем извлечения иэ пробы исследуемой жидкости циркулирующим потоком газообразного агента части
7 4 где Q - объем первой лробы иссле7k дуемой жидкости, !
V - объем газового пространства для первой пробы;
С - равновесная концентрация компонента для первой пробы;
О - - объем второй пробы исследуемой жидкости;
fl
V - объем газового пространства для второй пробы;
С - равновесная концентрация компонента для второй пробы.
Формула получается непосредственно из уравнения материального баланса
VC = gQ (C „-C ), записанного для двух указанных случаев дегаэации и с учетом того, что С „ — фактическая концентрация компонента в жидкости до дегаэации.
Реализация способа возможна также при использовании его частных случаев, т;е, когда объемы пробы жидкости у РГ выбраны одинаковыми (Q = Q®= Q+), но при этом различны объемы газового пространства или для различных объемов проб жидкости выбраны одинаковыми объемы газового пространства (V
Уй Vj
Пример. Отбирают пробу буровой жидкости, разливают ее в два разных по объему сосуда (например, Ок = 0,5 л; Q+ = л). Один из сосудов с двух сторон подключают к газовому контуру, предварительно измерив его внутренний объем; производят дегазацию жидкости до установления равновесного состояния (которое обычно достигается уже через несколько секунд); отбирают пробу газа на хроматографический анализ и определяют концентрацию компонента, например метана, в выделенной смеси. Далее газовый контур соединяется с атмосферой и продувается воздухом.
После этого производят изменение (увеличение или уменьшение) объема газового пространства, например,-путем удлинения или укорачивания длины контура. Затем к нему подсоединяют второй сосуд с пробой жидкости и с ней производят те же действия,что и с первой.
Таким образом, определив все величины, входящие в правую часть формулы, вычисляют по ней количество
3 94188 .газовой смеси и измерения в ней равновесной концентрации одного иэ компонентов (2).
Известный способ обладает следующими недостатками. 5
При его использовании для определения общего количества газовой смеси в жидкости требуется практически полное извлечение ее в газовое пространство. Это связано с увеличением IO объема газового пространства и, как следствие, дополнительным раэбавлением компонентов газоносителем, При этом снижается точность последующего хроматографического анализа и тре- 15 обуется применение высокочувствительной аппаратуры. Кроме этого, способ требует измерения концентраций всех компонентов газовой смеси, поскольку искомый объем газовой смеси есть сум- щ ма парциальных объемов составляющих . компонентов.
В результате создается ряд „неудобств и дополнительные источники ошибок, так как увеличивается общее 25 время анализа и выдачи результатов, снижается их достоверность пропорционально числу компонентов, часто ока" зывается невозможным проведение анализа по всем компонентам на одном хроматографе.
Указанные недостатки резко ограничивают воэможности применения спосо-, бов в особенности, при количественной интерпретации результатов гаэометрии скважин, где требуется высокая достоверность геохимической информации и экспрессность проведения анализов.
Цель изобретения -. определение об-. щего количества газовой смеси в исследуемой жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу газового анализа путем извлечения иэ пробы исследуе5 мой жидкости циркулирующим потокам газообразного агента части газовой смеси и измерения в ней равновесной концентрации одного из компонентов, извлечение части газовой смеси и измерение равновесной концентрации осуществляют для дополнительной пробы исследуемой жидкости большего объема, чем основная проба, а количество газовой смеси рассчитывают по формуле
I 55
941887 газовой смеси в единице объема жидкости (общее газосодержание).
Пример 2. Пусть нам задано жидкости Q+ — — 1,5 л и газового пространства над ней Ч = 100 см и пусть 5 нам заранее известно то, что предстоит определять: общее газосодержание
0, = 50 см и фактические концентрации компонентов в жидкости KС„ = 1,54;
Kc H = 1,0Ж.
В этом случае хроматографический аналйз, проведенный после дегазации, покажет следующие концентрации
"СИ4
С = = = 64-2Ц %
Ч goo
4 1н 1+—
О
90® so
СНь 1
К С Н Ч OO ° ь»
) —
q Qx 504,6
Аналогичным образом получим С 1
0,214286; С = 0,04286; остальное — воздух. 4
Согласно известному способу для получения общего газосодержания мы должны просуммировать порциальные объемы всех интересующих компонентов.
Пусть в данном частном случае интересует суммарный объем газовой смеси всех компонентов в единице объема и о жидкости, т. е. g С - = 1004.
Следовательно, Ч RCi оО оа
Для определения общего газосодержания предлагаемым способом дегазацию второй порции жидкости производим при каком-то другом объеме газового
40 пространства. Пусть V = 30 см,тогда хроматографи ческий анализ извлеченной смеси даст следующий результат.
= 0,42.96.
С = . = 1Р7И; С = Ьо -О7Я186,45 сн4 1 + ЪО . с на 1+
5О.f,5
5о.15 формула изобретения
Способ газового анализа путем извлечения из пробы исследуемой жидкости циркулирующим потоком газообразного агента части газовой смеси и измерения в ней равновесной концентрации одного из компонентов, о т л и ч а ю шийся тем,что, с целью определения общего количества газовой смеси в исследуемой жидкости, извле1чение части газовой смеси и измерение
>> ii
Аналогично СС g = 0 > 357143 > Сп4Н
8 4 ю
= О, 071428; остальное — воздух.
Общее газосодержание по предлагаемому способу по метану
Ч С -Ч "С (00.064286-30 40744
4 Ц (С" С ) $5(4,0744-064296)
=50 Сю /w
55 по этану
1îî 042.86- ЪО.Q 7+ФЪ
5Oc& /Л, 1,5 (0,7+ 3 — 0,4 296) Тот же результат получится по ос. тальным компонентам.
Таким образом, в рассматриваемом ,примере ошибка определения количества газовой смеси согласно известному способу составляет
66 667-50
° 100 = 33,33
50 с согласно предлагаемому способу ошибка практически равна нулю. И как видно из примера, для определения общего газосодержания вполне достаточно располагать концентрацией лишь одного какого-нибудь компонента.
Положительный эффект от применения предлагаемого способа в гаэометрии скважин обеспечивается возможностью получить точные сведения об общем газосодержании, а следовательно, и количества отдельных компонентов в жидкости, а так же тем, что указанный результат достигается весьма простым путем, без применения высокочувствительной аппаратуры, беэ достижения высокой степени дегазации и использования трудоемких приемов, например, как термовакуумная дегаза" ция.
Все операции, предусмотренные способом, вследствие их простоты, включая запись результатов на диаграммную ленту, легко могут быть автоматизировань>. 7рименение способа позволяет существенно повысить достоверность геохимической информации и производить количественную интерпретацию газового .каротажа при одновременном снижении материальных затрат на проведение по..> иска нефтяных и газовых месторождений геохимическими методами.
Способ может быть использован в любой другой отрасли народного хозяйства для решения вопроса о количественном содержании газовых компонентов в жидкостях.
Источники информации, 1О принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 270647, кл. Е 21 B 47/00, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР
У 219866, кл. 6 01 N 1/98, l968.
Составитель А. Тарасов
Редактор Н.Пушненкова Техред К. Иыцьо Корректор И.Шароши
Заказ 4828/33 Тираж 887 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 1-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 41887 равновесной концентрации осуществляют дпя дополнительной пробы исслеДуемой жидкости большого объема, чем основная проба, а количество газовой смеси рассчитывают по формуле 5
