[發明專利]鉆井液中氣態烴組份快速非分散紅外光譜測定方法

有效

• 申請號: 200710045951.0
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN101126710A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 畢東杰;李榮
• 申請（專利權）人: 上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油科技有限公司
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;E21B49/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種鉆井液中氣態烴組份快速非分散紅外光譜測定方法，尤其涉及一種在線快速定量測定鉆井液中烴組份濃度的半透膜分離和光譜測量方法，屬于氣態烴組份測定方法技術領域。

背景技術

目前石油鉆井過程中在線定量測定鉆井液中含氣態烴組份濃度的方法需要兩個步驟完成。首先采用電動脫氣器通過攪拌將鉆井液中的氣態烴組份從鉆井液中分離出來，然后通過色譜法、紅外光譜法或催化燃燒法進行氣態烴組份或總烴含量測量。

其實現方式有以下兩種類型：

1、在鉆井液出口處采用電動脫氣器通過攪拌將氣態烴組份從鉆井液中分離出來，通過氣體傳輸管線將分離的氣態烴組份送至儀器房中的色譜法或紅外光譜法組份含量測量裝置進行組份含量測量。

2、在鉆井液出口處采用半透膜將氣態烴組份從鉆井液中分離出來，在鉆井液出口處采用催化燃燒法進行總烴含量測量，采用色譜法進行氣態烴組份含量測量。

在第一類方法中，需要采用笨重、復雜的電動脫氣器進行氣態烴組份分離，并且需要采用長氣體傳輸管線，延遲了測量時間。而在第二類方法中的催化燃燒法只能進行總烴含量而不能進行烴組份含量測量；色譜法測量裝置需要氮氣或氦氣做為載氣，需要充滿氮氣或氦氣的高壓鋼瓶，并且該裝置置于鉆井液出口處存在安全問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用半透膜進行氣態烴組份分離、非分散紅外光譜進行在線快速氣態烴組份含量測量的方法。

為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種鉆井液中氣態烴組份快速非分散紅外光譜測定方法，其特征在于，利用半透膜進行氣態烴組份分離、非分散紅外光譜進行在線快速氣態烴組份含量測量，其方法為：

第一步.將氣體采集頭直接置于鉆井液出口位置的鉆井液中，空氣作為載氣從氣體采集頭的進氣口進入氣體采集頭；

第二步.將信號線連接至紅外氣體分析模塊的4mA～20mA連接點，將電源連接至非分散紅外光譜測定模塊電源連接點；

第三步.用標準氣體校正非分散紅外光譜測定模塊；

第四步.氣體采集頭上的半透膜分離出鉆井液中的氣態烴組份；

第五步.分離出的氣態烴組份被空氣攜帶經過氣體采集頭的出氣口，進入紅外氣體分析模塊，采用非分散紅外光譜法進行烴組份含量測量；

第六步.測得的氣態烴組份含量通過信號輸出接口以標準RS485和4mA～20mA電流輸出。

所述的氣體采集頭由半透膜、保護管、連接頭、采集塊體、密封圈、樣品氣出氣管線、載氣進氣管線和樣品氣腔體組成，保護管通過連接頭與樣品氣腔體連接，半透膜置于樣品氣腔體的外側，采集塊體、通過密封圈置于樣品氣腔體內，樣品氣出氣管線、載氣進氣管線置于保護管內。

所述的紅外氣體分析模塊由紅外烴分析器、氣體連接管、抽氣泵、氣體連接管與氣體采集頭的接頭、氣體分析模塊箱體組成，紅外烴分析器設于氣體分析模塊箱體內，紅外烴分析器一端與信號輸出接口連接，另一端通過氣體連接管與抽氣泵連接，抽氣泵通過氣體連接管、氣體采集頭的接頭與氣體采集頭的出氣口連接。

本發明根據半透膜的氣液分離特性和非分散紅外光譜快速、無可動部件特點，可以快速進行鉆井液中氣態烴組份的分離和含量測定。其分離原理是依據半透膜只允許液體中的氣態物質透過，而不允許液態物質透過原理，將氣態烴組份從鉆井液中分離；其測量原理是依據氣態烴組份對紅外光譜中特定波長段的吸收，根據朗伯一比爾定律測量氣態烴組份的含量。無論是水基或油基鉆井技術，還是空氣或空氣泡沫鉆井技術，均可采用該方法進行在線快速測定。

本發明的優點是：

(1)氣體采集頭直接置于鉆井液中；

(2)通過半透膜直接將氣態烴組份從鉆井液中分離出來；

(3)非分散紅外光譜測定模塊可以直接置于鉆井液返出通道附近；

(4)可進行氣態烴組份測定，同時測量甲烷、丙烷和二氧化碳含量；

(5)可實現在線快速測定；

(6)按照標準傳感器模塊生產。

附圖說明

圖1為鉆井液中氣態烴組份快速非分散紅外光譜測定方法流程圖；

圖2為氣體采集頭結構示意圖；

圖3為紅外氣體分析模塊結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

實施例

如圖1所示，為鉆井液中氣態烴組份快速非分散紅外光譜測定方法流程圖，利用半透膜進行氣態烴組份分離、非分散紅外光譜進行在線快速氣態烴組份含量測量，其方法為：