[發明專利]含天然氣水合物的沉積物孔隙水現場快速采集裝置及方法

在審

• 申請號: 201910178002.2
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109724835A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 黃春華;沈斌;張小濤;許智超;楊佳佳
• 申請（專利權）人: 國家地質實驗測試中心
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10;G01N1/22
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

本發明提供了一種含天然氣水合物的沉積物孔隙水現場快速采集裝置及其方法，將被切割的原位巖芯存儲至腔體內，通過控制壓力和溫度平衡系統，使得腔體內的溫度和壓力與外部溫度壓力一致。調節液壓動力系統，使得存儲設備上部的伸縮密閉活塞動作。維持溫度和壓力相同，勻速開啟第一密封閥，通過調節液壓動力系統使得伸縮密閉活塞與原位巖芯充分接觸。之后氣體采集系統采集產生的氣體，孔隙水采集系統采集孔隙水。通過調節真空泵控制存儲設備內的真空度，提升所述孔隙水的出水率。解決了原位巖芯在采集過程中瞬時受到破壞，使得沉積物物性改變以及孔隙水易被海水污染的問題，相對于現有技術減少原位巖芯的轉移步驟，能夠確保原位巖芯的原位狀態。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物領域，尤其涉及含天然氣水合物的沉積物孔隙水現場快速采集裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物作為全新的清潔能源，分布廣、儲藏量大、能量密度高，被譽為“未來能源”。但是天然氣水合物高壓低溫的成藏特性使之主要分布在300-4000m水深的海洋和陸地凍土區。因此天然氣水合物的勘探開發至關重要。而利用對地球化學異常的觀測是天然氣水合物勘探的一種重要手段，孔隙水中甲烷濃度、離子組分等指標參數是地球化學異常的重要組成部分。沉積物孔隙水是物質交換、離子間生物化學反應的場所，一定程度上可以反映礦物成藏特性，目前沉積物的孔隙水采集分為兩類，一是破壞性采樣，即通過壓榨、離心、真空抽濾等手段獲??；二是原位采樣，主要通過吸杯法等微量取樣。目前海域含天然氣水合物的沉積物孔隙水取樣多是常壓下破壞性取樣，這樣會導致沉積物物性狀態發生變化，測試數據與原位成藏數據不一致，無法進行成藏模擬實驗，不利于成藏機理的深入研究。此外，海底含天然氣水合物的沉積物孔隙水直接采樣難度較大，容易被底層海水污染，采樣設備昂貴，海底作業成本高。

沉積物孔隙水原位氣密采集系統(CN 101398349A)提供一種在原地直接采集沉積物孔隙水，氣密保存的技術，保證了采集的沉積物孔隙水及其溶解氣樣品。海底沉積物孔隙水液壓裝置(CN 105547748A)公開了一種包括機架、液壓裝置、壓榨器以及孔隙水收集器在內的一種孔隙水液壓裝置。此裝置特點在于裝卸方便、壓榨高效快速、密封效果好。一種海底孔隙水采集裝置(CN 205719653U)提供了一種包括采樣柱、采樣瓶、儲樣室等在內的采樣裝置。此裝置可以實現依次取樣，各儲樣室獨立取樣，避免海水污染，提高孔隙水樣品分辨率。耐用型孔隙水壓榨器(CN205246385U)公開了包括壓頭、外筒、底座在內的壓榨器。此裝置拆卸外筒和底座便利，及其耐用可靠。

從上述各專利公開技術方案中，易知上述各個采集技術方案均為破壞性采集方式，即使對采集裝置進行改進，也存在在采集過程中由于通過壓榨、離心和真空抽濾的方式采樣，原位巖芯在采集過程中瞬時受到破壞，使得沉積物物性改變以及孔隙水易被海水污染的問題。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種含天然氣水合物的沉積物孔隙水現場快速采集裝置，用以解決原位巖芯在采集過程中瞬時受到破壞使得沉積物物性改變以及孔隙水易被海水污染的問題。