[發明專利]一種用于識別水合物相態變化的方法

在審

• 申請號: 202210086090.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN116539583A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 黃鑫;賀甲元;張樂;岑學齊;曾皓;楊立紅;柴國興;李曉琦
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 于菲

本發明公開了一種用于識別水合物相態變化的方法，包括：獲取在不同時間節點下待評價水合物在第一波段范圍內的原始拉曼光譜譜圖；對原始拉曼光譜譜圖在第二波段范圍內的拉曼特征進行峰型擬合，并識別分子間氫鍵拉曼光譜呈彎曲振動狀態的第一擬合峰和呈伸縮振動狀態的第二擬合峰，其中，第二波段范圍為第一波段范圍的子集；計算第一擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，以及計算第二擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，基于此，確定待評價水合物的相態變化。本方法普適性強，能適用于各種類型的氣體水合物和各類應用場景，操作簡單，靈敏度高。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣氣體水合物結晶生長技術領域，尤其是涉及一種用于識別水合物相態變化的方法。

背景技術

天然氣水合物又稱可燃冰，是在高壓低溫條件下由水和天然氣組成的類冰狀晶體物質，是一類特殊的氣體水合物。天然氣水合物是一種儲量巨大、清潔的非常規能源資源，也是我國的戰略資源之一，并且天然氣水合物成為我國第173個礦種。天然氣水合物的深海探測，尤其是原位、實時、連續探測，是開展深海研究、天然氣水合物分布與資源評價研究的基礎和關鍵。

激光拉曼光譜是實驗室內分析測定水合物的結構及實時監測水合物相態變化的強有力的手段，此外已有技術可以實現通過無人潛水器攜帶的深海激光拉曼光譜探針，對海底裸露在外的天然氣水合物進行了現場探測。

目前，常用于氣體水合物研究的激光拉曼光譜譜段主要是烷烴類碳氫鍵振動的特征峰，該分析較為繁瑣，針對氣體水合物中常見烴類如甲烷、乙烷、丙烷及丁烷等，其碳氫鍵振動均對應不同的拉曼譜圖，方法普適性較差，針對每種烴類組分需要制定特定的分析方法；另外，針對碳氫鍵振動譜峰的分析對測試儀器要求較高，測試精度缺陷會對分析結果產生系統誤差。

因此，現有技術需要提供一種普適的氣體水合物拉曼光譜快速識別方案，以解決上述一個或多塊技術問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種用于識別水合物相態變化的方法，其特征在于，包括：獲取在不同時間節點下待評價水合物在第一波段范圍內的原始拉曼光譜譜圖；對所述原始拉曼光譜譜圖在第二波段范圍內的拉曼特征進行峰型擬合，并識別分子間氫鍵拉曼光譜呈彎曲振動狀態的第一擬合峰和呈伸縮振動狀態的第二擬合峰，其中，所述第二波段范圍為所述第一波段范圍的子集；計算所述第一擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，以及計算所述第二擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，基于此，確定所述待評價水合物的相態變化。

優選地，在對所述拉曼光譜譜圖在第二波段范圍內的拉曼特征進行峰型擬合，并識別分子間氫鍵拉曼光譜呈彎曲振動狀態的第一擬合峰和呈伸縮振動狀態的第二擬合峰步驟中，包括：采用三個擬合峰對所述原始拉曼光譜譜圖中分子間氫鍵拉曼寬譜帶進行擬合，所述三個擬合峰分別為所述原始拉曼光譜譜圖中的特征峰。

優選地，在計算所述第一擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，以及計算所述第二擬合峰的最大峰強度和積分峰面積，基于此，確定所述待評價水合物的相態變化步驟中，包括：在不同時間節點下，計算所述第二擬合峰的最大峰強度與所述第一擬合峰的最大峰強度的比值，記為峰強比值；在不同時間節點下，計算所述第二擬合峰的積分峰面積與所述第一擬合峰的積分峰面積的比值，記為面積比值；根據所述峰強比值和/或面積比值，識別不同時刻下所述待評價水合物的相態變化。

優選地，在所述峰強比值小于1時，確定當前待評價水合物的相態為液態水或水溶液；在所述峰強比值大于1時，確定當前待評價水合物的相態為水合物相。

優選地，在所述面積比值小于3、并且大于1時，確定當前待評價水合物的相態為液態水或水溶液；在所述面積比值大于3時，確定當前待評價水合物的相態為水合物相。

優選地，在所述峰強比值小于1、并且所述面積比值小于3且大于1時，確定當前待評價水合物的相態為液態水或水溶液；在所述峰強比值大于1、且所述面積比值大于3時，確定當前待評價水合物的相態為水合物相。