[实用新型]红外差分吸收光谱法烷烃气体实时在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于红外差分吸收光谱法的烷烃气体实时在线检测装置，尤其是涉及一种石油勘探开发地质录井过程中烷烃类(主要是甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷和异戊烷等)气体的实时在线检测装置。

背景技术

在当今世界诸能源中，石油是最重要的战略资源之一。它不仅是现代经济发展的主要动力，更是一种军事资源和外交资源，是国际关系博弈的筹码。石油现已成为国家经济的命脉，安全的保障，它直接关系到国家的经济发展、政治稳定和国家安全。因此，大力发展我国石油工业，增加油气供给，降低对进口原油、成品油的依赖程度，既符合国民经济能源工业的要求，又有利于维护国家的经济安全。

大力发展石油工业，必须加大石油勘探力度。但石油作为不可再生资源，其形成条件的复杂性和地质构造的多变性，使得勘探是一项风险很大的工程。就目前勘探水平而言，勘探成功率还不够高，这意味着巨大的勘探投资的浪费。因此，如何提高勘探成功率，科学评价勘探效果，有效评价圈闭，准确落实油气藏范围，为油田开发奠定良好的基础，则显得极为重要。在石油地质勘探过程中，物探、钻井、测井、测试、录井是不可分割的相关环节，但如何评价和发现油气层则是勘探过程中最重要的一环，这就决定了录井业在整个石油工业的重要地位。

钻井作为一项工程，对环境的依赖性很大。而对环境的认识，特别是地质环境的认识，只有通过现场信息源获取。录井技术则是这种数据获取的重要手段之一，录井资料在油气田勘探与开发过程中是发现油气层、正确评价油气层最直接、最重要的依据。准确无误地收集钻井信息是录井技术的神圣职责，录井技术被誉为油气勘探的重要参谋。

油气信息实时准确检测是录井工作的首要任务，传统的技术手段是利用气相色谱仪对从钻井液中脱离出的样品气进行分析，检测出其中甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷的含量变化情况，进而确定钻遇地层的油气信息。该技术存在以下几个问题：

①辅助设备多。传统的气测油气检测技术除了主要设备外，还必须配备氢气发生器、空气压缩机等辅助设备，故障诱因较多。

②工艺复杂。为了准确检测出钻遇地层含油气信息，在钻进过程中，需要对钻井液中携带的钻遇地层流体中的样品气进行分离，通过管线输送到仪器房内的气象色谱系统进行检测分析。气测录井数据存在有分析周期的同时，还存在有一定的管路延时。

③影响因素多。色谱分析结果容易受现场环境、工艺技术、设备性能等因素影响。

总之，传统的气相色谱法由于其辅助设备多、操作复杂；样品气需要复杂预处理、气测录井数据分析周期存在延时；环境因素的影响较大等原因，不适合应用于石油勘探开发地址录井过程中油气信息的实时在线监测；同时，根据专利文献201020570913、201020570900、200610042282、200510047069和01266677等所述，已经有部分厂家和研究机构将光谱分析引入到石油勘探开发油气检测中，但都存在检测气体种类的局限性、最低检测限、系统的稳定性等问题。

发明内容

本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种红外差分吸收光谱法的烷烃气体实时在线检测装置，本实用新型将差分吸收光谱DOAS技术应用的红外气体检测领域来解决目前录井分析仪以及光谱检测技术在石油勘探开发地址录井过程中所遇到的问题。DOAS技术是20世纪70年代发展起来的利用气体分子在某一波段范围内的特征吸收来分析和鉴别气体的种类，并根据吸收光谱强度来反演待测气体的浓度。由于具有原理和结构简单、响应速度快、检测精度高、同一波段能够检测几种不同气体的浓度、可实现非接触和实时在线连续监测等优点，目前广泛地应用于大气化学研究和烟气环境污染气体监测领域。同时，结合长光程气体吸收池技术能够大大的提高仪器的最低检测限；采用交替流动式气路调制技术能够很好的提高系统的稳定性。

本实用新型的上述的技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

红外差分吸收光谱法烷烃类气体实时在线检测装置，包括采集系统、长光程气体吸收池、近红外光谱仪、上位机，其特征在于：采集系统的样气或标准气的出气口与长光程气体吸收池进气口相连，长光程气体吸收池的出气口通过出气管连接引出，长光程气体吸收池出光孔的光信号通过光纤与近红外光谱仪相连，上位机与近红外光谱仪相连。