[发明专利]一种天然气水合物钻探现场岩心气体的真空提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体提取领域，更具体的涉及一种天然气水合物钻探现场岩心气体的真空提取方法。

背景技术

天然气水合物是一种高密度（1 m³可释放164 m³的甲烷）的清洁能源，是全球煤、石油、天然气等常规能源资源总和的2倍，已引起全球许多国家的高度关注。钻探过程中，岩心释放气体量的大小，是现场快速判断水合物存在与否的关键参数之一。因此，水合物钻井现场岩心气体的高效提取是钻探现场气体采集、测量、进而快速判识水合物的重要基础。

经过文献检索，目前国内外天然气水合物钻井岩心气体采集提取方法，主要有顶空气法和静置排气法。前者主要用于采集岩心（或岩屑）中的气体，后者则用于采集水合物岩心的气体，具体方法如下：

1、顶空气法，具体操作是：将5cm长的岩心样品称重并装入配有隔垫的金属罐中，加水使金属罐与样品之间充满水，上部留有一定的空间位置（100ml），水中加入2.3g的杀菌剂（sodium azide），然后把样品和水密封起来，倒置冷藏及运输，送到实验室后，将冷藏的样品温度恢复到20℃，再进行5分钟的高速机械振荡，然后取一定量的容器顶部空间气体（15ml）进行烃成分和同位素分析。该方法采用常温机械振荡方式释放气体，优点是：野外操作简单、快捷；缺点是：（1）随着水合物的分解及气体释放，金属罐内的压力越来越大，抑制了水合物的分解，导致气体释放不完全；（2）分解释放出的烃类气体混入了金属罐顶部预留空间的空气，造成一系列分析误差。

2、静置排水法，具体操作是：选择含量较高且肉眼可见的水合物岩心样品，将其浸没在水下，水合物分解释放的气体，用置换水法将释放出的气体收集到可用瓶塞密封的玻璃容器中，或暂时收集于60ml的塑料注射器内，然后导入专用的玻璃瓶中封存。该方法采用常温下自然静置释放，排水取气，优点是野外操作简单，排除了空气的影响；缺点是：（1）静置自然释放速度较慢；（2）样品分解释放受环境温度影响较大，使得水合物分解程度不一，气体释放量误差较大。

综上所述，现有技术中存在的以上两种方法均具有野外操作简单的优点，但也都具有分解速度慢、效率低、不完全，以及易受环境温度影响等缺点，而且还可能受到空气混入污染的影响。

发明内容 　　

本发明的目的在于克服上述现有技术中取气不充分、取出的气体成分易受空气或环境温度影响的缺点，提出一种天然气水合物钻探现场岩心中烃类气体的真空提取方法，以提高水合物钻探岩心样品气体采集的效率和测试结果的准确性。

本发明具体的技术方案如下：

一种天然气水合物钻探现场岩心气体的真空提取方法，所述真空提取方法是通过专用的天然气水合物钻探现场岩心气体真空提取系统来实现，所述真空提取系统包括抽真空单元A、集气罐B、抽气单元C和脱气环境室D，所述集气罐B包括罐体1和罐体盖4，所述罐体盖4上形成有主孔和副孔，所述副孔上安装带有阀门开关6的副孔管5，所述主孔上设置所述抽气单元C，所述主孔与所述抽气单元C的抽气室连通，所述真空提取方法包括以下步骤：

步骤一、将钻探现场采集的岩心样品清洗后置于集气罐B中，排出集气罐B

内的空气并使其内部与外界空气隔绝；

步骤二、利用抽真空单元A在所述集气罐B中形成真空负压；

步骤三、将形成真空负压的集气罐B放入脱气环境室D中，使其中的岩心样品在设定的温度条件和时间段进行脱气；

步骤四、通过抽气单元C抽取集气罐B中的气体。

进一步的根据本发明所述的真空提取方法，其中所述步骤一可进一步包括以下步骤：

1）、将钻探现场采集的岩心样品清洗后置于集气罐的罐体1中，打开罐体盖4副孔管5上的阀门开关6，并在饱和盐水环境下将所述罐体盖4密封连接在所述罐体1上，利用饱和盐水排出集气罐中的空气；

2）、关闭罐体盖4副孔管5上的阀门开关6以使集气罐内部与外界空气完全隔绝。