錄井作業(yè)中烴類氣體檢測(cè)技術(shù)的分析研究

宋 遙 胡 杰

（長(zhǎng)江大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

介質(zhì)不同，烴類的賦存狀態(tài)也不同，提取的過程也有一定的差異，因此，烴類氣體的檢測(cè)技術(shù)也有所區(qū)別。與此同時(shí)，對(duì)于揮發(fā)性的烴類氣體，檢測(cè)的目的不同，其檢測(cè)方法也應(yīng)有所不同。 但是，每一項(xiàng)方法的應(yīng)用都會(huì)有前提條件，我們需要掌握技術(shù)方法的原理以及應(yīng)用的條件。 實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合具體的目標(biāo)特征，優(yōu)選技術(shù)方案。

1 烴類氣體檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1.1 油氣勘探

對(duì)于地表油氣地球化學(xué)勘查的相關(guān)研究表明，在聚集以及成藏的過程中，地下深部的油氣會(huì)受到濃度差以及壓力的影響，存在油氣藏的烴類氣體會(huì)發(fā)生運(yùn)移，主要表現(xiàn)為擴(kuò)散或者是滲透的方式，在各種介質(zhì)中以多種狀態(tài)存在。 在預(yù)測(cè)油氣藏時(shí)，需要適當(dāng)?shù)膽?yīng)用烴類檢測(cè)方法。借助數(shù)字地震的資料，分析對(duì)石油和天然氣儲(chǔ)集的構(gòu)造，地震勘探烴類檢測(cè)技術(shù)需要進(jìn)行烴類檢測(cè)圖的繪制，現(xiàn)階段，在發(fā)現(xiàn)、證實(shí)油氣儲(chǔ)集構(gòu)造以及探查油氣藏方面是較為有效的方法， 主要分為：AVO技術(shù)、亮點(diǎn)技術(shù)以及合成聲測(cè)井技術(shù)。

1.2 鉆井

傳統(tǒng)鉆井液氣體檢測(cè)分析主要分為兩種：第一，連續(xù)全烴總量分析；第二，周期性組分分析。 分析的內(nèi)容是地下烴類氣體，它是經(jīng)由鉆井液循環(huán)，攜帶到地面。 氣體主要包括六種：（1）甲烷；（2）乙烷；（3）丙烷；（4）正丁烷；（5）異丁烷；（6）正戊烷、異戊烷。鉆井技術(shù)不斷發(fā)展，油氣開發(fā)更加精細(xì)化，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法達(dá)不到鉆井檢測(cè)的需求，為增強(qiáng)在線氣體組分分析的效率，增加檢測(cè)的精度，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法也有新的發(fā)展。

2 錄井中烴類氣體檢測(cè)技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)

傳統(tǒng)的烴類氣體檢測(cè)技術(shù)主要是借助于氣相色譜法，檢測(cè)氣體樣品，氣相色譜法是現(xiàn)階段應(yīng)用較為準(zhǔn)確的方法之一。 氫焰離子化檢測(cè)器的原理是在氫-氧火焰條件下， 色譜流出物中的可燃性有機(jī)物會(huì)出現(xiàn)電離。 但是，這種方法分析的周期比較長(zhǎng)，技術(shù)的含量相對(duì)較高，必須有燃燒氣、載氣，輔助的設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

2.2 智能化烴類氣體檢測(cè)技術(shù)

很多氣體傳感器在選擇性、 穩(wěn)定性以及靈敏度方面達(dá)不到要求，為解決這類問題，可以應(yīng)用新的材料以及新的工藝，使傳感器性能提高；模仿生物鼻，科學(xué)家研發(fā)出氣體檢測(cè)系統(tǒng)，它包括傳感器陣列和計(jì)算機(jī)模式識(shí)別，傳感器陣列以及計(jì)算機(jī)模式識(shí)別系統(tǒng)類似于生物鼻中的嗅覺細(xì)胞以及嗅泡、大腦。

當(dāng)氣體傳感器在被測(cè)氣體中暴露時(shí)， 各個(gè)傳感器會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)，此外，傳感器構(gòu)成的響應(yīng)陣列會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)的模式。 響應(yīng)模式通過進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，對(duì)氣體種類進(jìn)行識(shí)別或者是對(duì)氣體的濃度進(jìn)行檢測(cè)。 電子鼻可以使氣體傳感器選擇性增加， 使得氣體傳感器漂移的問題較少發(fā)生，氣體傳感器應(yīng)用的范圍得以拓展。

2.3 以傳感器為基礎(chǔ)的烴類氣體檢測(cè)技術(shù)

氣體傳感器不斷應(yīng)用，氣體的檢測(cè)儀器也在相應(yīng)的發(fā)生變化。 生產(chǎn)工藝的水平不斷提升，傳感器趨向小型化，集成度更高。在檢測(cè)氣體中，氣體傳感器是關(guān)鍵的部件，也就是氣體敏感元件，根據(jù)氣體的濃度以及種類，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，實(shí)施檢測(cè)、分析等工作。根據(jù)原理，氣體傳感器可以分為四種：第一，電學(xué)類氣體傳感器：第二，光學(xué)類氣體傳感器；第三，電化學(xué)類氣體傳感器；第四，其他氣體傳感器。 筆者主要以電學(xué)類氣體傳感器、電化學(xué)類氣體傳感器為例進(jìn)行分析。

電學(xué)類氣體傳感器的原理在于：當(dāng)氣體的濃度發(fā)生變化時(shí)，材料的電學(xué)變量會(huì)發(fā)生變化，依此制成氣體傳感器。 這種氣體傳感器分為兩類：第一，電阻式氣體傳感器；第二，非電阻式氣體傳感器。電阻式氣體傳感器主要的類型：第一，熱導(dǎo)式；第二，催化燃燒式；第三，半導(dǎo)體氣體傳感器；非電阻式氣體傳感器的原理是材料的電壓或者是電流會(huì)隨氣體 的含量相應(yīng)的發(fā)生變化。

一些氣體具有可燃性，本身是毒害的氣體，具有電化學(xué)的活性，它可以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)氣體的成分進(jìn)行分辨，對(duì)氣體的濃度進(jìn)行檢測(cè)。電化學(xué)式氣體感應(yīng)器成本較低，對(duì)于氣體泄露響應(yīng)比較迅速，為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控提供很大的便利，它的主要優(yōu)勢(shì)是靈敏度比較高，選擇性比較強(qiáng)。缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在針對(duì)干擾的氣體，氣體傳感器也會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，出現(xiàn)誤報(bào)的情況，在電學(xué)類氣體傳感器中必須添加抗干擾的成分。 電學(xué)類氣體傳感器的最大缺點(diǎn)是壽命較短， 在空氣中存在的時(shí)間為兩年，當(dāng)目標(biāo)氣體濃度過高或者是環(huán)境較為惡劣時(shí)，電學(xué)類氣體傳感器的使用時(shí)間會(huì)減少。

3 結(jié)語

烴類氣體檢測(cè)技術(shù)的適用領(lǐng)域較廣，可以為鉆井液的檢測(cè)提供依據(jù)，與此同時(shí)，在對(duì)油庫以及加油站油氣回收系統(tǒng)的尾氣排放進(jìn)行控制時(shí)，它也能夠起到重要的作用。 分析烴類氣體檢測(cè)技術(shù)的原理以及種類，并進(jìn)行歸納，可以作為烴類氣體檢測(cè)技術(shù)的參考，有助于該技術(shù)的應(yīng)用。

［1］程同錦.基于傳統(tǒng)吸附烴概念的烴類檢測(cè)新技術(shù)[J].物探與化探，2008(5).

［2］胡小強(qiáng)，劉振湖.無井地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及烴類檢測(cè)：以北黃海中部坳陷A 構(gòu)造為例[J].華南地震，2009(2).

［3］陳義龍，王若堯，王璐瑤.能源利用中烴類氣體檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2010(2).