Файл: Левит А.М. Анализ газа и дегазация при разведке нефтяных, газовых и угольных месторождений.pdf

при напряжениях, когда метан дает нулевые показания. Зато при калибровке прибора по метану будут обеспечены высокие по­ казания прибора по всем остальным газам.

Показания прибора ГСТЛ-3 при анализе четырехкомпонентной углеводородной смеси при двух различных напряжениях электрического тока на филаментах

Показания прибора в мкА

118

Из изложенного следует, что этилен и ацетилен, как и все остальные изученные нами углеводородные газы, кроме метана, для калибровки термохимических детекторов совершенно непри­ годны. Приборы следует калибровать только по метану.

Влияние углекислого газа на результаты суммарного опреде­ ления углеводородных газов на газоанализаторах с термохими­ ческими детекторами. В природных газах наряду с газообразными углеводородами обычно присутствует в небольших концентрациях углекислый газ. В некоторых случаях концентрации углекислого газа бывают весьма значительными (>10% ). Особенно много его содержится в газах, извлекаемых при термовакуумной дегазации бурового раствора, шлама и керна. В этом случае углекислый газ образуется в результате разложения содержащихся в них бикар­ бонатов.

При прохождении углекислого газа через нити термохимиче­ ского детектора при температуре накала платины, при которой происходит сожжение углеводородных газов (~800°), стрелка регистратора отклоняется влево. Это может привести к уменьше­ нию показаний прибора по углеводородным газам при их суммар­ ном определении.

Для определения величины этих искажений при суммарном анализе углеводородных газов мы пропускали углекислый газ различных концентраций через термохимический детектор и за­ меряли величины образованных пиков на ленте регистратора. Опыты показали, что при температуре анализа углеводородных газов (~800°) при содержании в газовой смеси 25% углекислого газа отклонение стрелки регистратора влево соответствует ее от­ клонению вправо при пропускании 0,4% метана в его смеси с воз­ духом. Следует отметить, что показания термохимического де­ тектора по углекислому газу в значительной степени зависят от температуры накала платиновых нитей.

Искажающее влияние углекислого газа при суммарном ана­ лизе углеводородных газов на газоанализаторах с катарометрами значительно выше, чем с термохимическими детекторами.

Влияние присутствия сероводорода на результаты суммарного анализа углеводородных газов на газоанализаторах с термохими­ ческими детекторами. В ряде районов в газах, извлекаемых из бурового раствора, из пластовых вод, а также из шлама и керна, часто присутствует сероводород. Известно, что сероводород при его сожжении над платиновыми нитями термохимического детек­ тора дает такой же эффект, как углеводородные газы

2H2S + 302 — 2S02 + 2Н20.

Это может привести к тому, что при суммарном анализе го­ рючих газов на термохимическом детекторе сероводород будет ошибочно принят за углеводородный газ. Для обнаружения его применяется сульфидный реактив. Однако обычно применяемый сульфидный реактив для газового каротажа непригоден, так как

119

содержащийся в нем аммиак, попадая в камеру термохимиче­ ского детектора, сгорает и дает такой же эффект, как и углеводо­ родные газы

4NH3 + 302 — 2NZ + 6Н20.

Поэтому для обнаружения сероводорода в газовом каротаже следует применять реактив, не содержащий аммиака. Такой реак­ тив состоит из уксуснокислого свинца (20%), уксусной кислоты (0,2%), воды (67,8%) и глицерина (12%). При наличии серово­

от сероводорода следует применять ловушку с сухой щелочью. Для предохранения щелочи от попадания влаги впереди ловушки ставится хлоркальциевая трубка. Ловушка со щелочью очищает одновременно анализируемую газовую смесь и от углекислого газа.

ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР (КАТАРОМЕТР)

Кроме газоанализаторов, где концентрации углеводородных газов определяются по теплоте сгорания, в газовом каротаже применяются еще газоанализаторы, где концентрации различных газов и газовых смесей определяются по их теплопроводности (термокондуктометрические). По устройству термокондукто­ метрические детекторы схожи с термохимическими, которые иногда используются как термокондуктометрические для опреде­ ления больших концентраций метана.

Вкачестве активного элемента термокондуктометрического де­ тектора обычно используется проволочка из вольфрама, обладаю­ щего высоким температурным коэффициентом сопротивления. Иногда для предохранения вольфрамовой нити от коррозии ее по­ крывают золотом.

Вотличие от газоанализаторов с термохимическими детекто­ рами, где в качестве газа-носителя применяется только воздух, кислород которого идет на сжигание горючих газов, при исполь­ зовании газоанализаторов с детекторами по теплопроводности (катарометров) кроме воздуха используются азот, аргон, водород,

гелий и другие газы.

Внастоящее время промышленностью выпускается большое число катарометров, которые различаются длиной, формой и мар­ кой нити, а также рабочей температурой нити.

Вгазовом каротаже применяются катарометры типа ДГРП-2

[53].

Показания газоанализатора с термокондуктометрическим де­ тектором зависят от разности теплопроводностей анализируемого газа и газа-носителя. Известно, что теплопроводность различных

120

газов изменяется с изменением температуры. Это изменение раз­ лично для различных газов.

Для выяснения изменения чувствительности газоанализатора с термокондуктометрическим детектором к различным углеводо­ родным газам при применении воздуха в качестве газа-носителя

Рис. 46. Изменение теплопроводности различных углеводород­ ных газов и воздуха при изменении температуры

при изменении температуры мы по литературным данным [3] по­ строили кривые изменения теплопроводности различных углево­ дородных газов и воздуха с изменением температуры (рис. 46).

Из рис. 46 видно, что теплопроводность метана во всем при­ веденном интервале температур больше теплопроводности воз­ духа. Теплопроводность этана при температуре до 100° — меньше, при 100° — равна, а выше 100° — больше теплопроводности воз­

водность бутана до 200°— меньше, при 200° — равна, выше 200° —

121

больше теплопроводности воздуха; теплопроводность пентана до

клонение каретки самопишущего потенциометра от среднего поло­ жения. Расстояние от середины до края ленты разделено на 100 делений. Приведенные кривые несколько отличаются от реальных, так как линейность показаний нарушается для больших концен­ траций.

Показания прибора по водороду и двуокиси углерода даны здесь для оценки их искажающего влияния.

Из рис. 47 видно, что при установленной температуре только метан и этан дают положительные показания, а остальные угле-

122