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

зованы затем для определения остаточной газонасыщенности раз­ буриваемых пород.

Возможность отбивки газонасыщенных пластов по результатам периодического газового каротажа с отбором проб бурового рас­ твора через каждые 2—4 мин видна по результатам, полученным

Рис. 78. Результаты периодического газового каротажа, получен­ ные в процессе бурения скважин на Щелковском подземном газо­ хранилище:

а — в скв. 109; б — в скв. ПО

нами при вскрытии эксплуатационного пласта на скв. 109 и ПО Щелковского подземного газохранилища.

95 кгс/см2. Для определения газосодержания бурового раствора

188

раствора. Содержание метана в пробах входящего бурового рас­

99 кгс/см2. Для определения газосодержания бурового раствора было отобрано 80 проб выходящего из скважины и входящего в нее бурового раствора. Содержание метана в пробах входящего бурового раствора составляло 53% от его содержания в пробах выходящего бурового раствора.

Результаты газового каротажа по приращению газосодержания бурового раствора, полученные на этой скважине, показаны на рис. 78, б.

Из рис. 78 видно, что при частом отборе проб (через 2—4 мин) можно по результатам анализа извлеченных газов отбить газонос­ ные пласты. Аналогичные результаты получены нами и на 22 дру­ гих скважинах Щелковского подземного газохранилища.

Из изложенного следует, что периодическая методика отбора проб бурового раствора и анализа извлеченного газа при продол­ жительности периода 2 мин при обычных скоростях бурения (<30 м/ч) вполне пригодна не только для отбивки продуктивных пластов, но и для количественных расчетов. Можно вполне пред­ полагать, что когда продолжительность отбора и дегазации проб и анализа извлеченных газов будет сокращена до 1 мин, можно будет полностью отказаться от непрерывного суммарного ана­ лиза углеводородных газов при газовом каротаже и газометрии скважин.

Универсальные хроматографы

В универсальных хроматографах за один анализ определяются как углеводородные, так и неуглеводородные компоненты. К та­ ким приборам относятся хроматографы «Цвет-1», УХ-2 и др.

Хроматограф ЛХ-1 («Цвет-1»). Этот хроматограф является универсальным лабораторным прибором для анализа смесей ор­ ганических и неорганических веществ с температурой кипения до 350°. Он состоит из трех блоков: термостата, управления и само­ писца. На приборе установлены два детектора: пламенно-иониза­ ционный и катарометр.

Для разделения анализируемых смесей используются газоад­ сорбционная, газожидкостная и капиллярная хроматография и применяются силикагель, алюмогель, активированный уголь, цео­ литы и набор носителей и нелетучих жидкостей.

189

Вкачестве газов-носителей применяются водород, воздух, ар­ гон, азот, гелий и др.

Вприборе применяются насадочные колонки из нержавеющей стали длиной от 1 до 6 м с внутренним диаметром 4 мм и наруж­ ным диаметром 6 мм и капиллярная колонка длиной '50 м и внут­ ренним диаметром 0,3 мм. При геохимических исследованиях ка­ пиллярные колонки не применяются.

Разделительные колонки и катарометр установлены в термо­ стате с принудительной вентиляцией, где выдерживается темпера­ тура от 30 до 300° с точностью ±0,5°. Этим достигается стабиль­ ность з работе прибора. Воспроизводимость результатов, получа­

емых на приборе ЛХ-1, не хуже ±1,5%.

Для регистрации результатов анализа применяется самопишу­ щий потенциометр ЭПП-09 со шкалой на 10 мВ.

Капиллярная колонка с пламенно-ионизационным детектором обычно используется для анализа многокомпонентных смесей труд­ норазделяемых органических веществ. Максимальное время вы­

родных газов и некоторых углеводородных газов средних концент­ раций.

Для одновременного анализа углеводородных и неуглеводород­ ных газов пропускают разделенную смесь последовательно через катарометр и пламенно-ионизационный детектор.

При одновременной работе двух детекторов к прибору при­ соединяется дополнительно еще один самописец.

Хроматограф УХ-2 предназначен для анализа веществ с тем­ пературой кипения до 300°. Установленные на приборе две хрома­ тографические колонки общей длиной 12 м выполнены в виде спи­ ралей. Перед каждой колонкой находится дозатор. Имеется си­ стема переключения потока газа-носителя. В зависимости от положения переключателя колонки могут быть соединены либо параллельно, либо последовательно. Предусмотрено улавливание отдельных фракций разделяемой смеси и обратная продувка ко­ лонок.

Прибор термостатирован. Режим работы изотермический. Тем­ пература термостата может быть установлена от 40 до 210° с точ­ ностью ±0,5°. На приборе установлены два детектора: термокон­ дуктометрический (катарометр) и пламенно-ионизационный. В ка­ честве регистратора служит самопишущий потенциометр ЭПП-17М2 со шкалой до 1 мВ.

Кроме описанных существуют универсальные хроматографы с пятью детекторами и большим набором набивных и капиллярных колонок, адсорбентов, неподвижных жидкостей и носителей.

Препаративные хроматографы. Препаративная хроматография

190

используется при геохимических исследованиях для очистки при­ родных и синтезированных газов от примесей с целью получения чистых газов при составлении калибровочных смесей, необходи­ мых для калибровки аналитических приборов.

Для получения малых количеств чистых газов могут быть ис­ пользованы аналитические хроматографы. Некоторые аналитиче­ ские хроматографы имеют специальные препаративные приставки («Цвет-4», УХ-2, ЛХМ-7А и др.). Однако производительность ана­ литических хроматографов очень низка.

Для получения значительных количеств чистых газов использу­ ются препаративные хроматографы. Основной характеристикой препаративных хроматографов является их производительность при данной степени разделения. В настоящее время как в Совет­ ском Союзе, так и за рубежом выпускаются разнообразные пре­ паративные хроматографы.

Сравнительная оценка хроматографов, применяемых при геохимических исследованиях

Хроматографы с термохимическими или пламенно-ионизацион­ ными детекторами обычно бывают без термостатов, и разделение анализируемых газовых смесей проводится при программирован­ ном повышении температуры колонок в процессе анализа.

Хроматографы с термокондуктометрическими детекторами (ка­ тарометрами) снабжены термостатами, и разделение анализиру­ емой газовой смеси в большинстве случаев осуществляется при постоянной температуре (изотермический режим).

Универсальные хроматографы снабжаются термостатами, и раз­ деление анализируемой смеси может проводиться как при постоян­ ной температуре (изотермический режим), так и при повышении температуры колонок в процессе анализа (программированный нагрев).

Некоторые универсальные хроматографы (ХТ-7) снабжаются пятью детекторами (термокондуктометрический Г-26, по плотности Г-20, пламенно-ионизационный Г-15, ионизационно-аргоновый Г-27 и ионизационно-разрядный Г-28 большим набором заполняемых колонок, капиллярной колонкой и набором адсорбентов,. носите­ лей и неподвижных жидкостей.

Сравнительная характеристика хроматографов, применяемых при геохимических исследованиях, приведена в табл. 35.

' Из применяемых при геохимических исследованиях хроматогра­ фов для компонентного анализа неуглеводородных газов пригодны хроматографы с термокондуктометрическими детекторами. При использовании воздуха в качестве газа-носителя чувствительность хроматографов с термокондуктометрическими детекторами к тя­ желым углеводородам очень низка. Длд ее повышения применяют газ-носитель, обладающий большой теплопроводностью (Не, Н2 и др.).

191