氣測(cè)錄井講課知識(shí)

1、第第一一部部分分氣測(cè)錄井基礎(chǔ)理論氣測(cè)錄井基礎(chǔ)理論第第二二部部分分氣相色譜分析氣相色譜分析第第三三部部分分資料解釋評(píng)價(jià)方法資料解釋評(píng)價(jià)方法第第四四部部分分錄井資料的應(yīng)用錄井資料的應(yīng)用第第一一部部分分氣測(cè)錄井基礎(chǔ)理論氣測(cè)錄井基礎(chǔ)理論石油天然氣性質(zhì)石油天然氣性質(zhì)石油天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)氣測(cè)錄井資料的影響因素氣測(cè)錄井資料的影響因素第一部分第一部分 氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ) 氣測(cè)錄井屬隨鉆天然氣地面測(cè)試技術(shù)，主要是通過對(duì)鉆井液中天然氣測(cè)錄井屬隨鉆天然氣地面測(cè)試技術(shù)，主要是通過對(duì)鉆井液中天然氣的

2、組成成份和含量進(jìn)行測(cè)量分析，判斷地層流體性質(zhì)，間接地對(duì)儲(chǔ)層氣的組成成份和含量進(jìn)行測(cè)量分析，判斷地層流體性質(zhì)，間接地對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。氣測(cè)錄井技術(shù)所研究的對(duì)象是地層流體，充分了解石油、天然氣評(píng)價(jià)。氣測(cè)錄井技術(shù)所研究的對(duì)象是地層流體，充分了解石油、天然氣的成份、性質(zhì)、天然氣在鉆井液中的存在形式、脫氣器氣體分離等基礎(chǔ)的成份、性質(zhì)、天然氣在鉆井液中的存在形式、脫氣器氣體分離等基礎(chǔ)理論，才能更好地分析鉆井液中所含天然氣含量與油氣藏的關(guān)系。理論，才能更好地分析鉆井液中所含天然氣含量與油氣藏的關(guān)系。 成成份份 石油是一種以烴類為主的混合物，由、和少量的、等元石油是一種以烴類為主的混合物，由、和少量的、等元素組成，

3、常溫常壓下，素組成，常溫常壓下，C1-C4以氣態(tài)的形式溶解在石油中。石油的成份組以氣態(tài)的形式溶解在石油中。石油的成份組成依成因、生成的條件和生成年代等諸多因素的不同有很大的差異，因此，成依成因、生成的條件和生成年代等諸多因素的不同有很大的差異，因此，不同油田生產(chǎn)的石油所含各類碳?xì)浠衔锊槐M相同。我國大多數(shù)油田所產(chǎn)不同油田生產(chǎn)的石油所含各類碳?xì)浠衔锊槐M相同。我國大多數(shù)油田所產(chǎn)的石油以烷烴為主，其次是環(huán)烷烴，而芳香烴一般較少。的石油以烷烴為主，其次是環(huán)烷烴，而芳香烴一般較少。 一、石油與天然氣的成分及性質(zhì)一、石油與天然氣的成分及性質(zhì) 天然氣就廣義上指的是巖石圈中一切天然生成的氣體。主要成份是甲天

4、然氣就廣義上指的是巖石圈中一切天然生成的氣體。主要成份是甲烷烷 (CH4)含量一般在含量一般在80%-90%之間，其次是乙烷之間，其次是乙烷 (C2H6 )、丙烷、丙烷 (C3H8 )、丁烷丁烷 (C4H10 )和少量的氮?dú)夂蜕倭康牡獨(dú)?(N2 )、二氧化碳、二氧化碳 (CO2 )、一氧化碳、一氧化碳 (CO )、氫氣、氫氣 (H2 )、硫化氫、硫化氫 (H2S )等非烴氣體。等非烴氣體。 我們所研究的天然氣是地層的天然氣，主要以油田氣、氣田氣、煤田我們所研究的天然氣是地層的天然氣，主要以油田氣、氣田氣、煤田氣、地層水含氣為主要對(duì)象。氣、地層水含氣為主要對(duì)象。 以氣測(cè)錄井角度來分析石油與天然氣

5、主要有以下特性以氣測(cè)錄井角度來分析石油與天然氣主要有以下特性 性質(zhì)性質(zhì) a. a.可燃，發(fā)熱量高可燃，發(fā)熱量高 b.b.密度一般在密度一般在0.75-0.980.75-0.98之間之間 c.c.具有一定的粘度，且隨溫度升高而降低具有一定的粘度，且隨溫度升高而降低 d.d.易溶于有機(jī)溶劑易溶于有機(jī)溶劑 ( (三氯甲烷、四氯化碳三氯甲烷、四氯化碳) )，基本不溶于水。，基本不溶于水。 e.e.具有熒光性具有熒光性 f.f.一般原油呈黑色，由于透射光的影響，不同原油有不同顏色，重一般原油呈黑色，由于透射光的影響，不同原油有不同顏色，重質(zhì)油呈黑色，輕質(zhì)油呈桔黃色。質(zhì)油呈黑色，輕質(zhì)油呈桔黃色。 石油的特

6、性石油的特性 第一部分第一部分 氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)以氣測(cè)錄井角度來分析石油與天然氣主要有以下特性以氣測(cè)錄井角度來分析石油與天然氣主要有以下特性 性質(zhì)性質(zhì) 天然氣的特性天然氣的特性 天然氣中的烷烴極易燃燒，燃燒后的產(chǎn)物為天然氣中的烷烴極易燃燒，燃燒后的產(chǎn)物為CO2和和H2O。它與空氣混合。它與空氣混合后，當(dāng)溫度在后，當(dāng)溫度在800850時(shí)，在鉑絲的催化作用下全部燃燒，而在溫度為時(shí)，在鉑絲的催化作用下全部燃燒，而在溫度為500550時(shí)，只有重?zé)N才能燃燒。時(shí)，只有重?zé)N才能燃燒。 導(dǎo)熱性是指氣體傳播熱量的能力，一般用導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)崧蕘肀硎?。?dǎo)熱性是指氣體傳播熱量的能力，一般用導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)?/p>

7、熱率來表示。 導(dǎo)熱導(dǎo)熱系數(shù)是指單位距離上溫度變化系數(shù)是指單位距離上溫度變化1 時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位截面的熱量。時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位截面的熱量。不同成份的氣體，其導(dǎo)熱系數(shù)不同。不同成份的氣體，其導(dǎo)熱系數(shù)不同。 一般天然氣中烷烴的導(dǎo)熱系數(shù)隨分子量的增一般天然氣中烷烴的導(dǎo)熱系數(shù)隨分子量的增加而逐漸減小。加而逐漸減小。第一部分第一部分 氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ) 由于固體表面分子和氣體表面分子間存在著引力，當(dāng)氣體分子與固體表面發(fā)由于固體表面分子和氣體表面分子間存在著引力，當(dāng)氣體分子與固體表面發(fā)生碰撞時(shí)，氣體分子會(huì)暫時(shí)停留在固體表面上，這種現(xiàn)象稱做吸附。生碰撞時(shí)，氣體分子會(huì)暫時(shí)停留

8、在固體表面上，這種現(xiàn)象稱做吸附。 天然氣具有被某種物質(zhì)吸附的特性，吸附量除與溫度和壓力有關(guān)外，主要與天然氣具有被某種物質(zhì)吸附的特性，吸附量除與溫度和壓力有關(guān)外，主要與吸附能力以及氣體本身分子量有關(guān)吸附能力以及氣體本身分子量有關(guān) 分子量越大，越易被吸附。這種吸附特性分子量越大，越易被吸附。這種吸附特性是氣相色譜分離技術(shù)的理論基礎(chǔ)。是氣相色譜分離技術(shù)的理論基礎(chǔ)。 天然氣易溶于石油，微溶于水，其溶解能力一般用溶解度來表示，天然氣易溶于石油，微溶于水，其溶解能力一般用溶解度來表示，即在一定的溫度和壓力下，單位體積溶劑所能飽和溶解某氣體的體積，即在一定的溫度和壓力下，單位體積溶劑所能飽和溶解某氣體的體積

9、，叫做氣體的溶解度。叫做氣體的溶解度。 反映天然氣溶解于石油和水中的能力。反映天然氣溶解于石油和水中的能力。性質(zhì)性質(zhì) 第一部分第一部分 氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)氣測(cè)錄井理論基礎(chǔ)二、二、地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài) 一般情況下，大多數(shù)的石油與天然氣以不同的數(shù)量和儲(chǔ)集一般情況下，大多數(shù)的石油與天然氣以不同的數(shù)量和儲(chǔ)集形式存在于沉積巖層中，儲(chǔ)集巖性一般是砂巖和碳酸鹽類地層。形式存在于沉積巖層中，儲(chǔ)集巖性一般是砂巖和碳酸鹽類地層。在巖層的裂隙中和節(jié)理發(fā)育的地方以及泥質(zhì)巖類的地層中，有在巖層的裂隙中和節(jié)理發(fā)育的地方以及泥質(zhì)巖類的地層中，有時(shí)也會(huì)有油氣的聚集。時(shí)也會(huì)有油氣的聚集。 石油

10、、天然氣不僅儲(chǔ)集在不同的地層和巖性中，而且在同石油、天然氣不僅儲(chǔ)集在不同的地層和巖性中，而且在同一地層和巖性中，它的儲(chǔ)集形態(tài)也不同。烴類氣體的儲(chǔ)集狀態(tài)一地層和巖性中，它的儲(chǔ)集形態(tài)也不同。烴類氣體的儲(chǔ)集狀態(tài)一般有：游離狀態(tài)、溶解狀態(tài)和吸附狀態(tài)三種。一般有：游離狀態(tài)、溶解狀態(tài)和吸附狀態(tài)三種。二、二、地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài) 游離氣的儲(chǔ)集是指純氣藏形成的天然氣儲(chǔ)集和油氣藏中氣頂形成游離氣的儲(chǔ)集是指純氣藏形成的天然氣儲(chǔ)集和油氣藏中氣頂形成的天然氣儲(chǔ)集。這種類型的氣體儲(chǔ)集，是以游離狀態(tài)存在于地層中。的天然氣儲(chǔ)集。這種類型的氣體儲(chǔ)集，是以游離狀態(tài)存在于地層中。 游離氣的儲(chǔ)集

11、溶解氣的儲(chǔ)集 天然氣具有溶解性。它不僅能溶解于石油，而且還能溶解于水，這天然氣具有溶解性。它不僅能溶解于石油，而且還能溶解于水，這樣就形成了溶解氣的儲(chǔ)集。天然氣的各組分在石油和水中的溶解度極不樣就形成了溶解氣的儲(chǔ)集。天然氣的各組分在石油和水中的溶解度極不相同，烴類氣體和氮?dú)庠谒械娜芙舛群苄?，二氧化碳和硫化氫的溶解相同，烴類氣體和氮?dú)庠谒械娜芙舛群苄。趸己土蚧瘹涞娜芙舛容^大。烴類氣體在石油中的溶解度比在水中的溶解度大得多，屬于最度較大。烴類氣體在石油中的溶解度比在水中的溶解度大得多，屬于最易溶解在石油中的氣體。易溶解在石油中的氣體。 以甲烷為例，在石油中的溶解度為水中溶解度的以甲烷為例

12、，在石油中的溶解度為水中溶解度的1010倍。而不同的烴倍。而不同的烴類氣體在石油中的溶解度也不同，它隨烴氣的分子量的增大而增大。假類氣體在石油中的溶解度也不同，它隨烴氣的分子量的增大而增大。假如：甲烷在石油中的溶解度為如：甲烷在石油中的溶解度為1 1，則乙烷為，則乙烷為5.55.5，丙烷為，丙烷為18.518.5，丁烷以上，丁烷以上的烴氣，可按任意比例與石油混合。的烴氣，可按任意比例與石油混合。 二氧化碳和硫化氫在石油中的溶解度比在水中要稍大一些，氮?dú)鈩t二氧化碳和硫化氫在石油中的溶解度比在水中要稍大一些，氮?dú)鈩t不易溶解于石油中。不易溶解于石油中。 總之，烴類氣體屬于極易溶解于石油而難溶解于水的

13、氣體。所以，總之，烴類氣體屬于極易溶解于石油而難溶解于水的氣體。所以，在油藏內(nèi)有大量的烴氣儲(chǔ)集，一般以液態(tài)形式存在于油田內(nèi)或以氣態(tài)的在油藏內(nèi)有大量的烴氣儲(chǔ)集，一般以液態(tài)形式存在于油田內(nèi)或以氣態(tài)的形式存在于凝析油田內(nèi)。在地層水中，烴氣的儲(chǔ)集量很少，特別是含殘形式存在于凝析油田內(nèi)。在地層水中，烴氣的儲(chǔ)集量很少，特別是含殘余油的水層，天然氣的含量更少。余油的水層，天然氣的含量更少。 吸附狀態(tài)的天然氣多分布在泥質(zhì)地層中，它以吸附著的狀態(tài)吸附狀態(tài)的天然氣多分布在泥質(zhì)地層中，它以吸附著的狀態(tài)存在于巖石中，如儲(chǔ)集層上、下井段的泥質(zhì)蓋層，或生油巖系。存在于巖石中，如儲(chǔ)集層上、下井段的泥質(zhì)蓋層，或生油巖系。這種

14、類型的氣體聚集，稱為泥巖含氣。一般沒有工業(yè)價(jià)值，但在這種類型的氣體聚集，稱為泥巖含氣。一般沒有工業(yè)價(jià)值，但在特殊情況下，大段泥巖中夾有薄裂隙或孔隙性砂巖薄層等，會(huì)形特殊情況下，大段泥巖中夾有薄裂隙或孔隙性砂巖薄層等，會(huì)形成具有工業(yè)價(jià)值的油氣流。成具有工業(yè)價(jià)值的油氣流。 二、二、地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)地層中石油與天然氣的儲(chǔ)集狀態(tài)吸附狀態(tài)的儲(chǔ)集 三、三、石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 在鉆井過程中，石油、天然氣以兩種方式進(jìn)入鉆井液。在鉆井過程中，石油、天然氣以兩種方式進(jìn)入鉆井液。其一是來自鉆碎的巖石中的油氣進(jìn)入鉆井液；其二是由鉆穿的油其一是來自鉆

15、碎的巖石中的油氣進(jìn)入鉆井液；其二是由鉆穿的油氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴(kuò)散的作用而進(jìn)入鉆井液。氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴(kuò)散的作用而進(jìn)入鉆井液。 1. 1.被鉆碎的巖屑中的油氣被鉆碎的巖屑中的油氣進(jìn)入鉆井液進(jìn)入鉆井液 形成破碎氣形成破碎氣 油氣層被鉆開后，巖屑和其中所攜帶的油氣進(jìn)入鉆井液中與之混合，巖屑中的油氣又有一部分逐漸擴(kuò)散到鉆井液中，單位時(shí)間鉆開的油氣層體積越大，進(jìn)入鉆井液的油氣越多。 油氣層被鉆開后，巖屑中的油氣由于受到鉆頭的機(jī)械破碎油氣層被鉆開后，巖屑中的油氣由于受到鉆頭的機(jī)械破碎的作用，有一部分逐漸釋放到鉆井液中。單位時(shí)間鉆開的油氣層體的作用，有一部分逐漸釋放到鉆井液中。單位時(shí)間鉆開的油氣

16、層體積越大，進(jìn)入鉆井液的油氣越多積越大，進(jìn)入鉆井液的油氣越多。 三、三、石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 2. 2.被鉆穿的油氣層中的油氣，被鉆穿的油氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴(kuò)散作用進(jìn)入鉆井液經(jīng)滲濾和擴(kuò)散作用進(jìn)入鉆井液 1)1)油氣層中的油氣經(jīng)擴(kuò)散作用油氣層中的油氣經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入鉆井液進(jìn)入鉆井液 油氣層中油氣的擴(kuò)散是指油氣分子通過某種介質(zhì)從濃度高油氣層中油氣的擴(kuò)散是指油氣分子通過某種介質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方移動(dòng)而進(jìn)入鉆井液。的地方向濃度低的地方移動(dòng)而進(jìn)入鉆井液。 2)2)油氣層中的油氣經(jīng)滲油氣層中的油氣經(jīng)滲濾作用進(jìn)入鉆井液濾作用進(jìn)入鉆井液 油氣

17、層中油氣的滲濾是指油氣層中油氣的滲濾是指油氣層的壓力大于液柱壓力時(shí)，油氣層的壓力大于液柱壓力時(shí)，油氣在壓力差的作用下，沿巖油氣在壓力差的作用下，沿巖石的裂縫、孔隙以及構(gòu)造破碎石的裂縫、孔隙以及構(gòu)造破碎帶，向壓力較低的鉆井液中移帶，向壓力較低的鉆井液中移動(dòng)動(dòng)。 三、三、石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 3. 3.石油、天然氣進(jìn)入鉆井液后的分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液后的分布狀態(tài) 游離氣以氣泡形式與鉆井液混合，然后逐漸游離氣以氣泡形式與鉆井液混合，然后逐漸溶于鉆井液中。一般情況下，天然氣與鉆井液接溶于鉆井液中。一般情況下，天然氣與鉆井液接觸面積越大，溶

18、解越快；接觸時(shí)間越長，溶解程觸面積越大，溶解越快；接觸時(shí)間越長，溶解程度越大。度越大。 1)油氣呈游離狀態(tài)與鉆井液混合油氣呈游離狀態(tài)與鉆井液混合 三、三、石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 2) 2)油氣呈凝析油狀態(tài)油氣呈凝析油狀態(tài)與鉆井液混合與鉆井液混合 凝析油和含有溶解氣的石油凝析油和含有溶解氣的石油從地層進(jìn)入鉆井液后，在鉆井液從地層進(jìn)入鉆井液后，在鉆井液上返過程中，由于壓力降低，凝上返過程中，由于壓力降低，凝析油大部分會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴；高析油大部分會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴；高油氣比地層油氣比地層C C1 1-C-C4 4含量較高。隨含量較高。隨著鉆井液的上返

19、，含有溶解氣的著鉆井液的上返，含有溶解氣的石油，由于壓力降低，會(huì)釋放出石油，由于壓力降低，會(huì)釋放出大量的天然氣。大量的天然氣。（釋放出天然氣的數(shù)量（釋放出天然氣的數(shù)量取決于石油的含量與質(zhì)量）。取決于石油的含量與質(zhì)量）。 3)3)天然氣溶解于地天然氣溶解于地層水中與鉆井液混合層水中與鉆井液混合 溶解于地層水中的天然氣進(jìn)入鉆溶解于地層水中的天然氣進(jìn)入鉆井液后與之混合，一般而言地層水量井液后與之混合，一般而言地層水量比鉆井液量少得多，因而會(huì)被鉆井液比鉆井液量少得多，因而會(huì)被鉆井液所沖淡，這時(shí)地層水中的天然氣將以所沖淡，這時(shí)地層水中的天然氣將以溶解狀態(tài)存在于鉆井液中，而且鉆井溶解狀態(tài)存在于鉆井液中，而

20、且鉆井液中的天然氣濃度不會(huì)太大。隨著鉆液中的天然氣濃度不會(huì)太大。隨著鉆井液的上返，壓力降低，天然氣將不井液的上返，壓力降低，天然氣將不會(huì)游離出來而變成氣泡。只有在地層會(huì)游離出來而變成氣泡。只有在地層水較大情況下，水被鉆井液沖淡不大水較大情況下，水被鉆井液沖淡不大當(dāng)?shù)貙铀腥芙鈿饬枯^大時(shí)，才會(huì)天當(dāng)?shù)貙铀腥芙鈿饬枯^大時(shí)，才會(huì)天然氣游離成氣泡狀態(tài)。然氣游離成氣泡狀態(tài)。 三、三、石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài)石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 4) 4)油氣被鉆碎的巖油氣被鉆碎的巖屑吸附著與鉆井液混合屑吸附著與鉆井液混合 當(dāng)油氣被鉆碎的巖屑所吸當(dāng)油氣被鉆碎的巖屑所吸附與鉆井液混合后，隨著

21、鉆井附與鉆井液混合后，隨著鉆井液的上返，壓力降低，巖屑孔液的上返，壓力降低，巖屑孔隙中所含的游離氣或吸附氣體隙中所含的游離氣或吸附氣體積將會(huì)膨脹而脫離巖屑進(jìn)入鉆積將會(huì)膨脹而脫離巖屑進(jìn)入鉆井液。巖屑返出后，孔隙中以井液。巖屑返出后，孔隙中以重質(zhì)油為主。重質(zhì)油為主。 上述的這些過程在某種程度上上述的這些過程在某種程度上可能相互重疊。在地層的孔隙中，可能相互重疊。在地層的孔隙中，可能有游離氣和凝析油同時(shí)存在，可能有游離氣和凝析油同時(shí)存在， 或者游離氣與石油同時(shí)存在，但總或者游離氣與石油同時(shí)存在，但總體認(rèn)為：進(jìn)入鉆井液中的油氣，隨體認(rèn)為：進(jìn)入鉆井液中的油氣，隨著鉆井液由井底返至井口過程中，著鉆井液由井

22、底返至井口過程中，在井底部主要是游離氣溶解在鉆井在井底部主要是游離氣溶解在鉆井液中，而隨著鉆井液的上返壓力降液中，而隨著鉆井液的上返壓力降低，鉆井液中所溶解的天然氣已達(dá)低，鉆井液中所溶解的天然氣已達(dá)飽和，此時(shí)溶解氣可從鉆井液中分飽和，此時(shí)溶解氣可從鉆井液中分離出來形成氣泡離出來形成氣泡。 根據(jù)以上分析可將石油、天根據(jù)以上分析可將石油、天然氣進(jìn)入鉆井液的方式歸納為：然氣進(jìn)入鉆井液的方式歸納為： 破碎氣破碎氣 在鉆井過程中，鉆頭機(jī)械在鉆井過程中，鉆頭機(jī)械破碎巖石而釋放到鉆井液中的破碎巖石而釋放到鉆井液中的氣體稱之為破碎氣。氣體稱之為破碎氣。 壓差氣壓差氣 接單根氣接單根氣 接單根作業(yè)時(shí)刻接單根作業(yè)

23、時(shí)刻在延遲一個(gè)鉆井液上返時(shí)間和管在延遲一個(gè)鉆井液上返時(shí)間和管路延遲時(shí)間后檢測(cè)到的一個(gè)假異路延遲時(shí)間后檢測(cè)到的一個(gè)假異常。常。 后效氣后效氣 在鉆開上部油氣在鉆開上部油氣層后工程進(jìn)行起下鉆作業(yè)，由于層后工程進(jìn)行起下鉆作業(yè)，由于鉆井液在井筒中的靜止時(shí)間較長鉆井液在井筒中的靜止時(shí)間較長和鉆具的抽汲作用，使地層中的和鉆具的抽汲作用，使地層中的油氣在壓差的作用下，不斷地往油氣在壓差的作用下，不斷地往鉆井液中滲透。下鉆到底鉆井液鉆井液中滲透。下鉆到底鉆井液循環(huán)后，會(huì)出現(xiàn)后效氣異常。循環(huán)后，會(huì)出現(xiàn)后效氣異常。 擴(kuò)散氣擴(kuò)散氣 在富含氣的地層中，地層在富含氣的地層中，地層流體的濃度高于鉆井液成分的流體的濃度高于

24、鉆井液成分的濃度時(shí)，將產(chǎn)生擴(kuò)散氣。濃度時(shí)，將產(chǎn)生擴(kuò)散氣。漫長漫長 再循環(huán)氣再循環(huán)氣 產(chǎn)生再循環(huán)氣的原因其一產(chǎn)生再循環(huán)氣的原因其一是鉆井液中所攜帶的天然氣不是鉆井液中所攜帶的天然氣不可能經(jīng)過脫氣器而全部脫出，可能經(jīng)過脫氣器而全部脫出，一般情況下現(xiàn)用的脫氣器的脫一般情況下現(xiàn)用的脫氣器的脫氣效率只有氣效率只有30307070。其二。其二循環(huán)的鉆井液只有一小部分流循環(huán)的鉆井液只有一小部分流經(jīng)脫氣器，大部分流入鉆井液經(jīng)脫氣器，大部分流入鉆井液池內(nèi)。當(dāng)這種脫氣不完全的鉆池內(nèi)。當(dāng)這種脫氣不完全的鉆井液再次入井后，將會(huì)出現(xiàn)假井液再次入井后，將會(huì)出現(xiàn)假異常。異常。 再循環(huán)氣的特征再循環(huán)氣的特征 時(shí)間上比首次出現(xiàn)

25、氣顯示時(shí)間上比首次出現(xiàn)氣顯示晚一個(gè)鉆井液循環(huán)周期。曲線晚一個(gè)鉆井液循環(huán)周期。曲線的峰型較寬。幅值平緩。烴組的峰型較寬。幅值平緩。烴組分以重?zé)N為主，烴組分結(jié)構(gòu)呈分以重?zé)N為主，烴組分結(jié)構(gòu)呈反順序排列。反順序排列。 在錄井過程中，氣體錄井資料受到來自地層因素的影響、來自在錄井過程中，氣體錄井資料受到來自地層因素的影響、來自鉆井技術(shù)條件的影響和錄井技術(shù)自身?xiàng)l件的影響。鉆井技術(shù)條件的影響和錄井技術(shù)自身?xiàng)l件的影響。1、儲(chǔ)集層特性及地層油氣性質(zhì)的影響儲(chǔ)集層特性及地層油氣性質(zhì)的影響 氣體錄井是直接分析鉆井液中油氣含量的一種錄井方法。在鉆井過程氣體錄井是直接分析鉆井液中油氣含量的一種錄井方法。在鉆井過程中，鉆井

26、液中的油氣主要來自被鉆碎的巖石中的油氣和被鉆穿油氣層中的中，鉆井液中的油氣主要來自被鉆碎的巖石中的油氣和被鉆穿油氣層中的油氣經(jīng)過滲濾和擴(kuò)散作用而進(jìn)入鉆井液的油氣。當(dāng)油氣層的厚度越大、地油氣經(jīng)過滲濾和擴(kuò)散作用而進(jìn)入鉆井液的油氣。當(dāng)油氣層的厚度越大、地層孔隙度和滲透率越大、地層壓力越大，則在鉆穿油氣層時(shí)，進(jìn)入鉆井液層孔隙度和滲透率越大、地層壓力越大，則在鉆穿油氣層時(shí)，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量多，氣體錄井異常顯示值高。中的油氣含量多，氣體錄井異常顯示值高。 對(duì)于儲(chǔ)層滲透性的影響可分為兩種情況：其一是當(dāng)鉆井液柱壓力大對(duì)于儲(chǔ)層滲透性的影響可分為兩種情況：其一是當(dāng)鉆井液柱壓力大于地層壓力時(shí)，鉆井液發(fā)生超前滲

27、濾。由于鉆井液濾液的沖洗作用，向于地層壓力時(shí)，鉆井液發(fā)生超前滲濾。由于鉆井液濾液的沖洗作用，向地層深處擠跑了一部分油氣，使進(jìn)入鉆井液的油氣含量減少氣體錄井異地層深處擠跑了一部分油氣，使進(jìn)入鉆井液的油氣含量減少氣體錄井異常顯示值降低。其二是當(dāng)鉆井液柱壓力小于地層壓力時(shí)，儲(chǔ)集層的滲透常顯示值降低。其二是當(dāng)鉆井液柱壓力小于地層壓力時(shí)，儲(chǔ)集層的滲透濾越高，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多，氣體錄井異常顯示值越高。濾越高，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多，氣體錄井異常顯示值越高。四、氣測(cè)錄井資料的影響因素四、氣測(cè)錄井資料的影響因素2 2、鉆井技術(shù)條件的影響、鉆井技術(shù)條件的影響鉆頭直徑的影響鉆頭直徑的影響 進(jìn)入鉆井液

28、中的油氣，其中一部分是來自被鉆碎的巖屑中，由于鉆進(jìn)入鉆井液中的油氣，其中一部分是來自被鉆碎的巖屑中，由于鉆頭直徑的不同，破碎巖石的體積和速度不同，單位時(shí)間破碎巖石體積與頭直徑的不同，破碎巖石的體積和速度不同，單位時(shí)間破碎巖石體積與鉆頭直徑成正比。因此，當(dāng)其它條件一定時(shí)，鉆頭直徑越大，破碎巖石鉆頭直徑成正比。因此，當(dāng)其它條件一定時(shí)，鉆頭直徑越大，破碎巖石體積越多，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多，氣體錄井異常顯示值越高。體積越多，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多，氣體錄井異常顯示值越高。 鉆井速度的影響鉆井速度的影響 在相同的地質(zhì)條件下，鉆速越大，單位時(shí)間破碎巖石體積越大，在相同的地質(zhì)條件下，鉆速越大，單位

29、時(shí)間破碎巖石體積越大，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多。同時(shí)當(dāng)鉆速越大時(shí)，使單位時(shí)間破碎進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多。同時(shí)當(dāng)鉆速越大時(shí)，使單位時(shí)間破碎巖石的表面增大，因在較短的時(shí)間內(nèi)，鉆井液未能在剛鉆開的井壁表巖石的表面增大，因在較短的時(shí)間內(nèi)，鉆井液未能在剛鉆開的井壁表面上全部生成泥餅，所以鉆速的增加，鉆井液滲濾的速度也在增加，面上全部生成泥餅，所以鉆速的增加，鉆井液滲濾的速度也在增加，在一定程度上影響了進(jìn)入鉆井液中的油氣的含量，呈現(xiàn)出在較低鉆時(shí)在一定程度上影響了進(jìn)入鉆井液中的油氣的含量，呈現(xiàn)出在較低鉆時(shí)的錄井井段，氣測(cè)錄井異常顯示值不是很高的情況。的錄井井段，氣測(cè)錄井異常顯示值不是很高的情況。 鉆井

30、液排量的影響鉆井液排量的影響 氣體錄井異常顯示值的高低與鉆井液排量有著密切關(guān)氣體錄井異常顯示值的高低與鉆井液排量有著密切關(guān)系，鉆井液排量越大，鉆井液在井底停留的時(shí)間越短，通系，鉆井液排量越大，鉆井液在井底停留的時(shí)間越短，通過擴(kuò)散和滲濾方式進(jìn)入鉆井液中的油氣含量相對(duì)減少，氣過擴(kuò)散和滲濾方式進(jìn)入鉆井液中的油氣含量相對(duì)減少，氣體錄井異常顯示值降低。體錄井異常顯示值降低。鉆井液密度的影響鉆井液密度的影響 在相同的地質(zhì)條件下，鉆井液密度增大，氣體錄井異常顯示相在相同的地質(zhì)條件下，鉆井液密度增大，氣體錄井異常顯示相應(yīng)降低。若鉆井液密度較小，鉆井液柱壓力低于地層壓力，在壓差應(yīng)降低。若鉆井液密度較小，鉆井液柱

31、壓力低于地層壓力，在壓差的作用下，地層中的油氣易進(jìn)入到鉆井液中，使氣測(cè)錄井異常顯示的作用下，地層中的油氣易進(jìn)入到鉆井液中，使氣測(cè)錄井異常顯示值增高。同時(shí)由于鉆井液柱壓力的降低，地層上部已鉆穿的油氣層值增高。同時(shí)由于鉆井液柱壓力的降低，地層上部已鉆穿的油氣層中的油氣，可能會(huì)因泥餅的剝落而進(jìn)入鉆井液中，會(huì)產(chǎn)生后效影響。中的油氣，可能會(huì)因泥餅的剝落而進(jìn)入鉆井液中，會(huì)產(chǎn)生后效影響。鉆井液粘度的影響鉆井液粘度的影響 鉆井液粘度大，降低了氣體錄井的脫氣效率，使氣體錄井異鉆井液粘度大，降低了氣體錄井的脫氣效率，使氣體錄井異常顯示值較低。但由于油氣長時(shí)間保留在鉆井液中，氣體錄井的常顯示值較低。但由于油氣長時(shí)間

32、保留在鉆井液中，氣體錄井的基值會(huì)有不同程度的增加。鉆井液粘度大，油氣的上竄現(xiàn)象不明基值會(huì)有不同程度的增加。鉆井液粘度大，油氣的上竄現(xiàn)象不明顯。顯。起下鉆的影響起下鉆的影響 當(dāng)鉆開油氣層后，鉆井工程進(jìn)行起下鉆作業(yè)時(shí)，由于鉆當(dāng)鉆開油氣層后，鉆井工程進(jìn)行起下鉆作業(yè)時(shí)，由于鉆井液在井內(nèi)靜止時(shí)間較長，油氣層中的油氣受地層壓力的影井液在井內(nèi)靜止時(shí)間較長，油氣層中的油氣受地層壓力的影響，同時(shí)起鉆過程的抽汲作用，使地層中的油氣不斷地進(jìn)入響，同時(shí)起鉆過程的抽汲作用，使地層中的油氣不斷地進(jìn)入鉆井液中。下鉆到底后，當(dāng)對(duì)應(yīng)地層的鉆井液返至井口時(shí)，鉆井液中。下鉆到底后，當(dāng)對(duì)應(yīng)地層的鉆井液返至井口時(shí)，氣體錄井會(huì)出現(xiàn)假異常

33、。氣體錄井會(huì)出現(xiàn)假異常。 接單根的影響接單根的影響 接單根時(shí)在高壓管線和方鉆桿內(nèi)充滿了空氣，開泵后由于壓力的改變，接單根時(shí)在高壓管線和方鉆桿內(nèi)充滿了空氣，開泵后由于壓力的改變，空氣段會(huì)急劇地從鉆井液中分離出來，分離過程在井底的油氣層段較為強(qiáng)空氣段會(huì)急劇地從鉆井液中分離出來，分離過程在井底的油氣層段較為強(qiáng)烈，帶出了地層中的烴類氣體，形成氣體錄井假異常。同時(shí)在接單根的過烈，帶出了地層中的烴類氣體，形成氣體錄井假異常。同時(shí)在接單根的過程中，由于鉆具的上提與下放，也存在抽汲作用的影響。以上兩種情況共程中，由于鉆具的上提與下放，也存在抽汲作用的影響。以上兩種情況共同形成接單根的影響。同形成接單根的影響。

34、鉆井液處理劑的影響鉆井液處理劑的影響 在目前的鉆井過程中，鉆井液中要根據(jù)不同的鉆井施在目前的鉆井過程中，鉆井液中要根據(jù)不同的鉆井施工需求，加入一定數(shù)量的鉆井液處理劑。一般情況下，鉆工需求，加入一定數(shù)量的鉆井液處理劑。一般情況下，鉆井液處理劑對(duì)氣體錄井均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。井液處理劑對(duì)氣體錄井均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。四、氣測(cè)錄井資料的影響因素四、氣測(cè)錄井資料的影響因素 綜合分析影響氣體錄井資料的主要因素，對(duì)分清資料真綜合分析影響氣體錄井資料的主要因素，對(duì)分清資料真?zhèn)问鞘种匾?。偽是十分重要的? 3、錄井技術(shù)自身?xiàng)l件的影響、錄井技術(shù)自身?xiàng)l件的影響不同型號(hào)的氣體分析儀受分析速度和分析質(zhì)量的影響

35、不同型號(hào)的氣體分析儀受分析速度和分析質(zhì)量的影響相同型號(hào)的氣體分析儀受操作條件和操作手段的影響相同型號(hào)的氣體分析儀受操作條件和操作手段的影響四、氣測(cè)錄井資料的影響因素四、氣測(cè)錄井資料的影響因素第二部分第二部分色譜分析理論色譜分析理論氣相色譜分析儀氣相色譜分析儀 我國的氣測(cè)錄井技術(shù)起步于我國的氣測(cè)錄井技術(shù)起步于5050年代，當(dāng)時(shí)的檢測(cè)方法年代，當(dāng)時(shí)的檢測(cè)方法是通過一對(duì)靈敏臂上加上不同的直流電壓（是通過一對(duì)靈敏臂上加上不同的直流電壓（0.651.1V0.651.1V），），對(duì)樣品氣中對(duì)樣品氣中C C1 1和和C C2 2+ +進(jìn)行檢測(cè)，這樣的測(cè)量只能檢知?dú)鈽拥倪M(jìn)行檢測(cè)，這樣的測(cè)量只能檢知?dú)鈽拥妮p重，

36、而不能獲知?dú)鈽又械慕M分結(jié)構(gòu)，因而無法通過氣測(cè)輕重，而不能獲知?dú)鈽又械慕M分結(jié)構(gòu)，因而無法通過氣測(cè)資料來評(píng)價(jià)油氣層。資料來評(píng)價(jià)油氣層。 我國氣測(cè)錄井儀發(fā)展歷程我國氣測(cè)錄井儀發(fā)展歷程第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析序 60 60年代開始采用色譜分析技術(shù)，也就是色譜階段，從而年代開始采用色譜分析技術(shù)，也就是色譜階段，從而使得氣測(cè)錄井資料在地質(zhì)解釋評(píng)價(jià)中有了較大的用途，這個(gè)使得氣測(cè)錄井資料在地質(zhì)解釋評(píng)價(jià)中有了較大的用途，這個(gè)階段通過解釋人員的研究開發(fā)了至今一直沿用的三角形圖版、階段通過解釋人員的研究開發(fā)了至今一直沿用的三角形圖版、皮克斯勒?qǐng)D版及皮克斯勒?qǐng)D版及3h3h圖版等氣測(cè)解釋方法，色譜技術(shù)對(duì)

37、氣測(cè)錄圖版等氣測(cè)解釋方法，色譜技術(shù)對(duì)氣測(cè)錄井儀的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，但是由于當(dāng)時(shí)的自動(dòng)控井儀的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用，但是由于當(dāng)時(shí)的自動(dòng)控制水平較低，儀器的分析控制是靠人工控制的，既不準(zhǔn)確而制水平較低，儀器的分析控制是靠人工控制的，既不準(zhǔn)確而且效率低下，因而無法形成連續(xù)的曲線，對(duì)油氣評(píng)價(jià)有極大且效率低下，因而無法形成連續(xù)的曲線，對(duì)油氣評(píng)價(jià)有極大的影響，分析儀組分包括的影響，分析儀組分包括C C1 1、C C2 2、C C3 3、iCiC4 4、nCnC4 4。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析序第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析序 7070年代，我國石油部組成了有關(guān)專家對(duì)

38、色譜儀的自動(dòng)年代，我國石油部組成了有關(guān)專家對(duì)色譜儀的自動(dòng)控制進(jìn)行了攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了色譜分析儀的自動(dòng)連續(xù)分析和反控制進(jìn)行了攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了色譜分析儀的自動(dòng)連續(xù)分析和反吹功能，組分分析周期為吹功能，組分分析周期為4min4min一個(gè)周期。一個(gè)周期。 80 80年代是我國氣測(cè)錄井技術(shù)飛速發(fā)展的階段，開發(fā)研究年代是我國氣測(cè)錄井技術(shù)飛速發(fā)展的階段，開發(fā)研究了雙柱雙流程、單柱雙流程等先進(jìn)色譜儀，色譜分析速度大了雙柱雙流程、單柱雙流程等先進(jìn)色譜儀，色譜分析速度大大提高，從原來的周期為大提高，從原來的周期為4min4min縮短到縮短到2min2min。當(dāng)引進(jìn)國外綜合。當(dāng)引進(jìn)國外綜合錄井儀后，為我國色譜分析技術(shù)的提高起

39、到了極大的推動(dòng)作錄井儀后，為我國色譜分析技術(shù)的提高起到了極大的推動(dòng)作用。用。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析序 九十年代中期，以加拿大九十年代中期，以加拿大DATALOGDATALOG公司為首率先推出了公司為首率先推出了“快速色譜分快速色譜分析儀析儀”，到九十年代末我國已成功開發(fā)了分析周期為，到九十年代末我國已成功開發(fā)了分析周期為30 30 45 45 秒的快速秒的快速色譜分析儀。由于快速分析技術(shù)的出現(xiàn)，可以取得更加豐富的地層油氣色譜分析儀。由于快速分析技術(shù)的出現(xiàn)，可以取得更加豐富的地層油氣信息，極大地提高了地層分辨能力，在石油勘探開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用信息，極大地提高了地層分辨能力，

40、在石油勘探開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。前景。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析一、色譜分析理論一、色譜分析理論 色譜法是俄國植物學(xué)家茨維特在色譜法是俄國植物學(xué)家茨維特在1906年首先提出的。他把植物色年首先提出的。他把植物色素的石油醚抽提液倒入一根裝有碳酸鈣玻吸附劑的豎直的璃管內(nèi)，再素的石油醚抽提液倒入一根裝有碳酸鈣玻吸附劑的豎直的璃管內(nèi)，再加入純石油醚，任其自由流下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在玻璃管內(nèi)不同顏色的色譜加入純石油醚，任其自由流下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在玻璃管內(nèi)不同顏色的色譜帶（即溶液中不同的色素分離）。當(dāng)時(shí)將這種方法稱作色譜，而這根帶（即溶液中不同的色素分離）。當(dāng)時(shí)將這種方法稱作色譜，而這根玻璃管稱為

41、色譜柱。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種分離方法不但可分離玻璃管稱為色譜柱。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種分離方法不但可分離有色物質(zhì)，還可以分離無色物質(zhì)。此后人們將這種方法稱作色譜法。有色物質(zhì)，還可以分離無色物質(zhì)。此后人們將這種方法稱作色譜法。而將色譜技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域，就稱其為色譜分析法。而將色譜技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域，就稱其為色譜分析法。 什么是色譜分析法什么是色譜分析法 色譜法的實(shí)質(zhì)是利用不同物質(zhì)在不同兩相中具有不同的分配系數(shù)色譜法的實(shí)質(zhì)是利用不同物質(zhì)在不同兩相中具有不同的分配系數(shù)（或溶解度），當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些物質(zhì)在兩相中的分配反復(fù)（或溶解度），當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些物質(zhì)在兩相中的分配反

42、復(fù)進(jìn)行多次，這樣使得那些分配系數(shù)只有微小差異的組分產(chǎn)生較大的分進(jìn)行多次，這樣使得那些分配系數(shù)只有微小差異的組分產(chǎn)生較大的分離效果，從而使不同組分得到完全分離。離效果，從而使不同組分得到完全分離。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析名詞名詞 解解 釋釋 流動(dòng)相、固定相流動(dòng)相、固定相在應(yīng)用色譜分離混合物時(shí)可流動(dòng)的氣體或液體稱為流動(dòng)在應(yīng)用色譜分離混合物時(shí)可流動(dòng)的氣體或液體稱為流動(dòng)相，將不流動(dòng)的固體或液體稱為固定相。相，將不流動(dòng)的固體或液體稱為固定相。 吸附色譜吸附色譜利用吸附劑表面對(duì)不同組分吸附能力的差別，達(dá)到分離組分的利用吸附劑表面對(duì)不同組分吸附能力的差別，達(dá)到分離組分的目的。目的。 分配色

43、譜分配色譜利用不同組分在氣、液兩相中的分配系數(shù)不同，達(dá)到分離組分利用不同組分在氣、液兩相中的分配系數(shù)不同，達(dá)到分離組分的目的。的目的。 氣相色譜法氣相色譜法采用氣體作為流動(dòng)相的色譜分析法。采用氣體作為流動(dòng)相的色譜分析法。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析氣相色譜分析流程氣相色譜分析流程樣樣品品氣氣載氣載氣色譜柱色譜柱鑒定器鑒定器記錄器記錄器 由一定壓力和流速的載氣，攜帶樣品氣由一定壓力和流速的載氣，攜帶樣品氣進(jìn)入色譜柱，經(jīng)色譜分離將樣品分離成不同進(jìn)入色譜柱，經(jīng)色譜分離將樣品分離成不同組分，以先后順序進(jìn)入鑒定器，經(jīng)鑒定器所組分，以先后順序進(jìn)入鑒定器，經(jīng)鑒定器所產(chǎn)生的電訊號(hào)至記錄器，記錄數(shù)

44、據(jù)與曲線。產(chǎn)生的電訊號(hào)至記錄器，記錄數(shù)據(jù)與曲線。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析色譜色譜分析分析原理原理 氣測(cè)錄井所講的色譜法以氣體作為流動(dòng)相氣測(cè)錄井所講的色譜法以氣體作為流動(dòng)相的氣相色譜分析方法。氣相色譜分析法又可分的氣相色譜分析方法。氣相色譜分析法又可分為氣液色譜分析法和氣固色譜分析法。為氣液色譜分析法和氣固色譜分析法。 一、氣液色譜分析法分析原理一、氣液色譜分析法分析原理 氣液色譜分析法以液體作為固定相，當(dāng)樣品氣隨載氣進(jìn)入裝有固定液氣液色譜分析法以液體作為固定相，當(dāng)樣品氣隨載氣進(jìn)入裝有固定液的色譜柱時(shí)，混合氣體中的各組分均可溶解在固定液中，由于各組分的溶的色譜柱時(shí)，混合氣體中的

45、各組分均可溶解在固定液中，由于各組分的溶解度不同，當(dāng)載氣不斷通過色譜柱時(shí)，組分就隨著載氣向前移動(dòng)，在移動(dòng)解度不同，當(dāng)載氣不斷通過色譜柱時(shí)，組分就隨著載氣向前移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，經(jīng)過多次溶解與揮發(fā)，溶解度較小的組分向前移動(dòng)的速度較快，過程中，經(jīng)過多次溶解與揮發(fā)，溶解度較小的組分向前移動(dòng)的速度較快，而溶解度較大的組分向前移動(dòng)的速度較慢，各組分將依溶解度的大小依次而溶解度較大的組分向前移動(dòng)的速度較慢，各組分將依溶解度的大小依次分開，從而達(dá)到了分離組分的目的。分開，從而達(dá)到了分離組分的目的。 二二. . 氣固色譜分析法的分析原理氣固色譜分析法的分析原理 氣固色譜分析法以固體作為固定相，當(dāng)樣品氣隨載氣通

46、過裝有固定相氣固色譜分析法以固體作為固定相，當(dāng)樣品氣隨載氣通過裝有固定相的色譜柱時(shí)，樣品氣中的各組分均可能被吸附。由于吸附劑對(duì)各組分的吸的色譜柱時(shí)，樣品氣中的各組分均可能被吸附。由于吸附劑對(duì)各組分的吸附能力不同，當(dāng)載氣不斷地通過色譜柱時(shí)，組分隨載氣向前移動(dòng)，在移動(dòng)附能力不同，當(dāng)載氣不斷地通過色譜柱時(shí)，組分隨載氣向前移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，經(jīng)多次連續(xù)不斷地吸附與解吸，吸附能力弱的組分，隨著載氣向過程中，經(jīng)多次連續(xù)不斷地吸附與解吸，吸附能力弱的組分，隨著載氣向前移動(dòng)的速度快；而吸附能力強(qiáng)的組分，隨載氣向前移動(dòng)的速度慢。各組前移動(dòng)的速度快；而吸附能力強(qiáng)的組分，隨載氣向前移動(dòng)的速度慢。各組分將依吸附能力的

47、大小依次分開，從而達(dá)到分離的目的。分將依吸附能力的大小依次分開，從而達(dá)到分離的目的。 氣相色譜分析法氣相色譜分析法第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析色色譜譜分分離離過過程程第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析基線基線 基線是只有純載氣通過基線是只有純載氣通過色譜柱和鑒定器時(shí)的記錄曲色譜柱和鑒定器時(shí)的記錄曲線，通常為一條直線即電信線，通常為一條直線即電信號(hào)為零毫伏時(shí)的記錄曲線。號(hào)為零毫伏時(shí)的記錄曲線。色譜峰色譜峰 組分從色譜柱餾出進(jìn)入組分從色譜柱餾出進(jìn)入鑒定器后，鑒定器的響應(yīng)信鑒定器后，鑒定器的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化所產(chǎn)生的峰形號(hào)隨時(shí)間變化所產(chǎn)生的峰形曲線稱為色譜峰。曲線稱為色譜峰。 峰高

48、峰高 色譜峰最高點(diǎn)與基線之間色譜峰最高點(diǎn)與基線之間的垂直距離稱為峰高。的垂直距離稱為峰高。峰寬、半峰寬峰寬、半峰寬 在色譜峰兩側(cè)曲線的拐點(diǎn)在色譜峰兩側(cè)曲線的拐點(diǎn)作切線與基線相交于兩點(diǎn)之間作切線與基線相交于兩點(diǎn)之間的線段叫峰寬；的線段叫峰寬； 半峰高處色譜半峰高處色譜峰的寬度叫作半峰寬。峰的寬度叫作半峰寬。 峰面積峰面積 色譜峰與峰寬所包圍的面色譜峰與峰寬所包圍的面積。積。 保留時(shí)間保留時(shí)間 從進(jìn)樣開始到某一組分出峰頂從進(jìn)樣開始到某一組分出峰頂點(diǎn)時(shí)所需要的時(shí)間，稱為該組分的點(diǎn)時(shí)所需要的時(shí)間，稱為該組分的保留時(shí)間。保留時(shí)間。 死死 時(shí)時(shí) 間間 表示色譜柱中既不被吸附又不表示色譜柱中既不被吸附又不被

49、溶解的物質(zhì)（惰性物質(zhì)）在色譜被溶解的物質(zhì)（惰性物質(zhì)）在色譜柱中出現(xiàn)濃度極大值得時(shí)間。柱中出現(xiàn)濃度極大值得時(shí)間。第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析二、氣相色譜分析儀二、氣相色譜分析儀脫氣脫氣分析分析記記 錄錄氣相色譜分析的重要環(huán)節(jié)氣相色譜分析的重要環(huán)節(jié)樣品氣出口空氣入口空氣入口鉆井液出口鉆井液出口擋圈擋圈攪拌棒攪拌棒第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析電動(dòng)脫氣的工作原理電動(dòng)脫氣的工作原理 當(dāng)鉆井液流經(jīng)脫氣器時(shí)，攪當(dāng)鉆井液流經(jīng)脫氣器時(shí)，攪拌棒拌棒( 器器 )在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，對(duì)脫在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，對(duì)脫氣室內(nèi)鉆井液進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)攪拌，氣室內(nèi)鉆井液進(jìn)行快

50、速旋轉(zhuǎn)攪拌，由于離心作用和脫氣室的限制，鉆由于離心作用和脫氣室的限制，鉆井液呈旋渦狀并沿桶壁快速上升，井液呈旋渦狀并沿桶壁快速上升，當(dāng)遇到擋圈時(shí)鉆井液被破碎成細(xì)滴當(dāng)遇到擋圈時(shí)鉆井液被破碎成細(xì)滴狀，此時(shí)鉆井液面積急速增大，鉆狀，此時(shí)鉆井液面積急速增大，鉆井液所攜帶的天然氣大量析出，完井液所攜帶的天然氣大量析出，完成脫氣過程。成脫氣過程。 脫氣器應(yīng)安裝在靠近循環(huán)鉆井液出口的脫氣器應(yīng)安裝在靠近循環(huán)鉆井液出口的導(dǎo)槽內(nèi)，吃水高度應(yīng)嚴(yán)格按照脫氣器使用說導(dǎo)槽內(nèi)，吃水高度應(yīng)嚴(yán)格按照脫氣器使用說明書要求控制。明書要求控制。 儀器儀器第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析熱真空蒸餾脫氣器 隨鉆錄井過程中所使隨鉆

51、錄井過程中所使用的電動(dòng)脫氣器，受脫氣用的電動(dòng)脫氣器，受脫氣效率的限制，只能脫出部效率的限制，只能脫出部分游離氣和吸附氣，而對(duì)分游離氣和吸附氣，而對(duì)溶解氣卻不易脫出，因此溶解氣卻不易脫出，因此目前的隨鉆脫氣為一種不目前的隨鉆脫氣為一種不徹底脫氣，所以有必要使徹底脫氣，所以有必要使用熱真空蒸餾脫氣器對(duì)鉆用熱真空蒸餾脫氣器對(duì)鉆井液樣品進(jìn)行全脫氣分析井液樣品進(jìn)行全脫氣分析以彌補(bǔ)隨鉆電動(dòng)脫氣器的以彌補(bǔ)隨鉆電動(dòng)脫氣器的不足。不足。 抽真空抽真空 準(zhǔn)備好飽和濃度的鹽準(zhǔn)備好飽和濃度的鹽水，分別將面板上的凡爾水，分別將面板上的凡爾置于置于a 位置，置于位置，置于a 位置，置于位置，置于b 位置，啟位置，啟動(dòng)真空

52、泵，當(dāng)壓力達(dá)到動(dòng)真空泵，當(dāng)壓力達(dá)到0.095-0.1 MPa時(shí)，將置時(shí)，將置于于a位置，關(guān)閉真空泵電位置，關(guān)閉真空泵電源。源。 脫氣脫氣 首先將面板凡爾置于首先將面板凡爾置于b 位置，取一定量鉆井液位置，取一定量鉆井液樣品導(dǎo)入球形瓶，然后將樣品導(dǎo)入球形瓶，然后將置于置于a 位置關(guān)閉。加熱位置關(guān)閉。加熱攪拌鉆井液，這時(shí)真空表攪拌鉆井液，這時(shí)真空表壓力指示會(huì)逐漸上升，鉆壓力指示會(huì)逐漸上升，鉆井液中的氣體不斷脫出，井液中的氣體不斷脫出，當(dāng)球形瓶中的鉆井液沸騰當(dāng)球形瓶中的鉆井液沸騰后，關(guān)閉加熱攪拌電源。后，關(guān)閉加熱攪拌電源。 取樣分析取樣分析 將置于將置于b 位置，這時(shí)位置，這時(shí)鹽水瓶中的鹽水通過管鹽

53、水瓶中的鹽水通過管線進(jìn)入水位計(jì)，氣體指示線進(jìn)入水位計(jì)，氣體指示管中上部便是所脫出的氣管中上部便是所脫出的氣體。用注射器將氣體指示體。用注射器將氣體指示管中的氣體抽出進(jìn)行分析管中的氣體抽出進(jìn)行分析。 清洗設(shè)備和管線清洗設(shè)備和管線 清洗設(shè)備前，先將指清洗設(shè)備前，先將指示管剩余氣體放掉，然后示管剩余氣體放掉，然后將指示管頂部插上針頭使將指示管頂部插上針頭使鹽水流回鹽水瓶中。在清鹽水流回鹽水瓶中。在清洗管線時(shí)，先將鉆井液導(dǎo)洗管線時(shí)，先將鉆井液導(dǎo)入管插入清水瓶中，然后入管插入清水瓶中，然后將面扳上的凡爾置于將面扳上的凡爾置于b 位置進(jìn)行清洗，直到管路位置進(jìn)行清洗，直到管路中出孔見到清水后再將中出孔見到清

54、水后再將管線抽出水面放空，這時(shí)管線抽出水面放空，這時(shí)真空表指示為零，全脫過真空表指示為零，全脫過程結(jié)束。程結(jié)束。 第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析分析分析鑒定鑒定記錄記錄 氣相色譜儀一般是由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色氣相色譜儀一般是由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、鑒定器、溫控系統(tǒng)、信號(hào)放大系統(tǒng)、記錄系譜柱、鑒定器、溫控系統(tǒng)、信號(hào)放大系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等七部分組成。統(tǒng)等七部分組成。 氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng) 氣路系統(tǒng)一般由氫氣發(fā)生器、空氣壓縮機(jī)、減壓閥、氣體流量調(diào)氣路系統(tǒng)一般由氫氣發(fā)生器、空氣壓縮機(jī)、減壓閥、氣體流量調(diào)節(jié)穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、氣路分配控制系統(tǒng)、連接氣路管線等組成，是載節(jié)穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、氣路分配控

55、制系統(tǒng)、連接氣路管線等組成，是載氣和樣品氣體的通路。所用的載氣由氫氣發(fā)生器、空氣壓縮機(jī)提供。氣和樣品氣體的通路。所用的載氣由氫氣發(fā)生器、空氣壓縮機(jī)提供。 進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng) 進(jìn)樣系統(tǒng)由進(jìn)樣閥、樣品泵、多孔閥、定量管等組成。進(jìn)樣系統(tǒng)由進(jìn)樣閥、樣品泵、多孔閥、定量管等組成。 色譜柱色譜柱 色譜柱是氣相色譜儀的核心部件，由固定液和固定相色譜柱是氣相色譜儀的核心部件，由固定液和固定相兩部分組成，是用來分離不同組分的。兩部分組成，是用來分離不同組分的。 儀器儀器第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析鑒定器鑒定器 目前使用最多的是熱導(dǎo)池鑒定器、氫焰離子化鑒定器和燃燒式鑒定目前使用最多的是熱導(dǎo)池鑒定器、氫焰

56、離子化鑒定器和燃燒式鑒定器器3 3種。鑒定器的作用是將色譜柱分離出的各組分轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，供下一種。鑒定器的作用是將色譜柱分離出的各組分轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，供下一級(jí)放大。級(jí)放大。 鑒定器的性能指標(biāo)由靈敏度和敏感度來衡量鑒定器的性能指標(biāo)由靈敏度和敏感度來衡量靈敏度靈敏度 一定量的組分通過鑒定器時(shí)，輸出信號(hào)的大小稱之為鑒定器對(duì)這一組分的靈一定量的組分通過鑒定器時(shí)，輸出信號(hào)的大小稱之為鑒定器對(duì)這一組分的靈敏度，也叫做應(yīng)答值或響應(yīng)值。敏度，也叫做應(yīng)答值或響應(yīng)值。 敏感度敏感度 使鑒定器產(chǎn)生恰好能鑒別的信號(hào)，也就是說產(chǎn)生的信號(hào)恰好等于基線使鑒定器產(chǎn)生恰好能鑒別的信號(hào)，也就是說產(chǎn)生的信號(hào)恰好等于基線波動(dòng)波動(dòng)2 倍

57、時(shí)，單位體積或單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入鑒定器的最小物質(zhì)量。倍時(shí)，單位體積或單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入鑒定器的最小物質(zhì)量。 熱熱導(dǎo)導(dǎo)檢檢測(cè)測(cè)器器 TCD1 熱導(dǎo)池鑒定器熱導(dǎo)池鑒定器主要是利用不同氣體其導(dǎo)主要是利用不同氣體其導(dǎo)熱能力的不同來檢測(cè)其濃度，相同氣體其濃熱能力的不同來檢測(cè)其濃度，相同氣體其濃度不同熱導(dǎo)能力不同。另外溫度的不同，其度不同熱導(dǎo)能力不同。另外溫度的不同，其導(dǎo)熱能力也不相同。導(dǎo)熱能力也不相同。 工作原理是：在電橋中加上固定電壓測(cè)工作原理是：在電橋中加上固定電壓測(cè)量臂道過樣品氣，由于氣體的濃度不同所帶量臂道過樣品氣，由于氣體的濃度不同所帶走的熱量不同，從而導(dǎo)致熱敏電阻阻值變化走的熱量不同，從而導(dǎo)致熱敏電

58、阻阻值變化電橋產(chǎn)生不平衡，因而通過檢測(cè)電橋的橋流電橋產(chǎn)生不平衡，因而通過檢測(cè)電橋的橋流通過橋流變化值轉(zhuǎn)化成濃度值即可。通過橋流變化值轉(zhuǎn)化成濃度值即可。 TCDTCD的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)量到可測(cè)量到100%100%的氣體濃度。的氣體濃度?？梢詸z測(cè)非烴?？梢詸z測(cè)非烴。檢測(cè)器壽命長，成本低而且可靠性高檢測(cè)器壽命長，成本低而且可靠性高 TCDTCD的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)： 氣體濃度低于氣體濃度低于1%1%時(shí)靈敏度低。時(shí)靈敏度低。 零線漂移大。零線漂移大。 其它氣體可能導(dǎo)致相同的響應(yīng)。其它氣體可能導(dǎo)致相同的響應(yīng)。 幾幾 種種 檢檢 測(cè)測(cè) 器器 的的 簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介 熱導(dǎo)檢測(cè)器又稱熱導(dǎo)池鑒定器，熱導(dǎo)檢測(cè)器又稱熱導(dǎo)池鑒定器

59、，是在一不銹鋼塊體上鉆出四個(gè)細(xì)長的是在一不銹鋼塊體上鉆出四個(gè)細(xì)長的孔作為池體，在每個(gè)池體中都固定有孔作為池體，在每個(gè)池體中都固定有一根長短、粗細(xì)、阻值相同的鎢絲熱一根長短、粗細(xì)、阻值相同的鎢絲熱敏電阻，四個(gè)池體對(duì)對(duì)相同，其中一敏電阻，四個(gè)池體對(duì)對(duì)相同，其中一對(duì)通載氣，稱為測(cè)量臂，一對(duì)通空氣，對(duì)通載氣，稱為測(cè)量臂，一對(duì)通空氣，成為參考臂。將四個(gè)鎢絲熱敏電阻接成為參考臂。將四個(gè)鎢絲熱敏電阻接成惠斯登（成惠斯登（wheatstonewheatstone）電橋，用于）電橋，用于進(jìn)行氣體濃度的檢測(cè)。進(jìn)行氣體濃度的檢測(cè)。 熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)熱導(dǎo)池橋路 TCDTCD鑒定器可檢測(cè)鑒定器可檢測(cè)H2H2、CO2CO2等非

60、烴等非烴氣體。氣體。第二部分氣相色譜分析第二部分氣相色譜分析2氫氫火火焰焰離離子子化化鑒鑒定定器器 F FI ID D 氫焰離子化鑒定器是利用有機(jī)物氫焰離子化鑒定器是利用有機(jī)物在氫氣在氫氣空氣火焰中燃燒，發(fā)生離子空氣火焰中燃燒，發(fā)生離子化反應(yīng)，在加一定電壓的兩極間形成化反應(yīng)，在加一定電壓的兩極間形成離子流，通過測(cè)量離子流的強(qiáng)度，即離子流，通過測(cè)量離子流的強(qiáng)度，即可對(duì)該組分進(jìn)行檢測(cè)?？蓪?duì)該組分進(jìn)行檢測(cè)。 離子室是鑒定器的核心部分，一離子室是鑒定器的核心部分，一般是由不銹鋼制作而成，主要包括氣般是由不銹鋼制作而成，主要包括氣體入口、火焰噴嘴、極化電極和收集體入口、火焰噴嘴、極化電極和收集極等極等