[发明专利]一种包含碳同位素甲烷的气测录井方法与装置

说明书

本发明公开了一种包含碳同位素甲烷的气测录井方法与装置，提出一种将傅里叶变换红外光谱吸收多组分气体检测分析方法和可调谐激光碳同位素甲烷气体检测分析方法相结合的新型油气探井井口气检测方法和系统，可以在准确检测多组分烷烃气体的同时还可以准确检测超低浓度碳同位素甲烷，解决了无法同时检测井口气中多组分特征气体和超低浓度碳同位素甲烷气体的问题，对井口气检测录井方法有很大的提升。本发明具有原位检测分析的快速响应性，而且通过基线校正处理技术和恒温控制技术消除环境变化对检测性能的干扰，因此对检测环境的要求不高，为各种环境中测量分析结果的准确性与稳定性奠定基础。

技术领域

本发明属于仪器仪表在线定量分析、气测录井、地质调查技术领域，涉及一种包含碳同位素甲烷的气测录井方法与装置。

背景技术

石油、天然气勘探气测录井技术发展迅速，常规的气测录井方法有气相色谱/催化燃烧/质谱检测法、可调谐激光碳同位素检测法和傅里叶变换红外光谱吸收气体检测法，近年来也有研究人员提出基于拉曼光谱碳同位素气体检测方法，但还未应用到石油、天然气勘探气测录井领域。由于石油、天然气的开采难度日益增加，将对气测录井方法提出更高的要求。

气相色谱/催化燃烧/质谱检测法一般采用采样带回的方式来进行检测，而且整套设备不方便运输，这样就存在检测时间的滞后性，很难实现原位在线监测。虽然近年来有研究人员对该方法进行了优化和改进，可以实现在部分研究领域的在线监测，但是并没有实现在石油、天然气测录井领域的在线监测，而且在利用该方法进行气体检测时色谱柱易受到污染，会给检测带来误差。

可调谐激光碳同位素录井技术自2014年以来已经在我国多个油田应用，而且可以实现在线监测的要求，但现阶段应用到石油、天然气勘探领域的可调谐激光碳同位素气体检测技术都使用中心波长在近红外波段的光源，而且受到烷烃气体的干扰，其检测限在10×10^-6以上，而碳同位素气体在近红外波段的吸光度小于中红外波段的吸光度，因此可调谐激光碳同位素甲烷气体中红外检测技术的检测下限可以在近红外检测技术的基础上继续向下延伸，提高超低浓度碳同位素甲烷的检测能力。可调谐激光气体检测技术由于其窄带测量特性而导致检测气体种类有限，只能针对碳同位素甲烷气体进行检测。在石油、天然气勘探过程中，特征气体种类较多，部分检测环境无法只根据碳同位素甲烷气体的含量判断油气储备、变化等信息，而且特征气体中烷烃气体的吸收光谱交叠严重，会对可调谐激光碳同位素甲烷气体检测结果造成影响，给检测引入误差。

傅里叶变换红外光谱吸收多组分气体检测技术在分析石油、天然气探井井口气中特征气体方面具有独特的优势，其快速响应性可以满足原位在线监测的要求，而且可以从光谱交叠严重的特征烷烃气体中准确分析出气体组分及浓度，其易操作性和仪器体积小等方面的优势使得在油气勘探领域有很好的应用前景，唯一的缺陷就是难以检测到浓度小于1×10^-6的特征气体。

根据上述问题，本发明结合傅里叶变换红外光谱吸收气体检测技术与可调谐激光同位素气体检测技术，形成一种能实现碳同位素甲烷录井的中红外气测录井的系统与方法，将傅里叶变换红外光谱分析在多组分气体检测方面的优势与可调谐激光检测法在在中红外波段检测超低浓度气体检测方面的优势相结合，在保证准确检测多组分气体的同时还能准确检测超低浓度的¹³CH₄、¹²CH₄气体，由此可以提高井口气检测的效率，对能源勘探及实时同位素录井技术的提升有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种包含碳同位素甲烷的气测录井方法与装置。本发明具有原位检测分析的快速响应性，而且通过基线校正处理技术和恒温控制技术消除环境变化对检测性能的干扰，因此对检测环境的要求不高，为各种环境中测量分析结果的准确性与稳定性奠定基础。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种包含碳同位素甲烷的气测录井方法，包括以下步骤：