综合录井-杨琎 第3章第2节综合录井参数检测原理
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虽然这种方法分离的物质大多是不带颜色的，但方法的名称 仍沿用色谱法。
2．色谱柱
色谱仪中最 重要的部件
• 色谱柱：由柱子（空心）和装在柱子里的固定相 组成。
• 柱子常用的材料有：不锈钢、铝、铜、玻璃和尼 龙等。
• 柱子越长，分析的组分越多，精度也越高，可视 具体情况选择不同型号的色谱柱。
2．色谱柱
石油的成分和性质
石油是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃矿物。
组成石油的化学元素主要有：碳(84％～87％) 、氢(11 ％～14％，)、硫、氮、氧。
碳、氢两元素主要以烃的形态存在，占石油成分的97％～ 99％。
组成石油的化合物主要为烃类，其次为非烃类。
烷烃、环烷 烃和芳香烃
含硫化合物、 含氮化合物和
一、气体检测
主要硬件设备包括： • 全烃检测仪、 • 烃类组分检测仪(色谱柱、鉴定器) • 非烃组分检测仪（或二氧化碳检测仪）、 • 硫化氢检测仪、 • 脱气器、氢气发生器及空气压缩机等。
1.脱气器
是一种将循环钻井液中的天然气及其他气体分离出来，通过样 气管线为气测仪提供样品气的设备。(该设备放置在泥浆槽里) 脱气器主要有以下几种类型：
浮子式脱气器 电动来自百度文库脱气器 定量脱气器（QGM） 热真空蒸馏脱气器（V.M.S）
（1）浮子式脱气器： 由钻井液破碎叶片、集气室、输气孔等组成，是一种结构
简单、价格低廉的脱气器，它利用钻井液流动自身的动力破碎 钻井液，使其中的气体自动逸出。
其只能破碎钻井液表层，故脱气效率低（仅5％左右）。 利用该类脱气器只能采集钻井液中的游离气。目前，该类 脱气器已基本被淘汰。
色谱法分析中两相：流动相和固定相 按流动相的状态可分为气相色谱法和液相色谱法两种。 气测录井使用的是气相色谱法。
色谱
气相色谱（GC） 液相色谱（LC）
气固色谱（GLC） 气液色谱（GSC）
液液色谱（LLC） 液固色谱（LSC）
按流动相 的状态
（2）电动式脱气器：
原理：应用电动搅拌破碎钻井液，使其中的气体大 量逸出。
过程：电动机带着搅拌棒高速旋转，搅拌棒带 动钻井液旋转，在离心力的作用下，钻 井液呈旋涡状沿筒壁快速上升，遇到挡 圈时钻井液被碰撞破碎成细滴状淋出， 钻井液表面积急剧增大，钻井液中的气 体大量逸出；
逸出的气体通过样气出口进入气水分离 器及干燥筒净化，而后通过样气管线进 入分析仪器分析。
有气味等其他一些物理性质。
天然气的成分和性质
天然气是以饱和烃为主要成分的可燃性气体的混合物。 化学成分以甲烷为主，通常占60％～90％（体积比）。
其次是乙烷、丙烷、丁烷及其他重质气态烃，也含有少 量氮气、二氧化碳、一氧化碳、氢气及硫化氢等。 天然气中的化学组分可分为轻烃和重烃。 轻烃指甲烷； 重烃指分子中碳原子数大于1的烃类； 轻烃与重烃的总和称为全烃。
天然气的成分和性质
可燃性：(非色谱气测法) 温度达到800～850℃时，在铂丝的催化作用下能全部燃烧；当温度为 500～550℃时，则仅有重烃才能燃烧。据此，可对钻井液中的可燃气 体进行测定。
导热性:（热导池鉴定器：非烃气测） 气态烃的热导率比氢气和氦气的热导率小得多且随分子量的增大而减 小。根据这些特点，可以测定天然气中各组分的含量。
含氧化合物
石油的成分和性质
颜色：变化范围很大，从白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、 黑绿色至黑色，但深色石油占绝大多数；石油的颜色与胶 质和沥青质含量有关，其含量越高，颜色越深。
密度：0．75～1．00之间；大于0．90称为重质石油，小 于0．90者称为轻质石油。大于0.94称为稠油。
溶解性：石油可溶解于有机溶剂，但在水中的溶解度很低。 其它性质：石油还具有旋光性、荧光性、非导电性以及具
第二节 综合录井参数检测原理
一、气体检测 ☆
二、深度检测 三、立管压力及套管压力检测 四、转盘扭矩检测 五、泵冲检测 六、转盘转速检测 七、钻井液密度检测 八、钻井液温度检测 九、钻井液电阻率 十、钻井液体积
一、气体检测
气测录井：是应用专门仪器直接测定钻井液中气体总含量和 组分的一种录井方法。
吸附性：（气固吸附色谱法） 气态烃具有被某种物质吸附的特性。分子量越大的烃，越容易被物质 吸附，但不易解吸（摆脱吸附）。据此可进行气体组分分析。
溶解性：（气液分配色谱法） 天然气可溶于石油和水，但在相同条件下，天然气在石油中的溶解度 远远大于在水中的溶解度；天然气中重烃增多、降低温度、增大压力， 都可增加其在石油中的溶解度。
应用该脱气器可采集钻井液中的游离气 及部分吸附气，脱气效率较高，约20％。
图3.2.1 电动脱气器
（3）定量脱气器（QGM）：
是一种通过对一定量的钻井液进行彻底 脱气的电动脱气器，见右图。
（4）热真空蒸馏脱气器（V．M．S）：
俗称“全脱”，是一种利用加热真空蒸馏方 式进行间断取样脱气的装置，脱气效率高，一般 可达 95％以上。
气测录井是在钻井过程中进行的，无需停钻就能及时发现油、 气显示，是钻探过程中发现油气层、判断油气性质、估计油 气产能的有效方法。
过去，气测录井是由气测仪完成的，目前，其作为综合录井 仪的主要功能之一，广泛应用于油气田的勘探、开发之中。
气体检测是气测录井的关键。首先应了解石油和天然气的性 质才能进行检测。
“色谱”就是有颜色的谱带，色谱法最早是用来分离用一般 化学方法很难分离的植物叶绿素、叶黄素的一种方法。
由俄国化学家茨维特1960年提出，他把植物色素的石油醚抽 提液从一根装有碳酸钙吸咐剂的玻璃管上端注入再加入纯石 油醚清洗，结果在管内形成多种颜色的谱带，“色谱”一词 由此而来。由于分离出来的物质是带色的，故名色谱法。
图3.2.2 定量脱气器
2．色谱柱
气测 录井 方法
色谱气测法
利用色谱法将天然气中各种组分（主要是甲烷至戊烷） 分开，所得到的分析数据多而准确，并且速度快，故目 前主要应用的是色谱气测的方法。
非色谱气测法（可燃性）
利用各种气态烃的燃烧温度不同，将甲烷与其他重烃分 开，这种方法只能得到甲烷及重烃或全烃的含量，分析 数据少。
2．色谱柱
色谱仪中最 重要的部件
• 色谱柱：由柱子（空心）和装在柱子里的固定相 组成。
• 柱子常用的材料有：不锈钢、铝、铜、玻璃和尼 龙等。
• 柱子越长，分析的组分越多，精度也越高，可视 具体情况选择不同型号的色谱柱。
2．色谱柱
石油的成分和性质
石油是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃矿物。
组成石油的化学元素主要有：碳(84％～87％) 、氢(11 ％～14％，)、硫、氮、氧。
碳、氢两元素主要以烃的形态存在，占石油成分的97％～ 99％。
组成石油的化合物主要为烃类，其次为非烃类。
烷烃、环烷 烃和芳香烃
含硫化合物、 含氮化合物和
一、气体检测
主要硬件设备包括： • 全烃检测仪、 • 烃类组分检测仪(色谱柱、鉴定器) • 非烃组分检测仪（或二氧化碳检测仪）、 • 硫化氢检测仪、 • 脱气器、氢气发生器及空气压缩机等。
1.脱气器
是一种将循环钻井液中的天然气及其他气体分离出来，通过样 气管线为气测仪提供样品气的设备。(该设备放置在泥浆槽里) 脱气器主要有以下几种类型：
浮子式脱气器 电动来自百度文库脱气器 定量脱气器（QGM） 热真空蒸馏脱气器（V.M.S）
（1）浮子式脱气器： 由钻井液破碎叶片、集气室、输气孔等组成，是一种结构
简单、价格低廉的脱气器，它利用钻井液流动自身的动力破碎 钻井液，使其中的气体自动逸出。
其只能破碎钻井液表层，故脱气效率低（仅5％左右）。 利用该类脱气器只能采集钻井液中的游离气。目前，该类 脱气器已基本被淘汰。
色谱法分析中两相：流动相和固定相 按流动相的状态可分为气相色谱法和液相色谱法两种。 气测录井使用的是气相色谱法。
色谱
气相色谱（GC） 液相色谱（LC）
气固色谱（GLC） 气液色谱（GSC）
液液色谱（LLC） 液固色谱（LSC）
按流动相 的状态
（2）电动式脱气器：
原理：应用电动搅拌破碎钻井液，使其中的气体大 量逸出。
过程：电动机带着搅拌棒高速旋转，搅拌棒带 动钻井液旋转，在离心力的作用下，钻 井液呈旋涡状沿筒壁快速上升，遇到挡 圈时钻井液被碰撞破碎成细滴状淋出， 钻井液表面积急剧增大，钻井液中的气 体大量逸出；
逸出的气体通过样气出口进入气水分离 器及干燥筒净化，而后通过样气管线进 入分析仪器分析。
有气味等其他一些物理性质。
天然气的成分和性质
天然气是以饱和烃为主要成分的可燃性气体的混合物。 化学成分以甲烷为主，通常占60％～90％（体积比）。
其次是乙烷、丙烷、丁烷及其他重质气态烃，也含有少 量氮气、二氧化碳、一氧化碳、氢气及硫化氢等。 天然气中的化学组分可分为轻烃和重烃。 轻烃指甲烷； 重烃指分子中碳原子数大于1的烃类； 轻烃与重烃的总和称为全烃。
天然气的成分和性质
可燃性：(非色谱气测法) 温度达到800～850℃时，在铂丝的催化作用下能全部燃烧；当温度为 500～550℃时，则仅有重烃才能燃烧。据此，可对钻井液中的可燃气 体进行测定。
导热性:（热导池鉴定器：非烃气测） 气态烃的热导率比氢气和氦气的热导率小得多且随分子量的增大而减 小。根据这些特点，可以测定天然气中各组分的含量。
含氧化合物
石油的成分和性质
颜色：变化范围很大，从白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、 黑绿色至黑色，但深色石油占绝大多数；石油的颜色与胶 质和沥青质含量有关，其含量越高，颜色越深。
密度：0．75～1．00之间；大于0．90称为重质石油，小 于0．90者称为轻质石油。大于0.94称为稠油。
溶解性：石油可溶解于有机溶剂，但在水中的溶解度很低。 其它性质：石油还具有旋光性、荧光性、非导电性以及具
第二节 综合录井参数检测原理
一、气体检测 ☆
二、深度检测 三、立管压力及套管压力检测 四、转盘扭矩检测 五、泵冲检测 六、转盘转速检测 七、钻井液密度检测 八、钻井液温度检测 九、钻井液电阻率 十、钻井液体积
一、气体检测
气测录井：是应用专门仪器直接测定钻井液中气体总含量和 组分的一种录井方法。
吸附性：（气固吸附色谱法） 气态烃具有被某种物质吸附的特性。分子量越大的烃，越容易被物质 吸附，但不易解吸（摆脱吸附）。据此可进行气体组分分析。
溶解性：（气液分配色谱法） 天然气可溶于石油和水，但在相同条件下，天然气在石油中的溶解度 远远大于在水中的溶解度；天然气中重烃增多、降低温度、增大压力， 都可增加其在石油中的溶解度。
应用该脱气器可采集钻井液中的游离气 及部分吸附气，脱气效率较高，约20％。
图3.2.1 电动脱气器
（3）定量脱气器（QGM）：
是一种通过对一定量的钻井液进行彻底 脱气的电动脱气器，见右图。
（4）热真空蒸馏脱气器（V．M．S）：
俗称“全脱”，是一种利用加热真空蒸馏方 式进行间断取样脱气的装置，脱气效率高，一般 可达 95％以上。
气测录井是在钻井过程中进行的，无需停钻就能及时发现油、 气显示，是钻探过程中发现油气层、判断油气性质、估计油 气产能的有效方法。
过去，气测录井是由气测仪完成的，目前，其作为综合录井 仪的主要功能之一，广泛应用于油气田的勘探、开发之中。
气体检测是气测录井的关键。首先应了解石油和天然气的性 质才能进行检测。
“色谱”就是有颜色的谱带，色谱法最早是用来分离用一般 化学方法很难分离的植物叶绿素、叶黄素的一种方法。
由俄国化学家茨维特1960年提出，他把植物色素的石油醚抽 提液从一根装有碳酸钙吸咐剂的玻璃管上端注入再加入纯石 油醚清洗，结果在管内形成多种颜色的谱带，“色谱”一词 由此而来。由于分离出来的物质是带色的，故名色谱法。
图3.2.2 定量脱气器
2．色谱柱
气测 录井 方法
色谱气测法
利用色谱法将天然气中各种组分（主要是甲烷至戊烷） 分开，所得到的分析数据多而准确，并且速度快，故目 前主要应用的是色谱气测的方法。
非色谱气测法（可燃性）
利用各种气态烃的燃烧温度不同，将甲烷与其他重烃分 开，这种方法只能得到甲烷及重烃或全烃的含量，分析 数据少。