CN104330526A

CN104330526A - 页岩有机碳含量分析简易装置

Info

Publication number: CN104330526A
Application number: CN201410534568.1A
Authority: CN
Inventors: 吕国祥; 黄勇斌; 杨波; 李其鑫; 杨东凡; 雷一文; 金涛; 胡兆瑞
Original assignee: CHENGDU CHUANGYUAN OIL AND GAS TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Chengdu Zhi Rong Chuang Intellectual Property Operation Co., Ltd.
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2034-10-13
Also published as: CN104330526B

Abstract

本发明公开了一种页岩有机碳含量分析简易装置，氧化室中设置有水银蒸汽电弧灯管，氧化室设置有电源，电源与水银蒸汽电弧灯管连接，水银蒸汽电弧灯管套合有盘管，盘管连接有进气管，盘管连接有出气管，进气管上设置有电导率传感器一，盘管设置有分离器，分离器与盘管、出气管一和液体管连通，液体管上设置有电导率传感器二，出气管一上设置有电阻系数传感器，电阻系数传感器连接有控制箱，电导率传感器一和电导率传感器二连接有数据显示器和蜂鸣报警器，数据显示器和蜂鸣报警器与控制箱连接。该装置通过对页岩气进行混合水处理，利用高强紫外线氧化处理后将碳分离最终进行测定，使得有机碳含量测定精确，有利于判定页岩气中有机碳的含量。

Description

页岩有机碳含量分析简易装置

技术领域

本发明涉及一种装置，尤其是涉及一种页岩有机碳含量分析简易装置。

背景技术

页岩气是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。页岩气以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩，为暗褐色和黑色，富有机质，可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存，为低（负）压、低饱和度（30％左右），因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量，井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。过去十年内，页岩气已成为美国一种日益重要的天然气资源，同时也得到了全世界其他国家的广泛关注。2000年，美国页岩气产量仅占天然气总量的1%；而到2010年，因为水力压裂、水平钻井等技术的发展，页岩气所占的比重已超过20%。页岩气中有机碳含量的多少是对页岩气品质判定的一项重要指标，而传统对页岩气有机碳含量分析的仪器结构复杂，而且误差率大，对于生成的页岩气品质以及含量的判定带来很大的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有对页岩有机碳含量分析的仪器结构复杂，而且误差率大，对于生成的页岩气品质以及含量的判定带来很大麻烦的问题，设计了一种页岩有机碳含量分析简易装置，该装置通过对页岩气进行混合水处理，利用高强紫外线氧化处理后将碳分离最终进行测定，使得有机碳含量测定精确，有利于判定页岩气中有机碳的含量，解决了现有对页岩有机碳含量分析的仪器结构复杂，而且误差率大，对于生成的页岩气品质以及含量的判定带来很大麻烦的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：页岩有机碳含量分析简易装置，包括内部中空的氧化室，所述氧化室中设置有水银蒸汽电弧灯管，氧化室的外部设置有电源，电源与水银蒸汽电弧灯管连接，水银蒸汽电弧灯管的外壁上套合有内部中空且两端开口的盘管，盘管的两端均伸出氧化室，其中一端连接有进气管，另一端连接有出气管，进气管上设置有电导率传感器一，且电导率传感器一与进气管连通，出气管包括相互连通的出气管一和液体管，出气管一和液体管均同时与盘管连通，盘管与出气管连通的位置设置有分离器，分离器同时与盘管、出气管一和液体管连通，且分离器设置在氧化室外部，液体管上设置有电导率传感器二，电导率传感器二与液体管内部连通，出气管一上设置有电阻系数传感器，电阻系数传感器与出气管一内部连通，电阻系数传感器连接有控制箱，控制箱同时与电导率传感器一和电导率传感器二连接，电导率传感器一和电导率传感器二均连接有数据显示器和蜂鸣报警器，且数据显示器和蜂鸣报警器均与控制箱连接。

所述出气管一上设置有流量计一和流量控制阀一，流量计一和流量控制阀一均与出气管一连通，流量控制阀一设置在电阻系数传感器和流量计一之间。

所述液体管上设置有流量计二、流量控制阀二以及TOC分析仪，且流量计二、流量控制阀二以及TOC分析仪均与液体管连通，流量控制阀二设置在流量计二和TOC分析仪之间，流量计二设置在流量控制阀二和电导率传感器二之间。

所述进气管上设置有压力控制器和压力表，且压力控制器和压力表均与进气管连通，压力表设置在压力控制器和氧化室之间。

综上所述，本发明的有益效果是：该装置通过对页岩气进行混合水处理，利用高强紫外线氧化处理后将碳分离最终进行测定，使得有机碳含量测定精确，有利于判定页岩气中有机碳的含量，解决了现有对页岩有机碳含量分析的仪器结构复杂，而且误差率大，对于生成的页岩气品质以及含量的判定带来很大麻烦的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1—进气管；2—电导率传感器一；3—水银蒸汽电弧灯管；4—氧化室；5—电源；6—盘管；7—液体管；8—流量计二；9—流量控制阀二；10—TOC分析仪；11—出气管一；12—蜂鸣报警器；13—数据显示器；14—控制箱；15—流量计一；16—电导率传感器二；17—分离器；18—电阻系数传感器；19—压力控制器；20—压力表。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1：

如图1所示，页岩有机碳含量分析简易装置，包括内部中空的氧化室4，所述氧化室4中设置有水银蒸汽电弧灯管3，氧化室4的外部设置有电源5，电源5与水银蒸汽电弧灯管3连接，水银蒸汽电弧灯管3的外壁上套合有内部中空且两端开口的盘管6，盘管6的两端均伸出氧化室4，盘管6一端连接有进气管，盘管6的另一端连接有出气管1，进气管1上设置有电导率传感器一2，且电导率传感器一2与进气管1连通，出气管包括相互连通的出气管一11和液体管7，出气管一11和液体管7均同时与盘管6连通，盘管6与出气管连通的位置设置有分离器17，分离器17同时与盘管6、出气管一11和液体管7连通，且分离器17设置在氧化室4外部，液体管7上设置有电导率传感器二16，电导率传感器二16与液体管7内部连通，出气管一11上设置有电阻系数传感器18，电阻系数传感器18与出气管一11内部连通，电阻系数传感器18连接有控制箱14，控制箱14同时与电导率传感器一2、电导率传感器二16和电阻系数传感器18连接，电导率传感器一2和电阻系数传感器18均连接有数据显示器13和蜂鸣报警器12，且数据显示器13和蜂鸣报警器12均与控制箱14连接；所述液体管11上设置有流量计二8、流量控制阀二9以及TOC分析仪10，且流量计二8、流量控制阀二9以及TOC分析仪10均与液体管11连通，流量控制阀二9设置在流量计二8和TOC分析仪10之间，流量计二8设置在流量控制阀二9和电阻系数传感器18之间。TOC分析仪即总有机碳分析仪，是现有的结构，进气管1中通入纯净的页岩气和水的混合液体，经过电导率传感器一2测定其电导率，电导率的信息反馈到控制箱14中，数据显示器13显示其数值，在设定范围之外时，蜂鸣报警器12报警，说明页岩气或者水处理不达标，数据显示器13显示其数值为正常值，液体在氧化室4中，当液体流过盘管时，会受到185nm的高强度紫外线照射，从而有效地将样品氧化为CO₂。高强度紫外线通过水银蒸汽电弧灯管3接通电源5产生，从氧化室出来后，经过分离器17实现气液分离，由于在氧化室中经过较长的盘管和高强度紫外线综合作用，液体中的页岩气进行了完全反应，分离器17分离后得到的气体完全为CO_2，电阻系数传感器18将电阻系数反馈到控制箱14中，保持对环节的状态监控，通过流量计二8和流量控制阀二9对CO₂的流量进行控制，使得其能够达到TOC分析仪10分析量的要求，得到页岩气中有机碳的准确含量，该装置通过对页岩气进行混合水处理，利用高强紫外线氧化处理后将碳分离最终进行测定，使得有机碳含量测定精确，有利于判定页岩气中有机碳的含量，解决了现有对页岩有机碳含量分析的仪器结构复杂，而且误差率大，对于生成的页岩气品质以及含量的判定带来很大麻烦的问题。

所述液体管7上设置有流量计一15和流量控制阀一，流量计一15和流量控制阀一均与液体管7连通，流量控制阀一设置在电导率传感器二16和流量计一15之间。液体管7中通入的液体为经过分离器17分离后的液体，其流量通过流量计一15显示，并且在流量控制阀一的作用下限定其放入量，便于对管道进行控制。

所述进气管1上设置有压力控制器19和压力表20，且压力控制器19和压力表20均与进气管1连通，压力表20设置在压力控制器19和氧化室4之间。压力控制器19是现有的部件，市场上能够直接购买得到，进气管1中进入的含有提纯后页岩气的水溶液，因此需要对进气管1中进入液体的压力进行调控，通过压力控制器19进行调节，保持在设计要求的压力值内进行传输，使得后续处理过程能够保持稳定且持续的工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.页岩有机碳含量分析简易装置，其特征在于：包括内部中空的氧化室（4），所述氧化室（4）中设置有水银蒸汽电弧灯管（3），氧化室（4）的外部设置有电源（5），电源（5）与水银蒸汽电弧灯管（3）连接，水银蒸汽电弧灯管（3）的外壁上套合有内部中空且两端开口的盘管（6），盘管（6）的两端均伸出氧化室（4），盘管（6）一端连接有进气管（1），盘管（6）的另一端连接有出气管（1），进气管（1）上设置有电导率传感器一（2），且电导率传感器一（2）与进气管（1）连通，出气管包括相互连通的出气管一（11）和液体管（7），出气管一（11）和液体管（7）均同时与盘管（6）连通，盘管（6）与出气管连通的位置设置有分离器（17），分离器（17）同时与盘管（6）、出气管一（11）和液体管（7）连通，且分离器（17）设置在氧化室（4）外部，液体管（7）上设置有电导率传感器二（16），电导率传感器二（16）与液体管（7）内部连通，出气管一（11）上设置有电阻系数传感器（18），电阻系数传感器（18）与出气管一（11）内部连通，电阻系数传感器（18）连接有控制箱（14），控制箱（14）同时与电导率传感器一（2）、电导率传感器二（16）和电阻系数传感器（18）连接，电导率传感器一（2）和电阻系数传感器（18）均连接有数据显示器（13）和蜂鸣报警器（12），且数据显示器（13）和蜂鸣报警器（12）均与控制箱（14）连接；所述液体管（11）上设置有流量计二（8）、流量控制阀二（9）以及TOC分析仪（10），且流量计二（8）、流量控制阀二（9）以及TOC分析仪（10）均与液体管（11）连通，流量控制阀二（9）设置在流量计二（8）和TOC分析仪（10）之间，流量计二（8）设置在流量控制阀二（9）和电阻系数传感器（18）之间。

2.根据权利要求1所述的页岩有机碳含量分析简易装置，其特征在于：所述液体管（7）上设置有流量计一（15）和流量控制阀一，流量计一（15）和流量控制阀一均与液体管（7）连通，流量控制阀一设置在电导率传感器二（16）和流量计一（15）之间。

3.根据权利要求1所述的页岩有机碳含量分析简易装置，其特征在于：所述进气管（1）上设置有压力控制器（19）和压力表（20），且压力控制器（19）和压力表（20）均与进气管（1）连通，压力表（20）设置在压力控制器（19）和氧化室（4）之间。