錄井作業中烴類氣體檢測技術的分析研究

宋 遙 胡 杰

（長江大學 計算機科學學院，湖北 荊州434023）

介質不同，烴類的賦存狀態也不同，提取的過程也有一定的差異，因此，烴類氣體的檢測技術也有所區別。與此同時，對于揮發性的烴類氣體，檢測的目的不同，其檢測方法也應有所不同。 但是，每一項方法的應用都會有前提條件，我們需要掌握技術方法的原理以及應用的條件。 實際應用中，應結合具體的目標特征，優選技術方案。

1 烴類氣體檢測技術的應用

1.1 油氣勘探

對于地表油氣地球化學勘查的相關研究表明，在聚集以及成藏的過程中，地下深部的油氣會受到濃度差以及壓力的影響，存在油氣藏的烴類氣體會發生運移，主要表現為擴散或者是滲透的方式，在各種介質中以多種狀態存在。 在預測油氣藏時，需要適當的應用烴類檢測方法。借助數字地震的資料，分析對石油和天然氣儲集的構造，地震勘探烴類檢測技術需要進行烴類檢測圖的繪制，現階段，在發現、證實油氣儲集構造以及探查油氣藏方面是較為有效的方法， 主要分為：AVO技術、亮點技術以及合成聲測井技術。

1.2 鉆井

傳統鉆井液氣體檢測分析主要分為兩種：第一，連續全烴總量分析；第二，周期性組分分析。 分析的內容是地下烴類氣體，它是經由鉆井液循環，攜帶到地面。 氣體主要包括六種：（1）甲烷；（2）乙烷；（3）丙烷；（4）正丁烷；（5）異丁烷；（6）正戊烷、異戊烷。鉆井技術不斷發展，油氣開發更加精細化，傳統的檢測方法達不到鉆井檢測的需求，為增強在線氣體組分分析的效率，增加檢測的精度，傳統的檢測方法也有新的發展。

2 錄井中烴類氣體檢測技術

2.1 傳統的檢測技術

傳統的烴類氣體檢測技術主要是借助于氣相色譜法，檢測氣體樣品，氣相色譜法是現階段應用較為準確的方法之一。 氫焰離子化檢測器的原理是在氫-氧火焰條件下， 色譜流出物中的可燃性有機物會出現電離。 但是，這種方法分析的周期比較長，技術的含量相對較高，必須有燃燒氣、載氣，輔助的設備較多，結構相對復雜。

2.2 智能化烴類氣體檢測技術

很多氣體傳感器在選擇性、 穩定性以及靈敏度方面達不到要求，為解決這類問題，可以應用新的材料以及新的工藝，使傳感器性能提高；模仿生物鼻，科學家研發出氣體檢測系統，它包括傳感器陣列和計算機模式識別，傳感器陣列以及計算機模式識別系統類似于生物鼻中的嗅覺細胞以及嗅泡、大腦。

當氣體傳感器在被測氣體中暴露時， 各個傳感器會出現響應，此外，傳感器構成的響應陣列會出現響應的模式。 響應模式通過進行數學處理，對氣體種類進行識別或者是對氣體的濃度進行檢測。 電子鼻可以使氣體傳感器選擇性增加， 使得氣體傳感器漂移的問題較少發生，氣體傳感器應用的范圍得以拓展。

2.3 以傳感器為基礎的烴類氣體檢測技術

氣體傳感器不斷應用，氣體的檢測儀器也在相應的發生變化。 生產工藝的水平不斷提升，傳感器趨向小型化，集成度更高。在檢測氣體中，氣體傳感器是關鍵的部件，也就是氣體敏感元件，根據氣體的濃度以及種類，轉變為電信號，實施檢測、分析等工作。根據原理，氣體傳感器可以分為四種：第一，電學類氣體傳感器：第二，光學類氣體傳感器；第三，電化學類氣體傳感器；第四，其他氣體傳感器。 筆者主要以電學類氣體傳感器、電化學類氣體傳感器為例進行分析。

電學類氣體傳感器的原理在于：當氣體的濃度發生變化時，材料的電學變量會發生變化，依此制成氣體傳感器。 這種氣體傳感器分為兩類：第一，電阻式氣體傳感器；第二，非電阻式氣體傳感器。電阻式氣體傳感器主要的類型：第一，熱導式；第二，催化燃燒式；第三，半導體氣體傳感器；非電阻式氣體傳感器的原理是材料的電壓或者是電流會隨氣體 的含量相應的發生變化。

一些氣體具有可燃性，本身是毒害的氣體，具有電化學的活性，它可以進行電化學反應，對氣體的成分進行分辨，對氣體的濃度進行檢測。電化學式氣體感應器成本較低，對于氣體泄露響應比較迅速，為現場監控提供很大的便利，它的主要優勢是靈敏度比較高，選擇性比較強。缺點主要表現在針對干擾的氣體，氣體傳感器也會產生響應，出現誤報的情況，在電學類氣體傳感器中必須添加抗干擾的成分。 電學類氣體傳感器的最大缺點是壽命較短， 在空氣中存在的時間為兩年，當目標氣體濃度過高或者是環境較為惡劣時，電學類氣體傳感器的使用時間會減少。

3 結語

烴類氣體檢測技術的適用領域較廣，可以為鉆井液的檢測提供依據，與此同時，在對油庫以及加油站油氣回收系統的尾氣排放進行控制時，它也能夠起到重要的作用。 分析烴類氣體檢測技術的原理以及種類，并進行歸納，可以作為烴類氣體檢測技術的參考，有助于該技術的應用。

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