Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Хроматографы в составе газокаротажных станций появились в конце 50-х — начале 60-х годов, причем за рубежом комплекта­ция газокаротажных станций хроматографами началась лишь со второй половины 60-х годов.

Первыми отечественными хроматографами, которыми комплек­товались газокаротажные станции, был лабораторный хрома — термограф ГСТЛ [54] (рис. 9.84, А), показания которого оператор записывал либо вручную, либо сигнал передавался на электронный

© °° © © © ©

о о

X О

0 © і^гі ®

а

с

о о о о

Б

А

Рис. 9.84. А — общий вид хроматермографа ГСТЛ, Б — хроматограмма смеси углеводородов

Рис. 9.85. Общий вид Рис. 9.86. Схема функциональная прибора ХТ-2М прибора ХТ-2М

потенциометр ЭПП-09 (рис. 9.84, Б). Пробы ГВС отбирались в стек­лянные пробоотборники и подавались на ГСТЛ вручную.

В первой отечественной газокаротажной станцидЛГКС-55/59, выпуск которой начался в 60-х годах, устанавливался первый про­мышленный отечественный хроматермограф ХТ-2М (рис. 9.85) с программированием температурного режима колонки. На рис. 9.86 приведена функциональная схема хроматермографа ХТ-2М. Ана­лизируемая газовоздушная смесь подается в дозатор 2, давление ГВС в емкости дозатора регулируется маностатом 1. По команде управляющего устройства 5 определенная доза ГВС отбирается и подается в поток газа-носителя (воздуха), который переносит его на вход колонки 3. Двигаясь через слой адсорбента, которым за­полнена колонка, проба разделяется на индивидуальные компо­ненты, которые поступают в рабочую камеру газового детектора 6 в последовательности, определяемой их физико-химическими свой­ствами и свойствами адсорбента.

По ходу анализа управляющее устройство 5 воздействует на терморегулятор 4, который соответствующим образом изменяет температуру колонки 3. При поступлении индивидуальных ком­понентов в детектор 6 электрическое напряжение в детекторе изменяется пропорционально концентрации данного вещества в потоке газоносителя. Это напряжение регистрируется автомата-
ческим потенциометром 7, на ленте которого записывается хро­матограмма.

В хроматермографе ХТ-2М разделительная колонка представ­ляет собой трубку из нержавеющей стали внутреннего диаметра 4 мм и длиной 3 мм. В качестве адсорбента используется окись алюминия с добавкой 3% ГЧаОН. Через трубку пропускается элек­трический ток от понижающего трансформатора, что позволяет за 2—3 минуты поднять температуру трубки от комнатной до 200°С. Трубка охлаждается вентилятором, который может понизить тем­пературу за 1,5—2 мин от 200°С до комнатной. Ток нагрева вклю­чается автоматически командным аппаратом КЭП-124. Темпера­тура трубки измеряется термопарой. В приборе применены кла­панный дозатор с пневматическим управлением и термохимиче­ский детектор с платиновыми нитями, нагреваемыми до 600°С, включенными в листовую схему (как и в приборе ГСТЛ).

Недостатками ХТ-2М являлись: относительно низкая чувст­вительность, нестабильность нулевой линии, малое время рабо­ты термохимического детектора (плечевые элементы спирали).

Следующим шагом в развитии хроматографии применительно к задачам газового каротажа было создание хроматермографа ХГ-1Г с пламенноионизационным детектором, что позволило поднять чувствительность от 10’2 до 10’4% (на два порядка) при анализе пре­дельных углеводородов С,—С6 за время 120 с. Хроматермограф ХГ — 1Г с конца 70-х годов устанавливался в автоматические газокаро­тажные станции АГКС-4АЦ и в станции ГТИ (СГТ). К настояще­му времени выпуск хроматермографов ХГ-1Г прекращен, однако они еще используются на эксплуатируемых станциях СГТ.

Хроматермограф ХГ-1Г планировалось заменить полевым хрома­тографом «Геохром-275», работающим гми; ух__режимах:.в режиме і он проводит компонентный анализ шести предельных углеводоро­дов от метана до гексана включительно за время 45 с при пороге чувствительности порядка 1 • 10_5%; в режиме 2 анализируется 12 ком­понентов: шесть предельных углеводородов от метана до гексанаГ три непредельных (этилен, пропилен и бутален) и три изосоедине­ния (изобуган, изобутилен, изопентан), время анализа 240 с [28].

По ряду причин промышленный выпуск прибора «Геохром — 275» освоен не был.

В Андижанском СПКБ ВПО «Союзнефтеавтоматика» для при­менения в составе лаборатории анализа параметров промывоч­ной жидкости, пластового флюида, керна и шлама для системы сбора и обработки технологической и геологической информа­ции в процессе бурения скважин разработан блок хроматографи-

ив ЭВМ Рис. 9.87. Структурная схема блока газоанализаторов

ческих газоанализаторов БГ-1, предназначенный для хромато­графического измерения состава углеводородных и неуглеводо­родных компонентов газа, выделенного из промывочной жидко­сти в процессе бурения нефтяных и газовых скважин [5].

Блок газоанализаторов (рис. 9.87) выдает следующую инфор­мацию: общее газосодержание углеводородов; компонентный со­став — метан, этан, пропан, пропилен, бутан, изобутан, сумма бутштенов, пентан, изопентан, гексан, изогексан; компонентный неуглеводородный состав — гелий, водород, углекислый газ, се­роводород, азот (избыточный по отношению к воздуху).

Блок газоанализаторов БГ-1 разработан на базе серийно выпус­каемых отечественной промышленностью лабораторных хроматогра­фов типа ЛХМ-8МД, модель 3. В блок газоанализаторов входит два хроматографа. Один хроматограф с двумя пламенно-ионизационны­ми детекторами, другой — с детектором по теплопроводности.

БГ-1 обеспечивает определение общего газосодержания ПЖ за время не более 20 с. Порог чувствительности прибора при определении общего объемного газосодержания углеводородных газов в ГВС 1 • 10~5%.

Рис. 9.88. Хроматограмма углеводо­родных компонентов:

1 — метан, 2 — этан,

3 — этилен, 4 — пропан, 5 — пропилен, 6 — изо­бутан, 7 — н-бутан,

8 — сумма бутиленов,

9 — изопентан,

10 — н-псптан,

1! — изо-гексан,

12 — н-гексан

Объемный компонентный состав углеводородных газов в ГВС определяют за 180 с, порог чувствительности прибора при опре­делении этих газов 1 ■ 10 5%.

Время аналитического никла неуглеводородных газов 360 с, порог чувствительности прибора: по гелию и водороду — 1 • 10-4%; по С02 и Н2^— 1 • 10_|; по азоту, избыточному по отношению к воздуху, — 1,0.

Хроматограмма анализа углеводородных компонентов С,—С6 на трех колонках БГ-1 приведена на рис. 9.88 [5].

К сожалению, выпуск БГ-1 также освоен не был, как и всего остального, что разрабатывалось в Андижанском СПКБ для сис­темы сбора и обработки технологической и геологической ин­формации в процессе бурения скважин.

За рубежом при проведении газового каротажа и ГТИ приме­няются полевые хроматографы с циклом анализа на С,—С5 (С,— С6) от 30 с до 6 мин с использованием в качестве газа-носителя воздуха или гелия, в качестве детекторов — термокаталитиче­ские элементы, детекторы по теплопроводности (в т. ч. и полу­проводниковые), полупроводниковые детекторы на оксиде ме­таллов, пламенно-ионизационные детекторы. Применяются как набивные, так и капиллярные колонки с программированием

Признак классификации	Характеристика хроматографов
1. Метод хроматографии	1 Газо-адсорбционный	2 Газо-жидкостный	3 Теплодинамический
2. Режим работы	1 Изотермический 1 Подача пробы ГВС	2 С программированием температуры
3. Периодичность	2 Непрерывная подача ГВС
4. Газ-носитель	1 Воздух	2 Гелий
5. Характеристика	1 Деструктивный	2 Недеструктивный
детектора
6. Тип детектора	1 Термо-ката — 2 Пламенно- 3 По тепло — 4 Полупро — 5 Фотоиони-
	литический ионизаци	проводности водниковыи зационныи
	(ТКД) онный(ПИД) (ДТП) (ППД) (ФИД)
7. Тип колонки	1 Набивная	2 Микронасадочная	3 Капиллярная
8. Определяемые	1 Предельные углево­	2 С,—С6 с изомерами	3 С,—С6 с изомерами,
соединения	дороды С— С6		неуглеводородные газы
9. Время анализа	1 Менее 1,5 мин	2 1,5—6 мин	3 Непрерывно
10. Чувствительность	1 1 • ю-6%	2 1• 10 5%	3 1 • ю-4%
11. Наличие
автокалибровки	1 Есть	2 Нет	Нет
12. Привязка к истин­	1 Есть
ным глубинам	2 Нет	Нет
13. Наличие ПО опреде­
ления характера
насыщения	1 Есть	2 Нет	Нет

Примеры обозначения: Хроматограф ХГ-1Г: 1.1/2.2/3.1/4.1/5.1/6.2/7.1/8.1/9.2/10.2/11.2/12.1/13.2

Хроматограф фирмы Дейталог: 1.2/2.2/3.1/4.2/5.2/6.4/7.3/8.3/9.1/10.1/11.1

12.1/13.1

Рис. 9.89. Хроматограф, работающий под управ­лением персонального компьютера:

90 сек.

/ — воздух, 2 — СН4, 3 ~ СО,,

5 — С3Н„

б — С„Н„

4-с2н6, 7 — С. Н..

температуры. Ряд фирм («Геосервис», Франция) и др. выпускает хроматографы, выдающие результаты в функции истинных глу­бин (Хроматологгеры). Последние модели храматографов рабо­тают под управлением компьютеров (рис. 9.89), производя при этом полную обработку хроматограммы.

На сегодняшний день наилучшим по экспрессности и чувст­вительности следует считать полевой хроматограф Канадской фирмы «Дейталог», позволяющий за 30—45 с производить пол­ный анализ углеводородов С, — С6 с изомерами, а также анализ неуглеводородных газов, включая сероводород.

Стоимость зарубежных полевых хроматографов колеблется от 6 до 52 тыс. долларов США. Классификация хроматографов, при­меняемых при проведении газового каротажа, приводится в табл. 9.24.

Комментарии запрещены.