火驱项目要求分析产出气的组成。火驱项目试验中, 要向地层注入大量空气, 并在地层点火, 因此, 火驱产出气的组成与不注入空气时的天然气组成相比相差很大, 主要是:N2含量很高; CO2含量比较高, 可能会有CO; O2含量视燃烧完全程度, 可能较高, 也可能较低; 可能含有SOx、NOx; 加上地层中天然气原有的CH4。综上所述, 产出气的主要组分为N2、O2、CO2、CO和CH4。为了解决火驱产出气组分的测定问题, 我们定购了两瓶标气, 用来模拟火驱产出气组成, 其组分及含量如表 1。
Agilent 7890A的色谱流程如图 1。
Agilent 7890A是3阀4柱双通道结构。分析火驱产出气主要使用由Porapak.Q填充柱col 1、Porapak.Q填充柱col 2和13X分子筛填充柱col 3串联起来的通道, 检测器为TCD。
分离条件选择主要是根据最难分离的物质对选择色谱条件[1]。在火驱产出气中, 最难分离的物质对是CH4和CO。碳分子筛可以分离H2、CO、CH4、CO2、C2H6、C2H4[2]。TCD (热导检测器)的性能很大程度上取决于热传导率, 分子最小的H2和He的热传导率最高[3]。
综上所述, 实验方法为用col 1、col 2和col 3串联起来组成的通道分离火驱产出气的各种组分, 以He为载气, 用TCD检测分离后的各个组分, 并用标准气外标定量。
保持柱箱温度80℃, 载气流速8 mL/min。2.5 min时, 关闭阀2, CO2经阻尼阀进入TCD, 首先得到检测, 3.5 min时, 打开阀2, 已经进入分子筛的O2、N2、CH4和CO继续得到分离, 并在TCD上依次得到检测。
标气B的分析色谱图见图 2。
优化后的色谱分析条件为:柱箱温度100℃, 载气流速15 mL/min。得到标气B的分析色谱图见图 3。
用标气A建立校正表, 对标气B进行了3次重复测定, 结果见表 2。
对火驱6口井的产出气进行测定, 结果见表 3。
放大以后的H2118井分析色谱图如图 4所示, 虽然软件没有自动识别CO峰, 从图 4可以看出, CO的色谱峰还是非常明显的。
(1) 由图 3可以看出, 用所建立的分析方法分析标气, 可以获得较好的分离效果和较快的分析速度。
(2) 由表 2可以看出, 用所建立的分析方法分析标气, 极差最大的为0.093%, 重复性较好, 相对误差绝对值最大的为3.37%, 可以满足工程需要。
(3) 由表 3对6口火驱井产出气的分析结果可以看出, CO2含量介于2%~17%、N2含量介于6%~80%、CH4含量介于2%~91%时, 该方法均能较好地对产出气进行测定, 氧气含量高于0.6%时也能正常测定。由图 4可以看出, CO含量为0.339%时, 色谱峰也比较明显。因此, 该方法适用于火驱产出气的测定。
2010, Vol. 39 Issue (4): 352-353
2010, Vol. 39 Issue (4): 352-353