天然气C3—C8烃类浓缩分析新方法

杨晓春,王 璋

（1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆，163318;2.大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆，163318)

天然气C3—C8烃类浓缩分析新方法

杨晓春1,王 璋2

（1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆，163318;2.大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆，163318)

天然气形成的原因，但在一般情况下，天然气和油的成因是不同的，在天然气中，所用的有用信息数量不多。根据这一情况，自己配制了以C3—C8烃为主的天然气浓缩器，而当场就可以去井口搜集天然气的、浓缩的样品，在此基础上，形成了以天然气C3—C8烃为主的浓缩方法。对于该方法，能把天然气中的C3—C8烃类物质分析出来，从而完成了任务，即对天然气组分不多、气源相对不易，这是一个新的思路、方法，值得我们学习。

天然气;C3—C8烃类;浓缩;新方法

0 引言

在21世纪，天然气的使用越来越多被人们重视起来。而我们需要准确去认识天然气，从其成因、类型、分布、规律等方面去了解，这就组成了天然气勘探的理论根据。使用天然气的碳同位素用以发现形成天然气的主要原因。在绝大多数的条件，天然气与油形成机理为不同的，并且，在特殊高、过于成熟的天然气中，往往能够利用的、有效的信息数量不多，所以，怎样把天然气中，特别是在干气中，吸取出很多的、有效的信息，甚至考虑怎样结合这些给定的信息去缓解关于天然气的一些问题，尤其在研、勘探中的发现的问题，这是需要我们去注意的问题。在天然气中，往往具有一些重烃，以C3—C8+为主，即便是处于特别高、特别成熟的干气中，即甲烷的含量高于99%，其中以C3—C8为主的烃，其数量很少。总结了一种关于天然气C3—C8烃进行浓缩的新措施。通过采用这种方法，能够较为有效的分析使得天然气当中C3—C8烃类主要形成规律，进而能够有效地解决天然气常规分析做成中出现的组分少、气源难这一问题。

1 天然气浓缩分析方法

1.1 天然气C3—C8烃浓缩器

该仪器主要可以分为井口减压阀、U型浓缩管和流量计等部分。U型浓缩管的进口主要用以连接井口气源减压阀以及出口连接流量计，这是为了控制浓缩、集聚的数量。对于这个浓缩器，所适用的范围是：不论环境是否相同，只要为被浓缩了的样品，就可以储存相当长的时间，便于携带。

1.2 天然气C3—C8烃浓缩器的基本原理

对于天然气当中的各个组分，其在进入到U型浓缩管以后，由于其中分子的结构不同，造成了被吸附的强或弱的效果就不一样，在室温下，由井口气源进入到U型浓缩管当中的，主要为天然气，而其他大于C2的各个组分，一般情况下都被吸附至U型浓缩管当中，对于C1、C2，由于其分子数量很小，在室温下，方便被吸附出来。只用这种方式，可以将天然气当中的重烃，尤其是其中C3至C8+的烃类物质进行富集，以达到浓缩的目地。

1.3 天然气C3—C8烃浓缩步骤

(1)在U型浓缩管中，将复合固体吸附剂装好，在出口的末端位置连接流量计，在进口的前端位置连接井口气源。

(2)将井口气源处的阀门打开，在室温下，让天然气的流速为100mL/min而进行，一直流至U型浓缩管当中，以上步骤为将天然气进行浓缩的主要过程，在时间以及气量的记录条件下，并且结合天然气当中的重烃的含量来进行确定，计算得出的结果为时间是10至20min，容积为100至2000mL。

(3)在浓缩到达数量之后，把井口气源阀门关闭，再把U型浓缩管摘下来，于此同时，将进口以及出口端装上可以起到密封作用的联接帽，之后进行气相色谱分析以及鉴定工作。

1.4 天然气C3—C8烃分析方法

首先把天然气浓缩样的进样、各辅助等设备连接气相色谱仪，在装置连接完成之后，将气相色谱仪调成工作的状态。之后，于U型浓缩管当中找到天然气中浓缩样品，将其中包含的所有甲烷、乙烷等物质洗脱，即在高纯氮的条件下，按照每分钟为100mL的流速去执行，往往洗脱的时间是2min，接着把其安配到浓缩进样架上，这是与气相色谱仪所联用的，此时，把U型浓缩管的出口末端接至螺旋型吸收管上，接下来将U型浓缩管的进口前端连接到气相色谱仪上的载气以及进样气的入口位置。最后，将冷阱套安放在螺旋型吸收管处，在载气(He)的流速达到稳定后，将热阱套安置到U型浓缩管上去洗脱，即让He的气流以3000℃±10℃温度的条件下来进行洗脱，此时被脱附从而得到的即为浓缩条件的烃产物，并且会跟随着He的气流到达冷阱之中，即达到螺旋型的收集管当中，在大致20min之后，将U型浓缩管仪器上的热阱拿下，并且马上安装U型的空管。在此时，将螺旋型收集管上的冷阱卸下，并且将热阱套安装至螺旋型的收集管上。这个时候，于收集管所凝集而得到的浓缩烃类物质，就会快速的被汽化，并且跟随载气(He)一起进入气相色谱仪当中，从而达到对C3—C8烃类物质的分析。对于各类的单体烃类物质，在经过色谱测定确定完好之后，按照以上的步骤进行重复操作，就可以对下一个烃类样品进行分析。

2 结果分析

若天然气在干气浓缩后，也能被进行有效地分析，把C3—C8烃类分析出来。在天然气中C3—C8烃浓缩的实验中，可以分析、研究出天然气的C4—C7烃，即分布、特征、母质的类型、成熟度等，通过这些变化的规律，可以找到影响天然气，尤其是C4—C7等烃类的主要原因，对于天然气，即干气的研究、以及对天然气的历史研究、气藏次生而变化的研究、气藏分子地球化学的研究，具有基础的意义。

3 结论

(1)通过自行研制的天然气C3—C8烃类浓缩器，可以在采气现场就对所检验气样进行采集，这就给天然气样品当中浓缩烃，主要是以C3—C8为主的烃的研究给予了有保证的取样。这种器械，可以适于各种各样的环境中使用，在进行浓缩之后，可以进行长时间的保存，携带方便、安全。

(2)通过进行天然气C3—C8烃类物质的浓缩实验，可以较为准确地找出样品当中的天然气，即干气，在其中的C3—C8烃类，这就解决天然气的问题，即组分少、气源难，这是一个新思路、新方法。

图1.天然气C3—C8色谱图

[1] 申宝剑,黄智龙,刘洪文,李向博,林治家,许成.天然气气源对比研究方法进展[J].天然气地球科学.2007(02)

[2] 王顺玉,明巧,黄羚,钟家国,杨阳.邛西地区邛西构造须二段气藏流体地球化学特征及连通性研究[J].天然气地球科学.2007(06)

杨晓春，男，1990年12月23日，东北石油大学石油工程学院在读本科生

Natural gas C3- C8Hydrocarbon Enrichment Analysis Methods

Yang Xiaochun1，Wang Zhang2
(1.College of Petroleum Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,China 2.Daqing Oil Field,Daqing,163318,China)

The causes of the formation of natural gas,but in general,the causes of natural gas and oil are different,in natural gas,the small number of useful information.According to this situation,make myself a predominantly C3- C8hydrocarbon gas concentrator,and can go on the wellhead collecting gas,concentration of sample,on this basis,formed mainly gas C3- C8hydrocarbon enrichment method.For the method,can change the C3- C8hydrocarbons in natural gas analysis,so as to complete the task,namely a few components of natural gas,gas source is relatively difficult,this is a new train of thought,method and worth our learning.

natural gas;C3- C8hydrocarbons;Enrichment;The new method

图5 不同大小数据集下执行时间