一种用于模拟天然气微渗漏的装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于模拟天然气微渗漏的装置，其包括柱体和设置在柱体两端用于封闭柱体的两个可拆卸封盖；柱体自上游端到下游端依次设置有储气室、填充室和进气缓冲室；填充室内装有土壤，并且填充室侧壁上设置有至少一个取样口；储气室侧壁设置有气压表；进气缓冲室通过第Ⅰ隔层与填充室相隔，进气缓冲室侧壁设置有进气口，该进气口与模拟气源相连。该装置用于模拟天然气微渗漏，检测过程中，气压密闭性良好，土壤pH和土壤湿度基本维持不变，可以较好地模拟天然气微渗漏，达到预期效果。该装置可用于开展人工模拟条件下模拟天然气微渗漏条件，定期开展地表土壤油气指示微生物的数量变化和种群发育情况监测，为实际野外勘探提供基础理论支撑。

A device for simulating natural gas micro leakage and its application

The invention relates to a device for simulating the microleakage of natural gas, which comprises a column and two detachable covers used for sealing a column at both ends of a column, and a gas storage chamber, a filling chamber and an inlet buffer chamber are arranged from the top to the lower end of the column, and the filling chamber is equipped with soil soil, and the side wall of the filling chamber is arranged on the side wall of the filling chamber. A barometer is arranged on the side wall of the gas storage chamber; the intake buffer chamber is separated from the filling chamber through the first layer, and the intake buffer chamber side wall is set with a intake port, which is connected with the simulated gas source. The device is used to simulate the microleakage of natural gas. In the process of detection, the air pressure is well closed, the soil pH and soil moisture are basically maintained, and the microleakage of natural gas can be simulated well and the expected effect can be achieved. The device can be used to carry out the simulated natural gas microleakage conditions under artificial simulated conditions, and regularly carry out the quantitative changes in the soil oil and gas indicating microorganism and the monitoring of the population development, and provide the basic theoretical support for the actual field exploration.

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟天然气微渗漏的装置及其应用
本专利技术属于油气微生物勘探应用领域
，涉及一种用于模拟天然气微渗漏的装置及其应用。
技术介绍
油气微生物勘探是近些年发展较迅速、并得到公认的行之有效的油气勘探手段，该项技术以研究地表土壤中油气指示微生物数量和群落异常来预测地下油气藏的分布。油气微生物勘探需要建立在正演的研究基础上，正演过程即采集确定油气区和非油气区地表土壤样品，在微生物实验室分析两者之间油气指示微生物数量和群落的差异。但在正演研究过程中，勘探人员并不能百分之百的确定野外土壤样品的油气背景信息(是否为油气区或者非油气区土壤样品)，进而不能准确研究油气指示微生物的数量和群落变化规律。因此在确定油气背景信息的模拟环境下研究微生物数量和群落变化是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术针对油气微生物勘探技术中存在的理论性问题，提供一种人工模拟天然气微渗漏模型，在确定油气背景信息条件下对土壤样品中油气指示微生物进行驯化培养，对其数量和群落变化进行研究，为油气微生物勘探提供更为直接的实验依据，进一步完善油气微生物勘探理论。为此，本专利技术提供了一种用于模拟天然气微渗漏的装置，其包括柱体和设置在柱体两端的封闭柱体的两个可拆卸的封盖；柱体自上游端到下游端依次设置有储气室、填充室和进气缓冲室；填充室内装有土壤，并且填充室侧壁上设置有至少一个取样口；储气室侧壁设置有气压表；进气缓冲室通过第Ⅰ隔层与填充室相隔，进气缓冲室侧壁设置有进气口，该进气口与模拟气源相连。根据本专利技术的一些实施方式，所述柱体的长度为1-4m；优选为2-3m。根据本专利技术的另一些实施方式，所述柱体的内径为5-20cm；优选为8-12cm。本专利技术中所述土壤为环境土壤，优选土壤性质为亚砂土和/或亚粘土。在本专利技术的一些实施例中，当填充室侧壁上设置有至少二个以上的取样口时，取样口之间以及取样口与第Ⅰ隔层之间的距离为30-50cm；优选为40-50cm。根据本专利技术的一些实施方式，所述进气缓冲室的长度为5-15cm，优选为8-12cm，进一步优选为10-12cm。根据本专利技术的一些实施方式，所述储气室的长度为5-15cm，优选为10-15cm。根据本专利技术的一些实施方式，所述取样口的直径为1-2cm，优选为1.5-2cm。在本专利技术的一些优选的实施例中，所述储气室通过第Ⅱ隔层与填充室相隔。根据本专利技术，所述隔层包括隔板和/或筛网；所述隔板上设置有气孔；所述筛网的筛孔为200-400目；优选为300-400目。本专利技术中，所述隔层的厚度为0.2-1.5cm，优选为0.8-1cm。根据本专利技术，所述柱体上游端的封盖上设置有排气口。在本专利技术的一些优选的实施例中，所述柱体上游端的封盖上还设置有进水口；所述柱体下游端的封盖下端设置有排水口。本专利技术还提供了一种利用本专利技术上述装置模拟天然气微渗漏的检测方法，其包括：步骤A，打开排气口，由模拟气源经过进气口向所述装置内供入模拟气体，对土壤中微生物进行驯化；步骤B，通过取样口采取样品；步骤C，检测所述样品的微生物的数量变化和种群发育状态；步骤D，建立关于取样位置与样品的微生物的数量变化和/或种群发育状态的对应关系的数据库。根据本专利技术的一些实施方式，在步骤A和B中，进气口的气体压力控制在0.03-0.05Mpa之间。根据本专利技术的一些实施方式，在步骤A和B中，进气口的气体流速控制在0.02-0.04ml/min之间，优选在0.0285-0.04ml/min之间。在本专利技术的一些实施例中，在步骤B中，采取样品的间隔周期为一个月；通气之前采取一次，之后每过一个月采取一次。本专利技术所提供的模拟天然气微渗漏土壤柱能够用于土壤中油气指示微生物数量和群落变化的研究，在实验过程中，柱体气密性良好，土壤pH值和湿度基本维持不变，柱体土壤温度与外界气温变化趋于一致，该装置可以提供天然气微渗漏条件，开展相关微生物研究，为实际野外勘探提供理论依据。附图说明下面结合附图来对本专利技术作进一步详细说明：图1为用于模拟天然气微渗漏的装置原理图；图中附图标记的含义如下：100用于模拟天然气微渗漏的装置；101柱体；102上游端端盖；103下游端端盖；11储气室；12填充室；13进气缓冲室；14第Ⅰ隔层；15第Ⅱ隔层；21气压表；22进气口；23进气管路；24模拟气源；25气阀；26气体流量计；27排气口；28进水口；29排水口；33土壤；1土壤取样口；2土壤取样口；3土壤取样口。图2为图1中装置在模拟天然气微渗漏检测中的应用流程图。图3为实施例1中土壤柱温度变化曲线图。图4为实施例1中土壤柱中土壤pH变化曲线图；图中附图标记的含义如下：1取样口1的样品；2取样口2的样品；3取样口3的样品；a本专利技术土壤柱；b对照土壤柱。图5为实施例1中土壤柱中土壤含水率变化曲线图；图中附图标记的含义如下：1取样口1的样品；2取样口2的样品；3取样口3的样品；a本专利技术土壤柱；b对照土壤柱。图6为实施例1中甲烷微渗漏条件下油气指示菌数量变化曲线；图中NTC(NoTemplateControl，无模板对照)即阴性对照。图7示出实施例1中土壤柱中微生物群落变化情况。具体实施方式下面将结合实施例和附图来详细说明本专利技术，这些实施例和附图仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。图1为用于模拟天然气微渗漏的装置原理图。如图1所示，本专利技术的用于模拟天然气微渗漏的装置包括柱体101和设置在柱体两端用于封闭柱体的可拆卸的上游端封盖102和可拆卸的下游端封盖103；柱体101自上游端到下游端依次设置有储气室11、填充室12和进气缓冲室13；填充室12内装有土壤33，并且填充室12侧壁上设置有取样口1-3，各取样口均采用螺旋式密闭螺塞(图中未示出)，既可以实现密封又方便取样(螺塞拧上，取样口密封；螺塞拧下来，取样口打开)；储气室11侧壁设置有气压表21；进气缓冲室13通过第Ⅰ隔层14与填充室12隔开，进气缓冲室13侧壁设置有进气口22，该进气口22通过进气管路23与模拟气源24相连，在进气管路23上沿从进气口22到模拟气源24的方向依次设置有气阀25和气体流量计26。柱体101上游端封盖102上设置有排气口27。在一个优选实施方式中，储气室11通过第Ⅱ隔层15与填充室12隔开。在另一个优选实施方式中，柱体101上游端封盖102上还设置有进水口28，用于在土壤柱含水率下降幅度较大时向土壤柱补充水分。柱体101下游端封盖103底部设置有排水口29。在一些实施例中，例如，所述柱体的长度为1-4m；优选为2-3m；进一步优选为2m。在一些实施例中，例如，所述柱体的内径为5-20cm；优选为8-12cm；进一步优选为8cm。在一些实施例中，当填充室侧壁上设置有至少二个以上的取样口时，取样口之间以及取样口与第Ⅰ隔层之间的距离为30-50cm；优选为40-50cm；进一步优选为50cm。在一些实施例中，例如，所述进气缓冲室的长度为5-15cm，优选为8-12cm，进一步优选为10-12cm，更进一步优选为10cm。在一些实施例中，例如，所述储气室的长度为5-15cm，优选为10-15cm；进一步优选为15cm。在一些实施例中，例如，所述取样口的直径为1-2cm，优选为1.5-2cm，进一步优选为1.5cm。在本专利技术的一些实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟天然气微渗漏的装置，其包括柱体和设置在柱体两端的封闭柱体的两个可拆卸的封盖；柱体自上游端到下游端依次设置有储气室、填充室和进气缓冲室；填充室内装有土壤，并且填充室侧壁上设置有至少一个取样口；储气室侧壁设置有气压表；进气缓冲室通过第Ⅰ隔层与填充室隔开，进气缓冲室侧壁设置有进气口，该进气口与模拟气源相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟天然气微渗漏的装置，其包括柱体和设置在柱体两端的封闭柱体的两个可拆卸的封盖；柱体自上游端到下游端依次设置有储气室、填充室和进气缓冲室；填充室内装有土壤，并且填充室侧壁上设置有至少一个取样口；储气室侧壁设置有气压表；进气缓冲室通过第Ⅰ隔层与填充室隔开，进气缓冲室侧壁设置有进气口，该进气口与模拟气源相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱体的长度为1-4m，优选为2-3m；和/或所述柱体的内径为5-20cm，优选为8-12cm；和/或所述土壤为环境土壤，优选土壤性质为亚砂土和/或亚粘土。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当填充室侧壁上设置有至少二个以上的取样口时，取样口之间以及取样口与第Ⅰ隔层之间的距离为30-50cm；优选为40-50cm；和/或所述隔层的厚度为0.2-1.5cm，优选为0.8-1cm。4.根据权利要求1到3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述进气缓冲室的长度为5-15cm，优选为8-12cm，进一步优选为10-12cm；和/或所述储气室的长度为5-15cm，优选为10-15cm；和/或所述取样口的直径为1-2cm，优选为1.5-2cm。5.根据权利要求1到3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述储气室通过第Ⅱ隔层与填充室隔开。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，汤玉平，许科伟，孙长青，卢丽，高俊阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11