一种页岩气储层碳同位素测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种页岩气储层碳同位素测量装置，反应管的进气端用于通入氧气或通入惰性气体；石英舟放置于反应管内；加热设备位于第一加热状态时，加热设备与石英舟相对，且以第一分解温度对石英舟进行加热；加热设备位于第二加热状态时，加热设备与石英舟相对，且以第二分解温度对石英舟进行加热；同位素光谱仪一端与反应管的出气端通过连接管连通，另一端连接尾气管。本实用新型专利技术采用多级热解，减少了繁琐复杂的干酪根和碳酸盐矿物的分离，也避免了干酪根和碳酸盐的磷酸法二氧化碳制备产生的废酸液，实现了环保的要求；结构较为简单，设备搭建成本相对较小，并适合现场快速搭建使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气储层碳同位素测量装置


[0001]本技术涉及石油地质测试
，尤其涉及一种页岩气储层碳同位素测量装置。

技术介绍

[0002]页岩气是一种赋存在页岩层系内纳米孔隙及裂缝中非常规天然气资源，已经成为世界油气勘探领域的热点，我国页岩气勘探主要集中在四川盆地，页岩气主要存在于古生届的海相页岩中，陆相及海陆过渡相的页岩虽也有产出，但资源规模较小。四川盆地页岩气主要集中在志留系龙马溪组和下寒武统的牛蹄塘组，页岩气为干气，甲烷含量95%以上，干酪根演化程度高。碳同位素测试技术作为石油地质测试的重要技术，根据待测物的不同，又可以细分为有机的天然气碳同位素测试，原油碳同位素测试，干酪根碳同位素测试，无机的碳酸盐碳同位素测试，其中原油碳同位素又可以分为饱和烃碳同位素，芳烃碳同位素，单体烃碳同位素。目前针对页岩气的碳同位素测试主要是天然气碳同位素和干酪根碳同位素以及无机碳同位素三种，天然气的碳同位素可以判断成因来源，干酪根碳同位素可以判别生油母质类型，并且可以联合区域性的碳同位素数值的分布还可以解释区域内的油气资源保存情况，无机的碳酸盐碳同位素可以作为有机质脱羧和岩石反应的程度的判断依据，可以间接反映母质的排烃情况，对页岩气的勘探和开发有重要的指示意义。
[0003]目前页岩气储层的碳同位素测试方法主要采用的是抽提分离再测试的方法，干酪根样品的制备相对繁琐耗时较长主要是将样品进行粉碎后按照《GB/T 19144
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2010 沉积岩中干酪根分离方法》中阐述的用盐酸和氢氟酸对其中的无机碳酸盐进行去除，如方解石和白云石类矿物。分离出来的干酪根和碳酸盐主要通过《SY∕T 5238
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2019 有机物和碳酸盐岩碳氧同位素分析方法》进行操作，离线法采用管式炉通氧气进行燃烧，收集的二氧化碳纯化后手动进入质谱中测试，在线法将样品装入锡舟放入元素分析仪中氧化炉氧化生成二氧化碳后测试；碳酸盐矿物如方解石等需要用磷酸去反应和收集二氧化碳，反应可以通过离线或带磷酸注入泵的在线设备进行，离线制备的二氧化碳通过手动进样方式到质谱中进行测试，在线法可以与自动进样装置连接进入质谱测试，离线法对人员要求较高，容易产生人为导致的分馏，在线法设备较为昂贵。激光烧蚀法亦可以用来测试碳酸盐的碳同位素，由于设备价格昂贵和激光升温过程中同位素分馏模型还未完全建立，所以目前仅仅用在微区和包裹体的研究上，并未替代行业标准中的方法和操作。由于干酪根和碳酸盐矿物在处理上的方法，和测试所需要的质量不一样，故现在基本是将其作为两项独立的测试。综上所述，碳同位素测试过程相对繁琐且耗时较长，主要表现为有机的干酪根的分离制备，碳酸盐矿物的分离和磷酸法制备和纯化收集二氧化碳，以及不同的进样方式。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本技术的实施例提供了一种页岩气储层碳同位素测量装置。
[0005]本技术的实施例提供一种页岩气储层碳同位素测量装置，包括：
[0006]反应管，所述反应管的进气端用于通入氧气或通入惰性气体；
[0007]石英舟，用于承载待测样品，放置于所述反应管内；
[0008]加热设备，具有第一加热状态和第二加热状态；所述加热设备位于第一加热状态时，所述加热设备与所述石英舟相对，且以第一分解温度对石英舟进行加热；所述加热设备位于第二加热状态时，所述加热设备与所述石英舟相对，且以第二分解温度对石英舟进行加热；以及，
[0009]同位素光谱仪，一端与所述反应管的出气端通过连接管连通，另一端连接尾气管。
[0010]进一步地，所述加热设备包括：
[0011]第一加热设备，具有对所述反应管内石英舟加热的加热位置和远离石英舟的远离位置，所述第一加热设备用于以第一分解温度对石英舟加热；以及，
[0012]第二加热设备，具有对所述反应管内石英舟加热的加热位置和远离石英舟的远离位置，所述第二加热设备用于以第二分解温度对石英舟加热。
[0013]进一步地，所述第一加热设备和所述第二加热设备为管式炉，所述管式炉可沿所述反应管延伸方向移动。
[0014]进一步地，所述石英舟位于所述反应管左端，所述第一加热设备和所述第二加热设备位于所述远离位置时，所述第一加热设备和所述第二加热设备位于所述反应管右端。
[0015]进一步地，还包括预热设备，所述预热设备具有对所述反应管内石英舟加热的加热位置和远离石英舟的远离位置，所述预热设备用于以预热温度对石英舟加热。
[0016]进一步地，所述预热设备为管式炉，所述管式炉可沿所述反应管延伸方向移动。
[0017]进一步地，还包括氧气瓶和惰性气瓶，所述氧气瓶和所述惰性气瓶分别连接有出气管，两个所述出气管通过换向装置与所述反应管的进气端连接，所述换向装置用于控制所述反应管与所述氧气瓶连通或与所述惰性气瓶连通。
[0018]进一步地，两个所述出气管上分别设有气体质量流量控制器。
[0019]进一步地，所述连接管上设有气体脱水装置；和/或，
[0020]所述尾气管上设有尾气脱硫装置。
[0021]进一步地，还包括温度控制器，所述加热设备与所述温度控制器连接，所述温度控制器用于控制所述加热设备的加热温度；和/或，
[0022]还包括数据读取及处理设备，所述数据读取及处理设备与所述同位素光谱仪连接，用于读取所述同位素光谱仪中的光谱数据并对其进行处理。
[0023]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：采用了多级热解，减少了繁琐复杂的干酪根和碳酸盐矿物的分离，也避免了干酪根和碳酸盐的磷酸法二氧化碳制备产生的废酸液，实现了环保的要求；通过氧气和氮气作为载气在不同时间的通断，实现了干酪根的氧化和碳酸盐的热分解的独立；利用同位素光谱作为测试终端，从而解决了干酪根燃烧时过剩氧气导致的质谱无法测量的问题；相较于行业标准中在线分析前端的元素分析仪和自动酸液注入装置，本技术中所利用的结构较为简单，设备搭建成本相对较小，并适合现场快速搭建使用。
附图说明
[0024]图1是本技术提供的页岩气储层碳同位素测量装置一实施例的结构示意图。
[0025]图中：氧气瓶1、惰性气瓶2、质量流量控制器3
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4、换向装置5、橡胶塞6、石英舟7、反应管8、预热设备9、第一加热设备10、第二加热设备11、温度控制器12、气体脱水装置13、同位素光谱仪14、数据读取及处理设备15、尾气脱硫装置16、连接管17、尾气管18、出气管19。
具体实施方式
[0026]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。
[0027]请参见图1，本技术的实施例提供一种页岩气储层碳同位素测量装置，包括反应管8、石英舟7、加热设备、同位素光谱仪14和数据读取及处理设备15。
[0028]反应管8的进气端用于通入氧气或通入惰性气体，石英舟7用于承载待测样品，放置于所述反应管8内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩气储层碳同位素测量装置，其特征在于，包括：反应管，所述反应管的进气端用于通入氧气或通入惰性气体；石英舟，用于承载待测样品，放置于所述反应管内；加热设备，具有第一加热状态和第二加热状态；所述加热设备位于第一加热状态时，所述加热设备与所述石英舟相对，且以第一分解温度对石英舟进行加热；所述加热设备位于第二加热状态时，所述加热设备与所述石英舟相对，且以第二分解温度对石英舟进行加热；以及，同位素光谱仪，一端与所述反应管的出气端通过连接管连通，另一端连接尾气管。2.如权利要求1所述的页岩气储层碳同位素测量装置，其特征在于，所述加热设备包括：第一加热设备，具有对所述反应管内石英舟加热的加热位置和远离石英舟的远离位置，所述第一加热设备用于以第一分解温度对石英舟加热；以及，第二加热设备，具有对所述反应管内石英舟加热的加热位置和远离石英舟的远离位置，所述第二加热设备用于以第二分解温度对石英舟加热。3.如权利要求2所述的页岩气储层碳同位素测量装置，其特征在于，所述第一加热设备和所述第二加热设备为管式炉，所述管式炉可沿所述反应管延伸方向移动。4.如权利要求3所述的页岩气储层碳同位素测量装置，其特征在于，所述石英舟位于所述反应管左端，所述第一加热设备和所述第二加热设备位于所述远离位置时，所述第一加热设备和所述第二加热设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王任，彭宇，张晓明，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：