一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法技术

本发明专利技术提供了一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法，主要包括以下步骤:(1)野外勘探，即对研究区进行现场踏勘并在踏勘现场对水样的水质进行测定；(2)水样采集，即在研究区附近进行水样采集，并在现场利用便携测量设备测量各取样点的理化参数；(3)水样样品测试，即对水样样品依次进行溶解有机碳浓度的测定、氢氧同位素丰度的测定、氡同位素222Rn活度的测定、阳离子的测定、碱度的测定、阴离子的测定和甲烷水样测定；(4)水样样品综合分析，即依次对采样点进行离子浓度比例分析、水样的水化学测试和水样成分分析。本发明专利技术构思合理，监测效率高、效果好。效果好。效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法


[0001]本专利技术涉及天然气勘探
，具体涉及一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法。

技术介绍

[0002]随着我国工业化进程的发展，工业污染造成的后果也越来越严重，如何构建正规化、系统化、常态化的环保管理和环境监测手段，对环境保护工作具有十分重要而深远的意义。天然气与底水或边水常常是一个储藏体系，天然气在开采过程中，水体的弹性能量会驱使水沿高渗透带窜入气藏；在这种情况下，由于岩石本身的亲水性和毛细管压力的作用，水的侵入不是有效地驱替气体，而是封闭缝缝洞洞或空隙中未排出的气体，形成死气区。这部分被圈闭在水侵带的高压气，数量可以高达岩石孔隙体积的30％～50％，从而大大地降低了气藏的最终采收率。同时气井产水后，气流入井底的渗流阻力会增加，气液两相沿油井向上的管流总能量消耗将显著增大。随着水侵影响的日益加剧，气藏的采气速度下降，气井的自喷能力减弱，单井产量迅速递抹战海减，直至井底严重积水而停产，严重影响了天然气的开采效率和开采质量,也对矿区及其周围的环境修复和保护带来严重影响。
[0003]因此，如何在陆地天然气开采前或即将开采的矿区及其周围的水环境进行准确监测，为开采企业能够及时、准确获知矿区不同地点的水环境情况，为以后开展的矿区地质变化监测、矿藏开采、矿区及其周围环境的修复、保护与管理等活动提供依据和数据支持，就变得尤为重要。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中提到的问题,本专利技术提出了一种构思合理,能真正实现对矿区水环境的全面、准确的监测，监测数据可靠性高、监测效率高且效果好,能够实时、准确获知矿区不同地点的水环境情况，为开展矿区地质变化监测、矿藏开采、对矿区及其周围环境的修复、保护与管理等活动提供重要依据和数据支持的陆地天然气水合物矿区水环境监测方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,主要包括以下步骤:
[0006](1)野外勘探
[0007]对研究区进行现场踏勘，并在踏勘现场对水样的水质进行测定；
[0008](2)水样采集
[0009]在研究区附近进行水样采集，并在现场利用便携测量设备测量各取样点的理化参数；
[0010](3)水样样品测试
[0011]对水样样品依次进行溶解有机碳浓度的测定、氢氧同位素丰度的测定、氡同位素222Rn活度的测定、阳离子的测定、碱度的测定、阴离子的测定和甲烷水样测定；
[0012](4)水样样品综合分析
[0013]依次对采样点进行离子浓度比例分析、水样的水化学测试和水样成分分析。
[0014]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中：所述步骤(1)是在踏勘现场对水样的基本参数即电导、pH和温度进行测定。
[0015]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(2)水样采集的具体采样过程为：对于地表水，手持60ml广口塑料瓶放置于远离河岸和河底的水面下2cm处，瓶口顺着水流方向收集水样，待样品瓶全满且无气泡排出后，在水下拧紧瓶盖，贴上标签；对于河流源头和泉水，用一次性注射器缓慢抽取水样后转移至塑料瓶；对用于有机碳分析的水样用注射器通过0.45微米尼龙过滤头转移至22ml已预先高温烘烤过的玻璃瓶中保存；对氡同位素222Rn样品的收集采用特殊储存瓶，每个玻璃瓶中装有5m l的高纯度矿物油液闪烁体；每个采样点收集10m l水样，并用注射器推送至油面以下；对甲烷水样通过50ml西林瓶进行收集，采集过程中加入裹有HgC l2粉末的玻璃棉，确保水样中无气泡后用丁基胶塞和铝盖密封。
[0016]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中溶解有机碳浓度的测定的具体过程为：试样经酸化曝气，其中的无机碳转化为二氧化碳被去除，再将试样注入高温燃烧管中；由于酸化曝气会损失可吹扫有机碳，故测得的溶解有机碳含量为不可吹扫有机碳；水样中加入硫酸将水样酸化至pH≤2，取一定体积酸化至pH≤2的试样注入TOC分析仪，经曝气除去无机碳后导入高温氧化炉，记录相应的响应值；在测样前，配制一组5个标准溶液样作为标准率定仪器的当日标准曲线。
[0017]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中氢氧同位素丰度的测定的具体过程为：用于测定氢氧同位素丰度的水样利用同位素质谱仪测试；一组5个标准溶液用于率定质谱仪当日标准曲线；根据测试结果作氢氧同位素的线性关系图。
[0018]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中：所述氢氧同位素丰度测定的测样方式为标准高精度方式，即每样品测6针，取后3针平均值作为测试结果。
[0019]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中氡同位素222Rn活度的测定的具体过程为：将氡水样采用液闪法进行222Rn活度的测量，分两次测量，每个氡水样在液闪仪上计数55分钟，每个氡水样的活度使用标准系数以背景值活度为基准来确定。
[0020]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中：所述氡水样测样时选用两种去背景值得方法来计算活度，一种是减去超纯水样在液闪仪上每分钟平均计数次数，二是减去水样中每分钟计数最低的三个样品的平均值；且氡同位素222Rn活度的计算公式为：I＝I0e
λt
，式中I0代表初始活度，I代表计数活度，λ代表Rn
‑
222的半衰期系数，t代表测样和采样之间的时间。
[0021]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中阳离子的测定的过程为：将水样样品中基本阳离子经过预处理酸化使其pH约为2，在元素质谱仪上测量，测样前配制一组5个标准溶液用于率定当日的标准曲线。
[0022]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中：所述步骤(3)中碱度的测定采用的是酸碱滴定法，碱度AT＝2*[CO3]2
‑
+[HCO3]‑
，以摩尔当量浓度表示。
[0023]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中阴离子的测定
的过程为：将水样样品中主要阴离子分两次在离子色谱仪上测量；初测后按五倍稀释水样，再按不同的浓度梯度配置标准溶液，以保证待检测浓度在标准溶液的范围之内；测样前配制一组5个标准溶液用于率定当日的标准曲线；每件水样测量两次，取平均值作为最后的阴离子测量结果。
[0024]所述陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其中，所述步骤(3)中甲烷水样测定是采用顶空法测试。
[0025]采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0026]本专利技术陆地天然气水合物矿区水环境监测方法构思合理，通过多地点、多井孔、不同井深三维一体采集地下水样，同时在现场利用便携测量设备对各个井孔所采集的地下水水样进行实时测量，能够准确、高效获取各取样点的温度、pH、电导率、TDS等理化参数，实时获取到矿区不同地点地下水的水质信息,数据的可靠性较高；再者，通过对采集样品依次进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其特征在于,主要包括以下步骤:(1)野外勘探对研究区进行现场踏勘，并在踏勘现场对水样的水质进行测定；(2)水样采集在研究区附近进行水样采集，并在现场利用便携测量设备测量各取样点的理化参数；(3)水样样品测试对水样样品依次进行溶解有机碳浓度的测定、氢氧同位素丰度的测定、氡同位素222Rn活度的测定、阳离子的测定、碱度的测定、阴离子的测定和甲烷水样测定；(4)水样样品综合分析依次对采样点进行离子浓度比例分析、水样的水化学测试和水样成分分析。2.如权利要求1所述的陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其特征在于：所述步骤(1)是在踏勘现场对水样的基本参数即电导、pH和温度进行测定。3.如权利要求1所述的陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其特征在于，所述步骤(2)水样采集的具体采样过程为：对于地表水，手持60ml广口塑料瓶放置于远离河岸和河底的水面下2cm处，瓶口顺着水流方向收集水样，待样品瓶全满且无气泡排出后，在水下拧紧瓶盖，贴上标签；对于河流源头和泉水，用一次性注射器缓慢抽取水样后转移至塑料瓶；对用于有机碳分析的水样用注射器通过0.45微米尼龙过滤头转移至22ml已预先高温烘烤过的玻璃瓶中保存；对氡同位素222Rn样品的收集采用特殊储存瓶，每个玻璃瓶中装有5ml的高纯度矿物油液闪烁体；每个采样点收集10ml水样，并用注射器推送至油面以下；对甲烷水样通过50ml西林瓶进行收集，采集过程中加入裹有HgCl2粉末的玻璃棉，确保水样中无气泡后用丁基胶塞和铝盖密封。4.如权利要求1所述的陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其特征在于，所述步骤(3)中溶解有机碳浓度的测定的具体过程为：试样经酸化曝气，其中的无机碳转化为二氧化碳被去除，再将试样注入高温燃烧管中；由于酸化曝气会损失可吹扫有机碳，故测得的溶解有机碳含量为不可吹扫有机碳；水样中加入硫酸将水样酸化至pH≤2，取一定体积酸化至pH≤2的试样注入TOC分析仪，经曝气除去无机碳后导入高温氧化炉，记录相应的响应值；在测样前，配制一组5个标准溶液样作为标准率定仪器的当日标准曲线。5.如权利要求1所述的陆地天然气水合物矿区水环境监测方法,其特征在于，所述步骤(3)中氢氧同位素丰度的测定的具体过程为：用于测定氢氧同位素丰度的水样...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，庞守吉，陆程，祝有海，伍新和，汪锐，殷建国，肖睿，
申请(专利权)人：中国地质调查局油气资源调查中心，
类型：发明
国别省市：