頁巖氣組分檢測概述
頁巖氣作為一種重要的非常規(guī)天然氣資源，其開采和利用價值與其組分構(gòu)成密切相關(guān)。頁巖氣并非純粹的甲烷氣體，而是包含多種烴類氣體（如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷及更重組分）、非烴類氣體（如二氧化碳、氮氣、氦氣、氫氣、氧氣）以及可能存在的雜質(zhì)（如硫化氫、水蒸氣、汞等）的復(fù)雜混合物。準(zhǔn)確、全面地分析頁巖氣各組分至關(guān)重要，這直接關(guān)系到：
資源評價與經(jīng)濟(jì)性： 明確烴類氣體的含量（特別是高價值的乙烷、丙烷等液化氣組分以及氦氣等稀有氣體）是評估氣藏經(jīng)濟(jì)價值和制定開發(fā)策略的基礎(chǔ)。
下游加工與利用： 不同組分對管道輸送、液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、天然氣化工（如乙烷裂解制乙烯）等后續(xù)工藝的要求各不相同。精確的組分?jǐn)?shù)據(jù)是工藝設(shè)計、產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全運(yùn)行的保障。
安全與環(huán)保： 硫化氫（H?S）是劇毒氣體，二氧化碳（CO?）具有腐蝕性，氧氣（O?）的存在可能增加爆炸風(fēng)險，汞對設(shè)備有危害且具有生物毒性。檢測這些組分的含量是制定安全生產(chǎn)措施、環(huán)境保護(hù)策略和符合相關(guān)法規(guī)（如排放標(biāo)準(zhǔn)）的前提。
儲層特性研究： 氣體組分的分布特征（如干燥系數(shù)、非烴氣體含量）可以反映頁巖儲層的成熟度、保存條件、運(yùn)移過程等信息，有助于地質(zhì)研究和勘探?jīng)Q策。
因此，對頁巖氣進(jìn)行詳盡的組分檢測，特別是涵蓋您列出的氦氣(He)、氫氣(H?)、氧氣(O?)、氮氣(N?)、二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)、乙烷(C?H?)、丙烷(C?H?)、異丁烷(i-C?H??)、正丁烷(n-C?H??)、新戊烷(neo-C?H??)、異戊烷(i-C?H??)、正戊烷(n-C?H??)、己烷(C?H??)、硫化氫(H?S)、庚烷(C?H??)和更重組分(C??)，是頁巖氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)輸和利用全鏈條中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
主要檢測項目
根據(jù)要求，核心檢測項目即為上述具體列出的組分：
- 常量氣體： 甲烷(CH?)、乙烷(C?H?)、丙烷(C?H?)、二氧化碳(CO?)、氮氣(N?)。這些通常是含量最高的組分。
- 烴類液化氣組分： 異丁烷(i-C?H??)、正丁烷(n-C?H??)、新戊烷(neo-C?H??)、異戊烷(i-C?H??)、正戊烷(n-C?H??)、己烷(C?H??)、庚烷(C?H??)。這些組分具有較高的商業(yè)價值。
- 更重組分： C?及以上的烴類氣體（通常報告為C??或Heptanes Plus, C??）。
- 非烴氣體/稀有氣體： 氫氣(H?)、氧氣(O?)、氦氣(He)。其中氦氣具有極高的經(jīng)濟(jì)價值。
- 含硫化合物： 硫化氫(H?S) - 重點安全檢測項。
此外，通常還會計算或報告：總烴含量、高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量、相對密度、壓縮因子、沃泊指數(shù)等物性參數(shù)。
主要檢測儀器
頁巖氣組分分析主要依賴于各種類型的色譜儀及其聯(lián)用技術(shù)：
- 氣相色譜儀 (GC): 是進(jìn)行氣體組分分離和定量分析的核心設(shè)備。
- 熱導(dǎo)檢測器 (TCD): 主要用于常量氣體（H?, O?, N?, CO, CO?, CH?, C?H?）的分析，通用性好，但靈敏度相對較低。
- 火焰離子化檢測器 (FID): 對碳?xì)浠衔铮–? - C??）具有極高的靈敏度和線性范圍，是烴類組分分析的主力檢測器。
- 火焰光度檢測器 (FPD) / 硫化學(xué)發(fā)光檢測器 (SCD): 專門用于痕量至常量硫化氫(H?S)及其他有機(jī)硫化合物的高靈敏度、高選擇性檢測。
- 氦離子化檢測器 (HID) / 放電離子化檢測器 (DID) / 脈沖放電氦離子化檢測器 (PDHID): 具有高靈敏度、寬線性范圍，特別適合永久氣體（包括He, H?）和痕量雜質(zhì)的分析。
- 質(zhì)譜檢測器 (MS): 作為GC的檢測器（GC-MS），用于復(fù)雜樣品中未知組分的定性和定量分析，特別適用于更重組分的表征。
- 多維氣相色譜系統(tǒng) (MDGC/GCxGC): 使用兩根或多根不同極性的色譜柱，通過調(diào)制器連接，大大提高復(fù)雜混合物（尤其是C?+重組分）的分離能力。
- 前處理裝置： 如自動進(jìn)樣器、氣體采樣閥、樣品富集裝置（如吸附阱、冷阱）、氣體凈化裝置（如除水、除硫、除氧過濾器）、壓力/流量控制器等，確保樣品代表性并保護(hù)儀器。
- 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)： 色譜工作站，用于控制儀器、采集數(shù)據(jù)、定性定量計算和生成報告。
主要檢測方法
- 標(biāo)準(zhǔn)化氣相色譜法 (離線實驗室分析):
- 方法原理： 將現(xiàn)場采集的代表性氣樣（通常用高壓氣瓶如SUMMA罐或氣袋）送至實驗室。樣品經(jīng)過適當(dāng)?shù)那疤幚恚ㄈ鐪p壓、過濾、脫水、除硫等）后，注入配置了多種色譜柱和檢測器（如TCD, FID, FPD/SCD, PDHID）的GC系統(tǒng)。
- 分離策略：
- 使用多閥多柱系統(tǒng)或一次進(jìn)樣多通道分析系統(tǒng)。
- 常用分離方案：一根PLOT分子篩柱（如PLOT 5?）或PoraPLOT Q柱分離H?, O?, N?, CH?, CO（常與甲烷轉(zhuǎn)化爐聯(lián)用測CO），用TCD檢測。
- 另一根微填充柱或毛細(xì)管柱（如Al?O? PLOT 或 DB-1）分離C?-C?+烴類，用FID檢測。
- 專門的硫通道（如用專用色譜柱和FPD/SCD）分析H?S和有機(jī)硫化物。
- 使用高靈敏度檢測器（如PDHID）分析He, H?等痕量組分。
- 定量： 通常采用外標(biāo)法（與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣在相同條件下分析比較）或面積歸一化法（需所有組分都被檢出且檢測器響應(yīng)因子已知）。
- 優(yōu)點： 精度高，可分析項目全，可溯源至標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
- 缺點： 分析周期相對較長，依賴現(xiàn)場采樣代表性。
- 在線/現(xiàn)場氣相色譜法：
- 將小型化、穩(wěn)定化的氣相色譜儀直接部署在井口、處理廠或集輸站等現(xiàn)場。
- 通過旁路或樣品處理系統(tǒng)連續(xù)或間歇性地從工藝流程中取出樣品進(jìn)行分析。
- 通常配置相對簡化（如FID測烴類總含量，或簡單分離C1-C5），但能滿足關(guān)鍵組分的快速監(jiān)測需求。也有復(fù)雜配置的在線色譜可進(jìn)行較詳細(xì)分析。
- 優(yōu)點： 實時/近實時監(jiān)控，快速反饋，減少采樣誤差。
- 缺點： 通常分析項目不如實驗室全面，精度可能略低，維護(hù)要求高。
- 專用方法：
- 硫化氫(H?S)檢測： 除GC-FPD/SCD外，常用化學(xué)滴定法（如醋酸鉛法、碘量法，ASTM D2725, D4084）或醋酸鉛紙帶法（ASTM D4810）進(jìn)行專門測定，尤其適用于高
CMA認(rèn)證
檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實驗室認(rèn)可證書
證書編號：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
掃一掃，更多精彩
