腔增强气体拉曼光谱仪在气测录井中的应用

摘要

目前气测录井主要采用气相色谱分析,气相色谱需要氢气助燃,氢气和持续的火焰有一定危险性需要远离井口,从而导致气体探测时间延迟,拉曼光谱有望解决这一问题。针对气测录井现场高灵敏度、快速多组分气体检测的需求,研发了一套基于腔增强的气体拉曼光谱检测系统,该系统灵敏度高、体积小、安全方便、可实现烷烃、氢气和二氧化碳等多种气体同时探测。本文首先描述了系统的设计与参数,然后在实验室测试了该系统对于烷烃气体和非烃气体进行分析的工作性能,实验结果表明该气体拉曼光谱检测系统对甲烷、氢气和二氧化碳的探测线性度良好,检测限分别为30 ppm、201 ppm和495 ppm。之后将该系统于山东东营胜利油田进行了现场试验,并与气测录井的气相色谱仪分析结果进行对比,实验结果表明,拉曼光谱系统与气相色谱仪分析结果吻合度较高,相比气相色谱具有更高的时间分辨率,同时能够探测到气相色谱所不能探测的氢气等气体浓度变化趋势,满足气测录井现场高灵敏度、快速及多组分检测的需求。