激光拉曼光谱技术及其在石化领域的应用

简单介绍了拉曼光谱的产生及其基本原理,介绍了几种激光拉曼光谱新技术,重点综述了激光拉曼光谱技术在国内外石化领域的应用情况,包括分析聚合物种类、测定聚合物密度等物性指标,分析油品辛烷值和十六烷值,测定气体中甲烷等烃类以及表征催化剂形态等,并在此基础上提出了今后激光拉曼光谱技术的发展方向。     

激光式可燃气体探测器在天然气站场的应用

激光式可燃气体探测器基于光谱吸收原理,利用可燃气体对特定波长的探测激光的吸收效应,判断目标区域内是否发生了可燃气体泄漏,并通过计算探测激光被吸收的强弱,分析、判断目标区域内可燃气体的泄漏量,解决了管道阀门、法兰等部位长期存在的微泄漏无法量化监测的难题。超前预警、可视化监测功能,满足了长输管线天然气泄漏监测的要求。     

激光拉曼光谱气测原理与应用前景

拉曼光谱技术是研究分子结构的方法之一,在物质的定性、定量鉴定等方面有着明显的优势,应用十分广泛。气测录井是对钻井液所含气体成分进行分析,受此启发,国内外仪器制造公司联合进行技术攻关,将激光拉曼光谱技术移植于录井气体检测领域,研制出激光拉曼光谱(色散型)气测仪,该仪器由激光光源、外光路、样品池、色散系统、信号处理及输出系统5部分构成,采用烃类气体、硫化氢、氢气、二氧化碳等试验气体,对分析仪器的基线漂移、最小检测气体体积分数、测量误差、重复性、分离度、分析周期等指标进行了测试与评价。通过川西油田天然气井、空气钻井等多口井的录井试验证实,激光拉曼光谱气测仪在油气发现、稳定性、准确性等方面效果显著,展现出激光拉曼气测技术良好的应用前景。     

显微激光拉曼光谱仪的地质应用

显微激光拉曼光谱仪作为一种新型的微区分析仪器,其高精度、方便、快捷、无损的特点,为地学研究中新技术、新方法的应用提供了最先进的手段。通过研究不同物质拉曼光谱的变化特征,可以帮助确定流体包裹体中流体的成分和盐度,同时利用激光诱导荧光还可以获得显微组分的荧光变化特性。因此,激光拉曼光谱分析可以为流体性质、沉积环境及成藏期次研究提供重要依据。      

乙烯裂解气组成在线分析方法的研究及应用进展

综述了乙烯裂解气经典分析方法(气相色谱法和质谱法)和新兴分析方法(激光拉曼光谱法)的基本原理,重点介绍了它们在裂解气组成在线分析中的最新研究和应用进展,包括气相色谱和激光拉曼光谱硬件新技术,并展望了在线检测技术在乙烯裂解气分析领域的研究方向.与在线气相色谱仪、工业在线质谱仪相比,激光拉曼光谱气体分析技术在速度、精确度等...     

激光拉曼光谱气体分析的研究

通过改进及优化激光拉曼光谱仪的相关性能,得到了较稳定的激光拉曼光谱基线;考察了环境温度、积分时间和测试压力等因素对激光拉曼光谱响应信号的影响,并对实验条件进行了优化;采用激光拉曼光谱仪对乙烯装置裂解气中的6种基础气体H2,CH4,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8的含量进行了测定。实验结果表明,优化的实验条件为环境温度23.5℃、积分时间25 s、测试压力0.5 MPa;在优化的实验条件下,激光拉曼光谱法的分析结果与气相色谱法的分析结果大致相当,且两种方法的重复性实验的相对标准偏差均小于2%,表明激光拉曼光谱法具有较好的重复性。相对于气相色谱法,激光拉曼光谱气体分析法有利于加快分析数据的反馈速度,并降低分析成本。     

激光技术在录井工程中的应用进展及展望

为实现在录井现场对岩性和油气快速、自动识别以及对孔隙快速分析成像,引入了激光技术。从激光技术在实现岩性、油气检测和孔隙成像中的关键因素着手,对激光器选择、发射波长选取、拉曼效应放大和重组分拉曼光谱分离等方面进行了适应性技术研究,形成了激光诱导击穿光谱岩性识别技术、激光扫描共聚焦储集性能评价技术和拉曼激光油气实时评价技术。应用表明,利用激光技术检测岩性平均符合率达88.0%,孔隙度分析最大误差7.9%,气体组分检测分辨率达百万分之一,与同类录井技术相比具有分析快速、数据准确和操作简便等优点。研究认为,通过激光技术在录井现场的适应性研究,增强了录井工程在岩性和油气快速识别、孔隙结构分析等方面的能力,为智能录井提供了一种新的技术手段。      

光谱检测识别岩性技术对比及发展方向

石油快速钻井技术的推广与应用在提高机械钻速的同时,也缩短了钻遇地层岩屑样品捞取时间,同时岩屑样品粒径变小,给岩屑录井带来难以准确识别钻遇地层岩性的不利影响。针对录井工程面临的技术难题,录井技术人员研究出一系列光谱检测识别岩性技术。为进一步对比不同光谱岩性识别技术的优缺点,分别阐释了基于光谱检测技术的X射线元素录井技术、X射线衍射录井技术、激光识别岩性技术的原理及技术特点,对基于激光诱导击穿光谱的谱图识别岩性、元素组合关系识别岩性、砂岩-泥岩-碳酸盐岩三角图板识别岩性、Ca/Mg比值数据识别碳酸盐岩等多项技术进行了重点分析,并给出了录井施工应用实例,描述了现有技术存在的技术缺陷,探讨了成分检测在今后岩性识别中的发展方向。     

显微荧光光谱参数及其应用

显微荧光光谱技术具有微区原位测试优势,可弥补生物标志化合物方法难以进行微区测试的不足,已应用于原油物理性质、成熟度、烃源岩、油源对比和成藏期次划分等方面.但是,通常使用的λmax、Imax、Q650/500和Qf535等光谱参数尚无明确的地球化学意义,且受到生物降解、层析作用等影响,应用局限性较大.为了优化显微荧光光谱技术,改进其在石油地质研究中的应用效果,在分析显微荧光光谱参数的基础上明确了系统建立荧光光谱参数并揭示其地球化学意义的基本思路,指出了完善荧光光谱参数体系,在生物降解和层析作用下开展油气运移,通过综合测试分析解决荧光光谱法的多解性研究方向.     

碳酸盐岩储层微区地球化学分析技术的发展及应用

碳酸盐岩成岩过程和孔隙类型复杂,储层物性特征变化大,岩石结构组分、世代胶结物和交代物也比较复杂多样,因此对碳酸盐岩储层研究提出挑战。微区地球化学研究方法就是应碳酸盐岩储层研究需要而发展起来的一套综合研究方法,其也是今后碳酸盐岩储层研究的重要发展方向。其中微区元素分析和微区同位素分析是近年来在储层地球化学研究领域中的热点和焦点,微区元素分析技术已形成了从主量和次量组分到痕量和超痕量组分分析的一个完整技术体系,包括电子探针(EMPA)、扫描电镜(SEM)及核探针(SNM),同步X-射线探针(SRXRM)和二次离子探针质谱(SIMS)以及激光溶蚀等离子质谱仪(LA-ICP-MS)等;碳酸盐岩微区同位素分析技术主要介绍了激光显微取样C、O同位素分析技术、多接收激光等离子质谱分析技术(LA-MC-ICP-MS)和热电离子同位素比质谱分析技术(TIMS)。通过2个实例的剖析,说明了微区地球化学研究方法在碳酸盐岩储层研究中的重要意义,并指出微区多参数地球化学研究方法将是碳酸盐岩储层研究的重要发展趋势。     

鄂尔多斯盆地油气微渗漏高光谱信息提取研究

油气微渗漏遥感探测主要是建立在烃类微渗漏引起的地表地球化学异常的表征上,随着高光谱遥感技术的发展,高光谱遥感油气勘探近年来取得了很大的进展。以鄂尔多斯盆地为例,通过对Hyperion高光谱遥感数据处理与分析,提取了2个研究区油气蚀变的烃异常、黏土矿物异常、碳酸盐矿物异常和含铁矿物异常信息。结合地表波谱测试及化探数据,检验所提取遥感信息的可靠性,建立起了星-地信息之间的相关性。根据高光谱遥感综合异常,划分出了含油气远景区。高光谱遥感油气异常信息提取技术,为进一步的遥感定量研究和应用奠定了基础。     

高能激光对岩性的影响

在钻进中 ,利用激光产生的高温可以提高岩石的孔隙度、渗透率 ,并能降低岩石强度。高温产生微裂缝 ,使胶结物汽化 ,并使黏土脱水。激光相位变化同样影响岩石的渗透率、孔隙度及强度等特性。以上影响取决于激光高温的分布、梯度及矿物特征。     

天然气研究院与美国ARI公司开展技术交流

正近日,中国石油西南油气田公司天然气研究院(以下简称"天研院")与美国ARI公司(Atmosphere recovery Inc.)就激光拉曼气体分析技术进行了技术交流。交流会上,ARI公司总裁对其研发的激光拉曼气体分析仪技术原理、应用现状、未来发展远景作了专题介绍。双方就激光拉曼光谱气体分析技术现状和应用情况,特别是激光拉曼技术在天然气检测中的应用及相关技术问题进行了深入的探讨。     

熔滴过渡高速摄像技术在水下焊接试验中的应用

根据高压干法水下焊接特殊的环境要求,组建了一套熔滴过渡高速摄像系统。该系统采用激光背景光源,利用准直扩束光学系统对激光进行准直扩束,选用FASTCAM 1024 PCI高速摄像机,并设计了可实现X轴和Z轴二维精确调整的高速摄像技术工作台。用该系统在高压干法水下焊接工作舱内进行拍摄,获得了清晰的水下高压舱内焊接电弧形貌及熔滴过渡图像。     

本期导读

<正>本期刊登文章20篇,内容涉及录井产能评价方法、红外光谱录井、岩屑远程识别、录井实时数据APP等录井装备、工艺技术和油气解释评价等方面。其中利用录井全烃资料评价压裂产能方法研究、激光诱导击穿光谱自动识别岩石颜色实验分析、录井实时数据APP的设计及应用、四川盆地页岩气层多参数定量类比评价方法等文章都是具有创新性观点或在本刊首次发表的文章,具有较高的阅读及参考价值。     

显微——红外光谱在矿物鉴定方面的应用

显微—红外光谱测试技术(Micro-FTIR)主要用于微区样品分析鉴定.利用显微镜观察被测样品的微观形态并直接测试样品特定部位的化学结构,得到该微区物质的红外谱图.通过实验建立了显微——红外光谱矿物分析方法,并建立了标准矿物红外光谱检索谱图库.利用此方法对碳酸盐类矿物、钠长石和更长石、角闪石亚种矿物、重矿物等样品进行了分析鉴定:在松辽盆地深层首次发现含有稀土元素的氟碳钙铈矿物;建立了钾长石有序度判别方法并在松辽盆地深层展开应用,取得了很好的应用效果.     

聚合物微球粒径检测方法的研究

聚合物微球具有耐温抗盐性好,适宜的膨胀性等诸多优点,近年来得到了广泛关注,在油田深部调剖方面取得了较好效果。本文简述了利用激光粒度分布仪检测聚合物微球粒径中常见问题及原因,考察了洗涤过程中互溶剂类型、互溶剂加量、洗涤时间、静置时间等因素对结果的影响,确定了最佳洗涤方法,洗涤后检测的聚合物微球准确性高,重复性好。     

渤海湾盆地枣园油田古近系孔店组沸石矿物的岩浆热液成因

通过普通薄片、电子探针、包裹体测温、激光拉曼光谱、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等技术分析手段,对渤海湾盆地枣园油田Z56井古近系孔店组二段(简称孔二段)热液流体活动进行识别,并探讨岩浆热液流体与孔二段沸石矿物的成因联系.实验发现:①泥岩裂缝内可见焦沥青与绿泥石、重晶石、黄铜矿、黄铁矿、钠沸石、方沸石等热液特征矿物共生;...     

激光诱导分子氧与La2O3晶格氧反应生成过氧的Raman光谱研究

采用原位显微Raman光谱技术详细考察了气相氧分压、试样温度、激光功率(0.04～5mW)和波长(785,632.8,514.5,325 nm)等因素对La2O3上过氧物种激光诱导生成的影响.实验结果表明由激光诱导所产生的过氧物种的Raman谱带的强度及其增长速率与气相氧分压、激光波长和功率以及试样的温度等因素密切相关;除了785 nm的激光外,上述其它波长的激光均可诱导分子氧与La2O3的晶格氧反应并生成过氧物种.通过对La2O3表面过氧物种激光诱导生成过程的分析,认为激光诱导作用的本质是使基态的三态氧分子(3∑g-)跃迁到单态氧(1∑g+),单态氧再与La2O3表面的晶格氧反应生成过氧物种,激光波长的理论阈值为762.7 nm.     

激光拉曼天然气分析应用研究

目前,天然气组分分析通常采用气相色谱分析方法,但气相色谱仪运行时需要有多个色谱柱和分离分析步骤,较为复杂费时。激光拉曼光谱分析技术为一项通过测定物质的光散射信号来实现目标分析物的分析方法,具有实时、简便、快捷的技术优势,目前已广泛应用于固体及液体样品的分析。通过分析比对现有的天然气分析方法的技术特点,结合激光拉曼技术在气体分析方面的技术发展,提出了将激光拉曼光谱发展成为天然气组成快速分析的方案,并探讨了激光拉曼天然气分析应用情况,为激光拉曼天然气分析技术发展探路。在定性分析方面,不同于传统的通过拉曼位移识别谱峰,而是通过特定的天然气标准气体物质系列的激光拉曼光谱分析,可快速准确获取天然气中烃类组分的特征谱峰,从而进行天然气中各个组分的定性分析,然后用外标法定量,即采用天然气气体标准物质进行单点校准,可进行定量分析。采用激光拉曼光谱法测定了2个典型的天然气样品,分析结果表明激光拉曼光谱法和气相色谱法水平相当。