气体示踪剂纯化富集仪设计
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果， 达到井 问监测 的 目的。 我 国的水示 踪剂 技 术 基本 成 熟 ， 是 气 体 示 踪技 但
术 起 步 晚 － ， 关 研 究 有 一 些 报 道 ， 限 于 纯 品 分 ４ 相 】 仅
析 ［ 在实际应用 中气 体 示 踪 剂样 品 中含 有对 色谱 检 引，
测有 响应值 的物质 ， 检测示 踪剂 时影 响较大 ， 且不 在 而
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・
２Ｏ ・
石 油 仪 器 ＰＴ ０ Ｅ ＭＩＳＲ Ｍ Ｎ Ｓ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｔ Ｕ Ｅ Ｔ Ｎ
２０ ０８年 Ｏ ２月
Ｎ－ 个 ， ￣ Ｎ－个 ， － － ｉ － 阀间用 ２ｒ ｆ 相色谱专 用不锈 ｌ 气 ｆｌ ｒ
表 １ Ｔ 一１ 释 及 检 测 对 照 Ｑ 稀
响， ７ 从 ０年代 初开 始 对 化学 气 体 示 踪 剂 进行 研 究 ，０ ８
吸 附 一脱 附原理 ， 用 石 油 气 中的 有机 物 在高 温 催 利
化条件 下能 发生氧 化反应 ， 而示踪 剂不反应 的特点 ， 将
石油气 和氧 气在 五氧化 二 钒催 化下 加 热 ４ ０Ｃ 行 完 ０ ￣进 全氧化 。此 时含杂 元素 的碳氢 化合 物被氧化 为二氧化 碳和水 ， 而示 踪剂 不 反应 。 反应 产 生 的水 在冷 却 器 中
钢管连接 。气体示踪剂富集 纯化仪流程 图如 图 ２ 示。 所
２ 结 果分 析 ） （ ） 内研究 １室
直接进 样 量 １ｍ， 集 取 样 １０ｍ 。表 １中为折 富 ０１ｌ
合后数据 。浓度 单位 （ ／ ） 标 准 气体原 始浓 度 ， ．６ ＶＶ ， １ ０ Ｘ１ ～ ， 他浓度 为表 观稀 释浓度 。从 表 １可以看 出 ， ０ 其
摘
要 ： 用 高 温催 化 氧 化 纯 化 ， 附 剂吸 附 富集 的原 理 设 计 出 气体 示 踪 剂 色谱 检 测前 处 理 仪 器 。 通 过 高温 氧 化 减 采 吸
少 干扰 示 踪 剂检 测 因素 ， 通过 富 集提 高检 测 灵敏 度 。氧 化 催 化 荆 为 Ｖ Ｏ ， 化 温 度 ４ ０Ｃ。 解析 温 度 为 ４０Ｃ。通 过 仪 ２５氧 ０￣ ０￣ 器 处理 后 ， 测 下 限 可提 高 ２个数 量 级 ， 到 １ Ｉ ｖ ｖ ， 质 不影 响 检 测 精 度 ， 时 可在 线进 样 ， 检 达 ０ １（ ／ ） 杂 同 实现 连 续操 作 。 关 键 词 ：气 体 示踪 荆 ；纯化 富 集 ；分 析 检 测
同区块的组成不 同影 响也不 同 。前 期纯 化 富集 技 术 国 外有相关 的报道 － ］ 国 内无 可直 接 使 用 的检 测 配 套 ６ ，
图 １ 气体 示踪 剂 富 集 纯 化仪 的 工作 原 理 框 图
２ 气 体 示踪 剂 纯 化 富集 仪 组 成
主要 部件 ： 反应 加热 炉一 个 ， ． ｋ ， 放式 吸 附 ０５ Ｗ 开 脱 附炉一 个 ， ． Ｗ ， Ｏ ５ｋ 反应 器 １ ０ｍｍ×２ ０ｍ 长 ， ２ ｍ 吸
中 图法 分类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３１ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：１ ０ —１ ４ ２ ０ ） １ ０ ９ ０ ０ ４９ ３ （ ０ ８ ０ — １ ．２ ０
０ 引 言
示踪剂 是指随 流体流 动 ， 示该 流体 的存在 、 指 流动 方 向和流动速 度 的化 学剂 。井 间示踪 测试是 为 了跟踪 已注入 的流体 ， 向注 入井 中注 入 能够 与 已注 入 的 流体
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石 ２０ 年 ０８ 第２ ２卷 第 １ 期
油
仪
器
ＰＥＴＲＯＬ ＥＵＭ ＮＳ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
・
开发设计 ・
气 体 示 踪 剂纯 化 富集 仪 设 计
门长 峰‘ 郭 丽梅
（ ． 津工程师范学院 １天 天 津 ） （ ．天 津科 技 大 学 ２ 天津 ）
年代 中后期开始 现场应用 － 】 １ 。
通过对示 踪剂 产 出 曲线 进行 综 合 分析 ， 断 和确 判 定断层 的封 闭性 ， 地层 的连 通 性 入 流 体 ， 测 示 踪剂 在 井 内和 监 油层 中的动态 ， 准确 地 录取 资料 ， 通过 计算 分析 得 出结
附脱 附器 ８ｍ ｍ×１０ｍ 长 ， 密温控 仪二套 ， ６ ｍ 精 六通
仪器 。针对 这 一 问题 研 制 开 发 出适 合 气 体 示 踪 剂 氧 化 、 收、 析采集 分 析辅 助 仪 器 ， 高 检 测 的精 度 和 吸 解 提
准确性 。
第一 作 者 简 介 ：门长 峰 ， ，９ ２年 出 生 ， 士 生 导师 ， 津 工 程 师 范 学 院任 教 ， 男 １６ 硕 天 研究 方 向为 力 学 及 石 油 机 械加 工制 造 。邮 编 ：０ ２ ２ ３０ ２
１ 气 体 示 踪 剂 纯 化 富 集 仪 的 工 作原 理
气体示 踪剂 为高 温 稳定 物质 ， 质 为含 硫 等元 素 杂 的物质 ， 高温下 易 氧 化 分解 。气 体 示 踪剂 可 以在 吸 在
附剂上 吸 附富集 ， 温 完 全解 析 。仪 器 利 用脉 冲氧 化 高
一
相溶 、 且溶解 了示踪剂 的携 带流体 ， 然后 再用 流体 驱替 这个示 踪剂段 塞 ， 而标 记 己注人 流体 的运 动轨迹 ， 从 同 时在生 产井检 测示踪 剂 的 浓度 变 化 ， 定 示踪 剂 的产 确 出情况 。６ ０年代 放 射 性气 体 示 踪 剂 开 始 投 入 现 场 应 用 。考 虑到放射 性示踪 剂对人 身安 全和 生态环 境 的影
冷凝 ， 下 的二氧 化碳 、 踪 剂和杂 质气体 的混合物 通 剩 示 过吸 附器的 吸附床 ， 择 吸 附示 踪 剂 ， 附完 毕 ， 选 吸 迅速 升温至 ４ ０ ， 踪剂从 吸附 床 上脱 附 ， ０℃ 示 在载气 的吹 动 下进入 色谱仪 检测 。工作 原理 框 图如图 １ 所示 。
术 起 步 晚 － ， 关 研 究 有 一 些 报 道 ， 限 于 纯 品 分 ４ 相 】 仅
析 ［ 在实际应用 中气 体 示 踪 剂样 品 中含 有对 色谱 检 引，
测有 响应值 的物质 ， 检测示 踪剂 时影 响较大 ， 且不 在 而
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２Ｏ ・
石 油 仪 器 ＰＴ ０ Ｅ ＭＩＳＲ Ｍ Ｎ Ｓ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｔ Ｕ Ｅ Ｔ Ｎ
２０ ０８年 Ｏ ２月
Ｎ－ 个 ， ￣ Ｎ－个 ， － － ｉ － 阀间用 ２ｒ ｆ 相色谱专 用不锈 ｌ 气 ｆｌ ｒ
表 １ Ｔ 一１ 释 及 检 测 对 照 Ｑ 稀
响， ７ 从 ０年代 初开 始 对 化学 气 体 示 踪 剂 进行 研 究 ，０ ８
吸 附 一脱 附原理 ， 用 石 油 气 中的 有机 物 在高 温 催 利
化条件 下能 发生氧 化反应 ， 而示踪 剂不反应 的特点 ， 将
石油气 和氧 气在 五氧化 二 钒催 化下 加 热 ４ ０Ｃ 行 完 ０ ￣进 全氧化 。此 时含杂 元素 的碳氢 化合 物被氧化 为二氧化 碳和水 ， 而示 踪剂 不 反应 。 反应 产 生 的水 在冷 却 器 中
钢管连接 。气体示踪剂富集 纯化仪流程 图如 图 ２ 示。 所
２ 结 果分 析 ） （ ） 内研究 １室
直接进 样 量 １ｍ， 集 取 样 １０ｍ 。表 １中为折 富 ０１ｌ
合后数据 。浓度 单位 （ ／ ） 标 准 气体原 始浓 度 ， ．６ ＶＶ ， １ ０ Ｘ１ ～ ， 他浓度 为表 观稀 释浓度 。从 表 １可以看 出 ， ０ 其
摘
要 ： 用 高 温催 化 氧 化 纯 化 ， 附 剂吸 附 富集 的原 理 设 计 出 气体 示 踪 剂 色谱 检 测前 处 理 仪 器 。 通 过 高温 氧 化 减 采 吸
少 干扰 示 踪 剂检 测 因素 ， 通过 富 集提 高检 测 灵敏 度 。氧 化 催 化 荆 为 Ｖ Ｏ ， 化 温 度 ４ ０Ｃ。 解析 温 度 为 ４０Ｃ。通 过 仪 ２５氧 ０￣ ０￣ 器 处理 后 ， 测 下 限 可提 高 ２个数 量 级 ， 到 １ Ｉ ｖ ｖ ， 质 不影 响 检 测 精 度 ， 时 可在 线进 样 ， 检 达 ０ １（ ／ ） 杂 同 实现 连 续操 作 。 关 键 词 ：气 体 示踪 荆 ；纯化 富 集 ；分 析 检 测
同区块的组成不 同影 响也不 同 。前 期纯 化 富集 技 术 国 外有相关 的报道 － ］ 国 内无 可直 接 使 用 的检 测 配 套 ６ ，
图 １ 气体 示踪 剂 富 集 纯 化仪 的 工作 原 理 框 图
２ 气 体 示踪 剂 纯 化 富集 仪 组 成
主要 部件 ： 反应 加热 炉一 个 ， ． ｋ ， 放式 吸 附 ０５ Ｗ 开 脱 附炉一 个 ， ． Ｗ ， Ｏ ５ｋ 反应 器 １ ０ｍｍ×２ ０ｍ 长 ， ２ ｍ 吸
中 图法 分类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３１ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：１ ０ —１ ４ ２ ０ ） １ ０ ９ ０ ０ ４９ ３ （ ０ ８ ０ — １ ．２ ０
０ 引 言
示踪剂 是指随 流体流 动 ， 示该 流体 的存在 、 指 流动 方 向和流动速 度 的化 学剂 。井 间示踪 测试是 为 了跟踪 已注入 的流体 ， 向注 入井 中注 入 能够 与 已注 入 的 流体
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石 ２０ 年 ０８ 第２ ２卷 第 １ 期
油
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器
ＰＥＴＲＯＬ ＥＵＭ ＮＳ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
・
开发设计 ・
气 体 示 踪 剂纯 化 富集 仪 设 计
门长 峰‘ 郭 丽梅
（ ． 津工程师范学院 １天 天 津 ） （ ．天 津科 技 大 学 ２ 天津 ）
年代 中后期开始 现场应用 － 】 １ 。
通过对示 踪剂 产 出 曲线 进行 综 合 分析 ， 断 和确 判 定断层 的封 闭性 ， 地层 的连 通 性 入 流 体 ， 测 示 踪剂 在 井 内和 监 油层 中的动态 ， 准确 地 录取 资料 ， 通过 计算 分析 得 出结
附脱 附器 ８ｍ ｍ×１０ｍ 长 ， 密温控 仪二套 ， ６ ｍ 精 六通
仪器 。针对 这 一 问题 研 制 开 发 出适 合 气 体 示 踪 剂 氧 化 、 收、 析采集 分 析辅 助 仪 器 ， 高 检 测 的精 度 和 吸 解 提
准确性 。
第一 作 者 简 介 ：门长 峰 ， ，９ ２年 出 生 ， 士 生 导师 ， 津 工 程 师 范 学 院任 教 ， 男 １６ 硕 天 研究 方 向为 力 学 及 石 油 机 械加 工制 造 。邮 编 ：０ ２ ２ ３０ ２
１ 气 体 示 踪 剂 纯 化 富 集 仪 的 工 作原 理
气体示 踪剂 为高 温 稳定 物质 ， 质 为含 硫 等元 素 杂 的物质 ， 高温下 易 氧 化 分解 。气 体 示 踪剂 可 以在 吸 在
附剂上 吸 附富集 ， 温 完 全解 析 。仪 器 利 用脉 冲氧 化 高
一
相溶 、 且溶解 了示踪剂 的携 带流体 ， 然后 再用 流体 驱替 这个示 踪剂段 塞 ， 而标 记 己注人 流体 的运 动轨迹 ， 从 同 时在生 产井检 测示踪 剂 的 浓度 变 化 ， 定 示踪 剂 的产 确 出情况 。６ ０年代 放 射 性气 体 示 踪 剂 开 始 投 入 现 场 应 用 。考 虑到放射 性示踪 剂对人 身安 全和 生态环 境 的影
冷凝 ， 下 的二氧 化碳 、 踪 剂和杂 质气体 的混合物 通 剩 示 过吸 附器的 吸附床 ， 择 吸 附示 踪 剂 ， 附完 毕 ， 选 吸 迅速 升温至 ４ ０ ， 踪剂从 吸附 床 上脱 附 ， ０℃ 示 在载气 的吹 动 下进入 色谱仪 检测 。工作 原理 框 图如图 １ 所示 。
