中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验地质技术之岩心逸散轻烃采集测定技术

轻烃泛指低碳数烃类物质，是油气的重要组成部分。以往，众多学者开展了岩石轻烃分析、地化样品轻烃损失恢复、岩心解吸气测定等研究，并取得重要成果。基于轻烃沸点低的特性，含油气岩心轻烃逸散既有普遍性，又有差异性。这种差异性既是影响页岩层系含油气性准确评价的重要因素，又是其非均质性的重要表现形式之一，因而，刻画岩心出筒后其轴向不同部位的轻烃逸散特征具有科学意义。无锡石油地质研究所以专利(2013101681829)技术为核心，研究设计了岩心非破坏式、分段密封装置，建立了轻烃采集测定方法，研发了“岩心分段密封及轻烃采集测定系统(1.0)”。该系统主要由岩心分段式密封单元(图1)、轻烃采集单元、以及轻烃(甲烷)测定单元组成。

岩心分段式密封单元的主体为密封圆筒，圆筒上设置有取样口，圆筒内设置有密封圈、密封圈槽。密封圈安置于密封圈槽内，密封圈内侧具有内凹结构，外侧设置有充气嘴，与充气装置连接可以为密封圈充气，密封圈内侧的内凹部分则会膨胀，并与岩心柱面贴合，在密封圈之间形成密闭空间，用于存储岩心逸散的轻烃，供采集和测定。采集单元主要用于岩心分段密封单元密闭空间中轻烃的采集，由采样泵和气体采样袋组成，采样泵的进气孔与密封圆筒的取样口通过管线连接，采样泵的出气孔与采样袋的气孔连接，即可实现轻烃的采集。

测定单元主要用于逸散轻烃量及其组分的测定,由甲烷检测仪和气相色谱仪完成。甲烷检测仪的检测范围0～20%，其测定结果为密封圆筒中密闭空间混合气体中甲烷的体积浓度；气相色谱仪测定的是密封圆筒中密闭空间中混合气体的组分，包括逸散轻烃以及空气中的气体组分。

系统功能：①岩心非破坏式可视化、可定位分段密封(密封状态监测)；②岩心逸散轻烃分时段采样；③岩心逸散甲烷量分时段测定；④岩心逸散轻烃组分测定。

主要技术参数：①岩心最小分段观测单元长度2 cm；②逸散甲烷测定范围(体积浓度)0～20%，精度5%；③逸散甲烷量测试周期不大于10 min。

应用情况及预期前景：该系统已初步应用于中国石化中原油田分公司濮156井、文410井以及勘探分公司山页1井的岩心逸散轻烃采集测试，为页岩油气评价研究提供了新技术。该系统能够获取岩心轴向不同部位的逸散轻烃量，有利于页岩层系含油气非均质性评价及页岩油可流动性快速评价，具有良好的推广应用前景。

图1 岩心分段式密封单元示意