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專利名稱：CO₂驅油區域土壤氣多組分累積釋放量的監測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于CO2驅油區域土壤氣多組分累積釋放量的監測方法及裝置，解決CO2驅油區域的土壤氣監測問題，制定封存CO2的有效方案，并監測CO2的封存效果O
背景技術：
在減排溫室氣體呼聲日益高漲的國際大形勢下，能夠同時實現經濟效益和環境效益雙贏的二氧化碳驅油封存技術(CO2-EOR)備受關注，CO2-EOR的安全性、在環保上是否具有持久性、可監控性和可操作性是推動該技術大規模發展的關鍵因素。為了評估CO2驅油封存的泄漏風險，開展環境監測工作按照空間結構主要分為地下的地震監測和水質模擬、地表的土壤氣監測、植被以及地面變形、近地面的大氣監測等。土壤氣中的部分CO2屬于深層CO2的匯集,又屬于大氣CO2的來源之一，同時影響地表植被的生長,土壤氣CO2排放特性包含的信息最豐富也最復雜，但無論從監測的成本和可實施性，還是從公眾認知、接受程度上土壤氣監測更具優勢。土壤氣CO2通量是判斷深層CO2泄露的指標之一，也是評價CO2封存量，CO2驅油封存的·清潔生產機制的重要參數，因此，對土壤氣通量長時間的準確測量頗為重要。目前監測土壤氣通量的方法很多，第一種測量土壤呼吸傳統的方法為堿吸收法，即一定時間間隔內通過堿液(NaOH或KOH)或堿石灰吸收標定一定面積土壤表面釋放出的CO2，屬靜態箱法。其優點是可長時間、多點測定土壤碳通量:缺點是不能進行短時間內連續測定，且諸如堿液用量、呼吸室插進土壤的深度、堿液吸收面積、堿液距地面高度以及呼吸室高度等因素均能影響其測量精度，測定結果變異性較大；第二種為靜態箱+氣體濃度法，利用密閉靜態箱收集土壤表面釋放出的氣體，通過氣相色譜技術分析測定氣體中的溫室氣體濃度，利用靜態箱內溫室氣體濃度隨時間的變化，計算出土壤溫室氣體排放速率的方法，屬靜態箱法。該法是目前國際上廣泛使用的、經濟可靠的通量測量法。其缺點是在生長旺季，由于大量CO2溢出而使箱內濃度升高，限制了土壤中CO2溢出。為了保證長時間測定，并且避免采樣箱內CO2濃度較高抑制土壤氣的溢出，開發了一種適用于CO2驅油封存區域土壤氣多組分累積排放量的監測方法。

發明內容
本發明的目的是提供一種CO2驅油區域土壤氣多組分累積釋放量的監測方法及裝置，克服上述已有技術存在的缺陷。本發明的技術方案是通過以下方式實現的:
本發明的方法是通過土壤氣替換飽和食鹽水或清水的方法，計算CO2驅油區域向外釋放的土壤氣量和通過氣體組分分析儀測出土壤氣的各組分含量；將采樣罩扣在CO2驅油區域土壤的表層，通過軟管將采樣罩的出氣口與帶有刻度的器皿進口連接起來和通過三通與氣體組分分析儀進口連接起來，氣體組分分析儀出口與采樣罩的進口連接起來，土壤氣先進器皿替換器皿內的飽和食鹽水或清水，飽和食鹽水或清水從插到器皿底的玻璃管和軟管流到另外一個敞口的器皿中，通過器皿上的飽和食鹽水或清水下降刻度計算土壤氣釋放的累計氣量，通過氣體分析儀測出土壤氣各組分含量，也可直接通過氣體組分分析儀在線測出土壤氣瞬間的釋放量和各組分的含量。本發明的CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測裝置包括采樣罩、止水夾、軟管、器皿、飽和食鹽水或清水、玻璃管和敞口器皿，其特征在于采樣罩出氣口通過軟管和止水夾與三通的水平端連接，三通的另一個水平端與器皿的進口連接，垂直端與氣體組分分析儀進口連接，氣體組分分析儀的出口與采樣罩的進口連接，器皿的出口通過插到器皿底的玻璃管與敞口器皿連接。采樣罩設為半圓弧形，頂部設有一個出氣接頭和一個進氣接頭，底圓周設為尖錐□。器皿設為帶有刻度的圓柱形，頂中部設有一個進氣接頭，進氣接頭的旁邊設有一個出液接頭，出液接頭 通過玻璃管插到器皿的底部。本發明與便攜式土壤氣CO2分析儀相比具有幾點優勢:1、成本低，且不受設備電源持續時間的限制。CO2驅油封存區域通常選擇在人煙稀少的地區，便攜式土壤氣CO2分析儀連續工作的時間通常為6-8h，而野外監測工作持續時間長，本發明將氣體采集與分析分離開，氣體采集裝置不需電源；2、實現了土壤氣多組分的分析。CO2驅油封存過程一旦CO2通過土壤釋放到地面，通常會攜帶其他的氣體，尤其是甲烷，因此監測甲烷的排放量有助于分析CO2的排放特性，判斷CO2的來源。本發明通過排飽和食鹽水的方法，可以收集除CO2以外的其他氣體，包括甲烷，小分子的烴類；3、實現了 CO2驅油封存過程全生命周期內的土壤氣多組分累積排放量。在CO2驅油封存項目中，對土壤氣CO2排放量通常的監測頻率為I次/月，而土壤氣CO2排放量受很多因素的干擾，如土壤含水率、溫度等，因此I次的監測數據是否能代表I個月的平均水平有待進一步的研究和證實，而本發明可以連續收集土壤氣的排放量，實現氣體長時間累積量的監測，更加準確的監測土壤中氣體的排放量。


圖1-本發明的結構示意 圖中1-采樣罩，2、3、6、7、8_止水夾，4-軟管，5-三通，9-玻璃管，10-器皿，11-飽和食鹽水或清水，12-敞口器皿。
具體實施例方式為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖通過具體實施方式
作詳細說明:
本發明是通過土壤氣替換飽和食鹽水或清水的方法，計算CO2驅油區域向外釋放土壤氣量和通過氣體組分分析儀測出土壤氣各組分含量；將采樣罩扣在CO2驅油區域土壤的表層，通過軟管將采樣罩的出氣口與帶有刻度的器皿進口連接起來和通過三通與氣體組分分析儀進口連接起來，氣體組分分析儀出口與采樣罩的進口連接起來，土壤氣先進器皿替換器皿內的飽和食鹽水或清水，飽和食鹽水或清水從插到器皿底的玻璃管和軟管流到另外一個敞口器皿中，通過器皿上的飽和食鹽水或清水下降刻度計算土壤氣釋放的累計氣量，通過氣體分析儀測出土壤氣各組分含量，也可直接通過氣體組分分析儀在線測出土壤氣瞬間的釋放量和各組分的含量。本發明的CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測裝置包括采樣罩1、止水夾、軟管4、器皿10、飽和食鹽水或清水11、玻璃管9和敞口器皿12，其特征在于采樣罩I出氣口通過軟管4和止水夾與三通5的水平端連接，三通5的另一個水平端與器皿10的進口連接，垂直端與氣體組分分析儀進口連接，氣體組分分析儀的出口與采樣罩的進口連接，器皿10的出口通過插到器皿底的玻璃管與敞口器皿12連接。

例1:土壤釋放累積量和各組分分析監測；
關閉止水夾3、6，打開止水夾2、7、8，采樣罩I收集的土壤氣進入器皿10，飽和食鹽水沿玻璃管9排入敞口器皿12 ;通過器皿10的刻度可以讀出氣體累積量，然后關閉止水夾2，氣體組分分析儀與止水夾6用軟管連接，打開止水夾6，氣體組分分析儀采集器皿10的氣體，敞口器皿12內的飽和食鹽水緩慢流入器皿10，為了避免液體流入分析儀，要及時關閉止水夾7。例2:在線瞬間土壤氣釋放量和各組分的監測:關閉止水夾7，止水夾2、3、和6打開，氣體組分分析儀進氣口用軟管連接止水夾6，出氣口用軟管連接止水夾3，可以對瞬間某段時間內土壤氣各組分的排放通量進行監測。
權利要求
1.CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測方法，是通過土壤氣替換飽和食鹽水或清水的方法，計算CO2驅油區域向外釋放的土壤氣量和通過氣體組分分析儀測出土壤氣的各組分含量；將采樣罩扣在CO2驅油區域土壤的表層，通過軟管將采樣罩的出氣口與帶有刻度的器皿進口連接起來和通過三通與氣體組分分析儀進口連接起來，氣體組分分析儀出口與采樣罩的進口連接起來，土壤氣先進器皿替換器皿內的飽和食鹽水或清水，飽和食鹽水或清水從插到器皿底的玻璃管和軟管流到另外一個敞口的器皿中，通過器皿上的飽和食鹽水或清水下降刻度計算土壤氣釋放的累計氣量，通過氣體分析儀測出土壤氣各組分含量，也可直接通過氣體組分分析儀在線測出土壤氣瞬間的釋放量和各組分的含量。
2.CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測裝置，包括采樣罩、止水夾、軟管、器皿、飽和食鹽水或清水、玻璃管和敞口器皿，其特征在于采樣罩出氣口通過軟管和止水夾與三通的水平端連 接，三通的另一個水平端與器皿的進口連接，垂直端與氣體組分分析儀進口連接，氣體組分分析儀的出口與采樣罩的進口連接，器皿的出口通過插到器皿底的玻璃管與敞口器皿連接。
3.根據權利要求2所述的CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測裝置，其特征在于:采樣罩設為半圓弧形，頂部設有一個出氣接頭和一個進氣接頭，底圓周設為尖錐口。
4.根據權利要求2所述的CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測裝置，其特征在于:器皿設為帶有刻度的圓柱形，頂中部設有一個進氣接頭，進氣接頭的旁邊設有一個出液接頭，出液接頭通過玻璃管插到器皿的底部。
全文摘要
CO2驅油區域土壤氣多組分累計釋放量的監測方法，是通過土壤氣替換飽和食鹽水或清水的方法，計算CO2驅油區域向外釋放的土壤氣量和通過氣體組分分析儀測出土壤氣的各組分含量；將采樣罩扣在CO2驅油區域土壤的表層，通過軟管將采樣罩的出氣口與帶有刻度的器皿進口連接起來和通過三通與氣體組分分析儀進口連接起來，氣體組分分析儀出口與采樣罩的進口連接起來，土壤氣先進器皿替換器皿內的飽和食鹽水或清水，通過玻璃管和軟管流到另外一個敞口的器皿中，通過器皿上的飽和食鹽水或清水下降刻度計算土壤氣釋放的累計氣量，通過氣體分析儀測出土壤氣各組分含量，也可直接通過氣體組分分析儀在線測出土壤氣瞬間的釋放量和各組分的含量。
文檔編號G01N33/24GK103235104SQ201310122818
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者張煜, 張媛媛, 張建, 李清方, 劉海麗, 賈鶴年, 陸胤君, 陸詩建, 尚明華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司, 山東賽瑞石油科技發展有限公司