輕烴泛指低碳數(shù)烴類物質(zhì)，是油氣的重要組成部分。以往，眾多學(xué)者開展了巖石輕烴分析、地化樣品輕烴損失恢復(fù)、巖心解吸氣測(cè)定等研究，并取得重要成果?；谳p烴沸點(diǎn)低的特性，含油氣巖心輕烴逸散既有普遍性，又有差異性。這種差異性既是影響頁巖層系含油氣性準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的重要因素，又是其非均質(zhì)性的重要表現(xiàn)形式之一，因而，刻畫巖心出筒后其軸向不同部位的輕烴逸散特征具有科學(xué)意義。無錫石油地質(zhì)研究所以專利(2013101681829)技術(shù)為核心，研究設(shè)計(jì)了巖心非破壞式、分段密封裝置，建立了輕烴采集測(cè)定方法，研發(fā)了“巖心分段密封及輕烴采集測(cè)定系統(tǒng)(1.0)”。該系統(tǒng)主要由巖心分段式密封單元(圖1)、輕烴采集單元、以及輕烴(甲烷)測(cè)定單元組成。

巖心分段式密封單元的主體為密封圓筒，圓筒上設(shè)置有取樣口，圓筒內(nèi)設(shè)置有密封圈、密封圈槽。密封圈安置于密封圈槽內(nèi)，密封圈內(nèi)側(cè)具有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，外側(cè)設(shè)置有充氣嘴，與充氣裝置連接可以為密封圈充氣，密封圈內(nèi)側(cè)的內(nèi)凹部分則會(huì)膨脹，并與巖心柱面貼合，在密封圈之間形成密閉空間，用于存儲(chǔ)巖心逸散的輕烴，供采集和測(cè)定。采集單元主要用于巖心分段密封單元密閉空間中輕烴的采集，由采樣泵和氣體采樣袋組成，采樣泵的進(jìn)氣孔與密封圓筒的取樣口通過管線連接，采樣泵的出氣孔與采樣袋的氣孔連接，即可實(shí)現(xiàn)輕烴的采集。

測(cè)定單元主要用于逸散輕烴量及其組分的測(cè)定,由甲烷檢測(cè)儀和氣相色譜儀完成。甲烷檢測(cè)儀的檢測(cè)范圍0～20%，其測(cè)定結(jié)果為密封圓筒中密閉空間混合氣體中甲烷的體積濃度；氣相色譜儀測(cè)定的是密封圓筒中密閉空間中混合氣體的組分，包括逸散輕烴以及空氣中的氣體組分。

系統(tǒng)功能：①巖心非破壞式可視化、可定位分段密封(密封狀態(tài)監(jiān)測(cè))；②巖心逸散輕烴分時(shí)段采樣；③巖心逸散甲烷量分時(shí)段測(cè)定；④巖心逸散輕烴組分測(cè)定。

主要技術(shù)參數(shù)：①巖心最小分段觀測(cè)單元長(zhǎng)度2 cm；②逸散甲烷測(cè)定范圍(體積濃度)0～20%，精度5%；③逸散甲烷量測(cè)試周期不大于10 min。

應(yīng)用情況及預(yù)期前景：該系統(tǒng)已初步應(yīng)用于中國(guó)石化中原油田分公司濮156井、文410井以及勘探分公司山頁1井的巖心逸散輕烴采集測(cè)試，為頁巖油氣評(píng)價(jià)研究提供了新技術(shù)。該系統(tǒng)能夠獲取巖心軸向不同部位的逸散輕烴量，有利于頁巖層系含油氣非均質(zhì)性評(píng)價(jià)及頁巖油可流動(dòng)性快速評(píng)價(jià)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

圖1 巖心分段式密封單元示意