专利名称：CO₂驱油区域土壤气多组分累积释放量的监测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于CO2驱油区域土壤气多组分累积释放量的监测方法及装置，解决CO2驱油区域的土壤气监测问题，制定封存CO2的有效方案，并监测CO2的封存效果O
背景技术：
在减排温室气体呼声日益高涨的国际大形势下，能够同时实现经济效益和环境效益双赢的二氧化碳驱油封存技术(CO2-EOR)备受关注，CO2-EOR的安全性、在环保上是否具有持久性、可监控性和可操作性是推动该技术大规模发展的关键因素。为了评估CO2驱油封存的泄漏风险，开展环境监测工作按照空间结构主要分为地下的地震监测和水质模拟、地表的土壤气监测、植被以及地面变形、近地面的大气监测等。土壤气中的部分CO2属于深层CO2的汇集,又属于大气CO2的来源之一，同时影响地表植被的生长,土壤气CO2排放特性包含的信息最丰富也最复杂，但无论从监测的成本和可实施性，还是从公众认知、接受程度上土壤气监测更具优势。土壤气CO2通量是判断深层CO2泄露的指标之一，也是评价CO2封存量，CO2驱油封存的·清洁生产机制的重要参数，因此，对土壤气通量长时间的准确测量颇为重要。目前监测土壤气通量的方法很多，第一种测量土壤呼吸传统的方法为碱吸收法，即一定时间间隔内通过碱液(NaOH或KOH)或碱石灰吸收标定一定面积土壤表面释放出的CO2，属静态箱法。其优点是可长时间、多点测定土壤碳通量:缺点是不能进行短时间内连续测定，且诸如碱液用量、呼吸室插进土壤的深度、碱液吸收面积、碱液距地面高度以及呼吸室高度等因素均能影响其测量精度，测定结果变异性较大；第二种为静态箱+气体浓度法，利用密闭静态箱收集土壤表面释放出的气体，通过气相色谱技术分析测定气体中的温室气体浓度，利用静态箱内温室气体浓度随时间的变化，计算出土壤温室气体排放速率的方法，属静态箱法。该法是目前国际上广泛使用的、经济可靠的通量测量法。其缺点是在生长旺季，由于大量CO2溢出而使箱内浓度升高，限制了土壤中CO2溢出。为了保证长时间测定，并且避免采样箱内CO2浓度较高抑制土壤气的溢出，开发了一种适用于CO2驱油封存区域土壤气多组分累积排放量的监测方法。

发明内容
本发明的目的是提供一种CO2驱油区域土壤气多组分累积释放量的监测方法及装置，克服上述已有技术存在的缺陷。本发明的技术方案是通过以下方式实现的:
本发明的方法是通过土壤气替换饱和食盐水或清水的方法，计算CO2驱油区域向外释放的土壤气量和通过气体组分分析仪测出土壤气的各组分含量；将采样罩扣在CO2驱油区域土壤的表层，通过软管将采样罩的出气口与带有刻度的器皿进口连接起来和通过三通与气体组分分析仪进口连接起来，气体组分分析仪出口与采样罩的进口连接起来，土壤气先进器皿替换器皿内的饱和食盐水或清水，饱和食盐水或清水从插到器皿底的玻璃管和软管流到另外一个敞口的器皿中，通过器皿上的饱和食盐水或清水下降刻度计算土壤气释放的累计气量，通过气体分析仪测出土壤气各组分含量，也可直接通过气体组分分析仪在线测出土壤气瞬间的释放量和各组分的含量。本发明的CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测装置包括采样罩、止水夹、软管、器皿、饱和食盐水或清水、玻璃管和敞口器皿，其特征在于采样罩出气口通过软管和止水夹与三通的水平端连接，三通的另一个水平端与器皿的进口连接，垂直端与气体组分分析仪进口连接，气体组分分析仪的出口与采样罩的进口连接，器皿的出口通过插到器皿底的玻璃管与敞口器皿连接。采样罩设为半圆弧形，顶部设有一个出气接头和一个进气接头，底圆周设为尖锥□。器皿设为带有刻度的圆柱形，顶中部设有一个进气接头，进气接头的旁边设有一个出液接头，出液接头 通过玻璃管插到器皿的底部。本发明与便携式土壤气CO2分析仪相比具有几点优势:1、成本低，且不受设备电源持续时间的限制。CO2驱油封存区域通常选择在人烟稀少的地区，便携式土壤气CO2分析仪连续工作的时间通常为6-8h，而野外监测工作持续时间长，本发明将气体采集与分析分离开，气体采集装置不需电源；2、实现了土壤气多组分的分析。CO2驱油封存过程一旦CO2通过土壤释放到地面，通常会携带其他的气体，尤其是甲烷，因此监测甲烷的排放量有助于分析CO2的排放特性，判断CO2的来源。本发明通过排饱和食盐水的方法，可以收集除CO2以外的其他气体，包括甲烷，小分子的烃类；3、实现了 CO2驱油封存过程全生命周期内的土壤气多组分累积排放量。在CO2驱油封存项目中，对土壤气CO2排放量通常的监测频率为I次/月，而土壤气CO2排放量受很多因素的干扰，如土壤含水率、温度等，因此I次的监测数据是否能代表I个月的平均水平有待进一步的研究和证实，而本发明可以连续收集土壤气的排放量，实现气体长时间累积量的监测，更加准确的监测土壤中气体的排放量。


图1-本发明的结构示意 图中1-采样罩，2、3、6、7、8_止水夹，4-软管，5-三通，9-玻璃管，10-器皿，11-饱和食盐水或清水，12-敞口器皿。
具体实施例方式为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过具体实施方式
作详细说明:
本发明是通过土壤气替换饱和食盐水或清水的方法，计算CO2驱油区域向外释放土壤气量和通过气体组分分析仪测出土壤气各组分含量；将采样罩扣在CO2驱油区域土壤的表层，通过软管将采样罩的出气口与带有刻度的器皿进口连接起来和通过三通与气体组分分析仪进口连接起来，气体组分分析仪出口与采样罩的进口连接起来，土壤气先进器皿替换器皿内的饱和食盐水或清水，饱和食盐水或清水从插到器皿底的玻璃管和软管流到另外一个敞口器皿中，通过器皿上的饱和食盐水或清水下降刻度计算土壤气释放的累计气量，通过气体分析仪测出土壤气各组分含量，也可直接通过气体组分分析仪在线测出土壤气瞬间的释放量和各组分的含量。本发明的CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测装置包括采样罩1、止水夹、软管4、器皿10、饱和食盐水或清水11、玻璃管9和敞口器皿12，其特征在于采样罩I出气口通过软管4和止水夹与三通5的水平端连接，三通5的另一个水平端与器皿10的进口连接，垂直端与气体组分分析仪进口连接，气体组分分析仪的出口与采样罩的进口连接，器皿10的出口通过插到器皿底的玻璃管与敞口器皿12连接。

例1:土壤释放累积量和各组分分析监测；
关闭止水夹3、6，打开止水夹2、7、8，采样罩I收集的土壤气进入器皿10，饱和食盐水沿玻璃管9排入敞口器皿12 ;通过器皿10的刻度可以读出气体累积量，然后关闭止水夹2，气体组分分析仪与止水夹6用软管连接，打开止水夹6，气体组分分析仪采集器皿10的气体，敞口器皿12内的饱和食盐水缓慢流入器皿10，为了避免液体流入分析仪，要及时关闭止水夹7。例2:在线瞬间土壤气释放量和各组分的监测:关闭止水夹7，止水夹2、3、和6打开，气体组分分析仪进气口用软管连接止水夹6，出气口用软管连接止水夹3，可以对瞬间某段时间内土壤气各组分的排放通量进行监测。
权利要求
1.CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测方法，是通过土壤气替换饱和食盐水或清水的方法，计算CO2驱油区域向外释放的土壤气量和通过气体组分分析仪测出土壤气的各组分含量；将采样罩扣在CO2驱油区域土壤的表层，通过软管将采样罩的出气口与带有刻度的器皿进口连接起来和通过三通与气体组分分析仪进口连接起来，气体组分分析仪出口与采样罩的进口连接起来，土壤气先进器皿替换器皿内的饱和食盐水或清水，饱和食盐水或清水从插到器皿底的玻璃管和软管流到另外一个敞口的器皿中，通过器皿上的饱和食盐水或清水下降刻度计算土壤气释放的累计气量，通过气体分析仪测出土壤气各组分含量，也可直接通过气体组分分析仪在线测出土壤气瞬间的释放量和各组分的含量。
2.CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测装置，包括采样罩、止水夹、软管、器皿、饱和食盐水或清水、玻璃管和敞口器皿，其特征在于采样罩出气口通过软管和止水夹与三通的水平端连 接，三通的另一个水平端与器皿的进口连接，垂直端与气体组分分析仪进口连接，气体组分分析仪的出口与采样罩的进口连接，器皿的出口通过插到器皿底的玻璃管与敞口器皿连接。
3.根据权利要求2所述的CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测装置，其特征在于:采样罩设为半圆弧形，顶部设有一个出气接头和一个进气接头，底圆周设为尖锥口。
4.根据权利要求2所述的CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测装置，其特征在于:器皿设为带有刻度的圆柱形，顶中部设有一个进气接头，进气接头的旁边设有一个出液接头，出液接头通过玻璃管插到器皿的底部。
全文摘要
CO2驱油区域土壤气多组分累计释放量的监测方法，是通过土壤气替换饱和食盐水或清水的方法，计算CO2驱油区域向外释放的土壤气量和通过气体组分分析仪测出土壤气的各组分含量；将采样罩扣在CO2驱油区域土壤的表层，通过软管将采样罩的出气口与带有刻度的器皿进口连接起来和通过三通与气体组分分析仪进口连接起来，气体组分分析仪出口与采样罩的进口连接起来，土壤气先进器皿替换器皿内的饱和食盐水或清水，通过玻璃管和软管流到另外一个敞口的器皿中，通过器皿上的饱和食盐水或清水下降刻度计算土壤气释放的累计气量，通过气体分析仪测出土壤气各组分含量，也可直接通过气体组分分析仪在线测出土壤气瞬间的释放量和各组分的含量。
文档编号G01N33/24GK103235104SQ201310122818
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者张煜, 张媛媛, 张建, 李清方, 刘海丽, 贾鹤年, 陆胤君, 陆诗建, 尚明华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司, 山东赛瑞石油科技发展有限公司