拉曼光谱助力页岩气快速分析 这项国标6月1日实施

　　随着国民经济发展和区域经济转型升级，清洁能源的需求不断扩大，天然气尤其是页岩气需求量呈井喷式扩展。根据 《页岩气发展规划(2016-2020 年)》：2020 年力争实现页岩气产量 300 亿立方米， 2030 年实现页岩气产量 800-1000 亿立方米。 根据2018BP数据统计，中国页岩气总储量在全球排名第一，达到了31.6 万亿立方米。

　　大力发展页岩气产业的同时，通过制定标准法规来确保行业的有序发展十分有必要，而激光拉曼光谱法作为气相色谱法后新兴的组成分析方法，具有分析速度快的技术优势，能满足页岩气勘探开发过程中的气质快速分析需求。其中，2021年6月1日正式实施的国家标准 《GB/T 39540-2020页岩气组分快速分析 激光拉曼光谱法》将给页岩气的快速检分析提供更为方便的检测方法。本标准的起草单位包括：中国石油天然气股份有限公司西南油气田公司天然气研究院、陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院、北京中首世佳科技有限责任公司国家石油天然气产品质量监督检验中心、中石化胜利油田勘探开发研究院、中石化勘探开发研究院中海油湛江分公司。

　　拉曼光谱是一种散射光谱， 根据待测分子的特征频谱和光谱强度进行定性定量分析， 前期研究已经证明该技术可用于天然气的组分分析，目前具有代表性的技术及仪器为基于专利 US patent 4784486的 Atmosphere Recovery Inc. (ARI)公司分析仪和基于我国发明专利 ZL201410584402.0 的分析仪，其中 ARI 的 RLGA 系列激光拉曼气体分析仪已市场化， 并形成了一定的规模， 广泛应用于冶金、 石化、 化工、 天然气、 能源、航空航天等工业生产过程和环境监测等领域， 在美国麦迪逊市的 Sunnyside Biogas Digester(恩光沼气池) 用于沼气组成分析， 在 Emerald Park(翡翠公园) 的天然气管网上安装了一台激光拉曼分析仪用于在线天然气组成分析， 在中石油西南油气田分公司、 陕西延长石油(集团) 有限责任公司以及中国石化中原油田普光分公司得到了应用。

　　作为一项新兴气体分析技术，激光拉曼光谱法可分析组分包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、 异丁烷、氮气、二氧化碳、硫化氢、氢气， 测量浓度范围 10×10 ^-6~100%。 无需将这些组分分离，在 10 秒内可实现快速分析，大大提高了分析速度， 可即时获取气质数据， 在页岩气录井、岩心评价、测井、集输和处理加工过程中气质评价及装置建设中具有关键指导作用。

　　《GB/T 39540-2020页岩气组分快速分析 激光拉曼光谱法》是在 SY/T 7433《天然气的组成分析 激光拉曼光谱法》 的基础上制定的，就分析方法而言， 测定页岩气和测定天然气时没有差别， 然而由于当样品中组分复杂时， 长链烃类组分的拉曼峰复杂， 与其它组分存在谱峰部分重叠， 干扰测定。 因此在测定天然气样品时需要选择和实际天然气样品相近的校准标气才能最大程度减小系统误差。尽管不测定丁烷及更重组分， 但是为了准确测定天然气中其它组分， 仍然需要选择含有丁烷的标气。 而在分析页岩气时， 由于页岩气中通常不含丁烷及更重组分，测定时不需要考虑选择含有丁烷的标气，测定校准方法更简单， 因此激光拉曼光谱法更适合页岩气分析。

　　附件：页岩气组分快速分析 激光拉曼光谱法.pdf