Mud Logging – Rapid Analyses of Well Gases with an Agilent Micro GC

Význam tématu

Mud logging představuje klíčovou součást průzkumu ropy a zemního plynu, kdy se v reálném čase analyzují plyny rozpuštěné v vrtacích kapalinách. Rychlá a přesná detekce jednotlivých uhlovodíků a stálých plynů poskytuje důležité informace o litologii a usnadňuje rozhodování o dalším průběhu vrtání.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo demonstrovat využití přenosného mikrochromatografu Agilent 490 Micro GC ke zkrácení doby analýzy plynů v mud logging vzorcích z desítek minut na jednotky desítek sekund. Studie popisuje nastavení přístroje, proces odběru a předúpravy plynných vzorků a vyhodnocení separace klíčových látek.

Použitá instrumentace

• Přístroj: Agilent 490 Micro GC
• Dva kanály se sloupci PoraPLOT Q: 10 m (kanál 1) a 4 m (kanál 2)
• Nastavení kanálů:
    • Kanál 1: teplota 60 °C, tlak nosného plynu (He) 240 kPa, backflush pro odstranění C3–C5
    • Kanál 2: teplota 150 °C, tlak nosného plynu (He) 120 kPa
• Detektor: mikro­těžko­vodíkový detektor (µTCD)
• Předvýroba vzorku: sběr plynů z vrtací kapaliny pomocí semipermeabilních membrán nebo vakuové extrakce

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza na kanálu 1 oddělila metan, etan a oxid uhličitý od složeného vzduchového píku během přibližně 30 s díky izotermnímu provozu a backflushu. Kanál 2 s vyšší teplotou dosáhl separace propanu, n-/i-butanu a n-/i-pentanu do 35 s. Chromatogramy prokázaly ostré píky, dostatečné rozlišení a opakovatelnost. Nízká spotřeba nosného plynu a energie spolu s malým formátem umožňuje snadnou integraci do mobilních laboratoří a provoz v prostoru s omezenými zdroji.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy na ~30 s oproti tradičním GC metodám (~10 min)
• Reálné časové monitorování složení vrtacích plynů
• Minimalizace spotřeby plynných činidel (bez potřeby H2 či spalovacího vzduchu)
• Kompatibilita s automatizovaným softwarem pro generování litologických zpráv
• Přenosnost a možnost montáže do 19" raku či explozivzdorného pouzdra

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace a integrace s digitálními platformami pro online přenos dat do řídicích systémů. Vývoj senzorů a detektorů s vyšší citlivostí umožní rozšíření analyzovaných sloučenin a snížení limitů stanovení. Kombinace micro GC s umělou inteligencí a strojovým učením může automatizovat interpretaci lithologických dat a optimalizovat proces vrtání.

Závěr

Agilent 490 Micro GC prokázal schopnost rychlé a spolehlivé analýzy plynů v mud logging aplikacích. Díky dvoukanálové konfiguraci, izotermnímu provozu a backflushu nabízí vynikající rozlišení klíčových uhlovodíků během zlomku tradiční doby měření. Nízké provozní náklady a kompaktní rozměry zajišťují snadné nasazení přímo u vrtu, což významně zefektivňuje proces průzkumu a interpretace geologických dat.

Reference

1. van Loon R. Mud Logging – Rapid Analyses of Well Gases with an Agilent Micro GC. Agilent Technologies, Inc., Application Note 5991-2699EN, 2015.