海洋地球化学快速探测技术及其在天然气水合物勘查中的应用

【摘要】：随着我国经济快速发展带来的能源供需矛盾日益突出,使得具有巨大资源潜力的新型能源一天然气水合物的勘探受到普遍关注,因此国家科技部在“十五”海洋863计划中将天然气水合物开发勘探技术的研究作为了重大项目来支持。本论文工作就是在这种背景之下依托该研究项目,针对海洋天然气水合物地球化学现场勘探中急需的样品预处理技术和现场高精度、高灵敏度测试分析而进行研究的,论文本身就是该项目研究内容的一部分。 本论文主要研究内容为:针对海洋天然气水合物资源勘查对地球化学探测技术的迫切需要,而国内尚无方便配套的船载地球化学快速勘查探测技术手段的现状,进行了海洋天然气水合物资源的地球化学快速探测系统的研制和开发。 主要包括: 1、“便携式全烃制备仪”的研制。该仪器用于现场采集的海底沉积物、水样品的预处理,可以同时或顺序从样品中脱出游离、热释、和酸解等烃类气体样品,为分析测试仪器输送待测气体。 2、以高精度高灵敏度传感器为技术核心的“气态烃传感器测试仪”的研发,该仪器可以同时测定多种气态烃参数的微迹含量,测量精度可达到10~(-11)量级。 3、完成南中国海西沙海域和琼东南海域两个试验区的天然气水合物资源调查任务。 该系统技术特点是:仪器携带方便,操作简易,稳定性好,可适应恶劣海况;多种地球化学指标和参数的现场测量分析以及数据的处理、解释评价工作。 通过两次出海试验证明系统能够现场实时快速的脱解出海底沉积物、水样品中的多种烃类气体并高精度高灵敏度的测量出其中气态烃类组分的微迹含量,完成现场快速发现与天然气水合物资源有关的地球化学异常并进行初步解释评价的地质任务。 该技术填补了我国海域船载地球化学快速探测技术的空白,补充完善了我国海洋天然气水合物资源的综合勘探技术系列,整体技术研发具有原创性,软硬件结合和功能流程化的特点。 【关键词】：天然气水合物 地球化学探测技术 沉积物样品 烃类气体制备技术
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P714.6;P744.4
【目录】：

• 1 引言10-14
• 1.1 开展天然气水合物研究的重要意义10-11
• 1.2 天然气水合物的勘查技术11-12
• 1.3 论文主要研究内容12-14
• 2 地球化学勘探中烃类气体的分类及提取制备技术研究14-20
• 2.1 烃类气体的分类14-15
• 2.2 烃类气体的提取制备技术15-20
• 2.2.1 国内外油气化探传统的烃类气体提取制备技术15-17
• 2.2.2 新型的烃类气体提取技术制备技术17-20
• 3 全烃制备仪的研制及开发20-45
• 3.1 全烃制备仪器的主要经济技术指标20-21
• 3.2 全烃制备仪器工作流程的设计与分析21-24
• 3.3 全烃制备仪的结构设计及关键部件研制24-30
• 3.3.1 仪器的整体结构与内部装置的设计24-27
• 3.3.2 仪器的关键部件的研制和改进27-30
• 3.3.2.1 电磁阀的设计和研制27-29
• 3.3.2.2 加温炉的改进29-30
• 3.4 系统主要硬件电路的设计分析30-37
• 3.4.1 设计仪器的人机交互操作界面30-32
• 3.4.2 系统中智能显示控制电路的应用设计分析32-35
• 3.4.3 单片机控制电磁阀的原理设计分析35-37
• 3.5 系统自动控制实现的软件程序设计37-45
• 3.5.1 系统自动控制的主程序流程图37-40
• 3.5.2 主程序中调用的主要函数的设计分析40-45
• 3.5.2.1 实现设置时间功能的函数40-41
• 3.5.2.2 实现自动与手动转换的函数41-43
• 3.5.2.3 实现两个系统转换的函数43-45
• 4 全烃制备仪实验方法设计研究45-51
• 4.1 海底沉积物酸解烃提取制备试验设计45-46
• 4.2 海洋底层水溶解烃提取制备试验设计46-47
• 4.3 试验测试结果验证47-51
• 5 高灵敏度气态烃传感器测试仪的研制与开发51-60
• 5.1 高灵敏度气态烃传感器的原理和装置的组构51-53
• 5.2 传感器分析样品处理方法的设计研究53-54
• 5.3 传感器分析样品试验产生的问题及解决方案54-56
• 5.4 传感器分析数据计算方法56-57
• 5.5 传感器分析试验数据验证57-60
• 6 海上试验测试成果60-70
• 6.1 海上现场测试工作流程60-61
• 6.2 南中国海西沙海域测试结果61-64
• 6.3 南中国海琼东南海域测试结果64-70
• 7 结论及认识70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 附录(全烃制备仪自动控制程序)74-87
• 个人简历87

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