專利名稱：利用氣相色譜儀分析分離的汽相和液相的組成的制作方法
利用氣相色譜儀分析分離的汽相和液相的組成
本申請要求2005年10月6日提交美國臨時申請No. 60/724,185的權(quán)益，該 申請的公開文本全文結(jié)合于此作為參考。
背景技術(shù)：
本公開文本涉及分析加壓測試樣品，所述樣品包括碳氫化合物和儲油器流 體例如含氣(充氣)原油。
經(jīng)常有些情形希望能測定含有液相和汽相兩者的流體的組成。例如，在原 油和氣體產(chǎn)品中，為了分配目的而分析含氣原油，諸如測定氣和油的比例、流 體損耗和組成分析。這些流體一般在高壓和高溫下生產(chǎn)。但在大氣壓割牛下， 這些流體的氣相或汽相部分釋放出來。 一般地，將分析液相和汽相兩者的設(shè)備 保持在生產(chǎn)現(xiàn)場是不可行的。遠離生產(chǎn)現(xiàn)場檢測含氣原油存在某些缺點。因此， 必須消除或減少這些缺點。
發(fā)明概要
一般說來，此處所述的 包括分析含有液相和汽相兩者的物質(zhì)(包括含碳 氫化合物和儲油器流體例如含氣原油的樣品)的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明一方面包括一種物質(zhì)的分析方法。在該方法中，將組合物分離成氣 相和液相。氣相的組成用氣相色譜儀測定。至少一部分液相沉積于容器中。至 少一部分液相從容器中收集到。該液相的頂部空間蒸汽的組成也用氣相色譜儀 測定。
本發(fā)明另一方面包括一種分析組合物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括適合將組合物分 離成汽相和液相的相分離器。氣相色譜，合接收至少一部分汽相并完i^相 的組分分析。容器適合與連接到氣相色譜儀的入口，以用于從容器中抽取至少 一部分頂部空間蒸汽并注入氣相色譜儀。氣相色譜適合接收至一少部分頂部空 間蒸汽并完成頂部空間蒸汽的組成分析。
本發(fā)明另一方面包括一種分析含氣原油的方法。在該方法中，含氣原油樣品自生產(chǎn)現(xiàn)場收集。組合物的汽相用駐留于生產(chǎn)現(xiàn)場的氣相色譜儀分析。組合 物的液相用氣相色譜儀分析。
本發(fā)明的一個或多個實施例的詳細情況將在附圖和下面的陳述中闡述。本 發(fā)明的其他特點、目的和優(yōu)點將在陳述和附圖以及權(quán)禾腰求中表述清楚。


圖1為根據(jù)此處，的概念構(gòu)造的示例性分析系統(tǒng)的示意圖。 圖2為根據(jù)此處，的 利用氣相色譜皿行頂部空間分析的示例性分 析系統(tǒng)的示意圖。
圖3為根據(jù)此處魏的船的示例性方法的流程圖。 不同附圖中相同的附圖^H己J^相同的部件。
詳細說明
先參考附圖l，該圖表示出示例性分析系統(tǒng)10。示例性分析系統(tǒng)10用于接 收物質(zhì)的流體樣品例如含氣原油，并完成所有或部分流體樣品的組成分析。示 例性分析系統(tǒng)10也肯調(diào)于測定流體樣品的一個或多個汽相的量、液相的量，或 固相的量。要注意的是，雖然含氣原油在整個說明書中指的是多個狀態(tài)，但此 處所述的概念可適用于分析其他物質(zhì)。而且，該物質(zhì)不必是流體或完全是流體。
示例性分析系統(tǒng)10包括樣品容器12，樣品容器12用于接收流體樣品，隨 后將流倂羊品釋放至孫統(tǒng)10的存留室內(nèi)。在某些實例中，樣品容器12可l系 統(tǒng)10上取走并進fi^輸，以收*^荒##品。例如，樣品容器12可由操作者自 系統(tǒng)10上取下而放置于準備收集樣品處，收集完樣品后，樣品容器12返回系 統(tǒng)10。這樣減少了在多個容器間(例如在樣品收集位置和中間樣品容器之間以及 從中間樣品容器到樣品容器12之間)傳遞流,品的必要。在其他的實施例中， 在旨操作中，樣品容器12可保持與系統(tǒng)10的存留室連接，例如31il中間樣 品容器，并且將樣品收集和沉積于樣品容器12中。
圖1中的示例性樣品容器12內(nèi)部限定出H^腔14，其密封性地容納有活塞 16?；钊?6將長腔14分成兩個不同的室，即驅(qū)動流體室18和樣品室20。樣品 室20用于接M過閥(此處指的是辨品閥22")的流體樣品。接收到流體樣品 后，樣品閥22可關(guān)閉，以將流體樣品保留在樣品室20內(nèi)。在某些實施例中，樣品容器12被設(shè)置成當作一比重計來操作。所以，樣品
室20的最大容量在壓力和t鵬下精確校準。此外，樣品容器12的"干，，重也精 確得知。因此，流體樣品的體積可通過調(diào)整樣品室20的最大容量而測定，最大 容量根據(jù)其內(nèi)的流,品的壓力和^jg來校準。流體樣品的重量可通過稱量包 含有流將品的樣品容器12，瓶去樣品容器12的干重而得到。流條品的密 度可艦將湖時尋的錢除以所測得的體積而獲得。
在某些實施例中，樣品容器12的大小可選擇為適于操作者操縱。較小的容 器更容易由操作者操縱和攜帶。在一個例子中，樣品容器12具有在10MPa和 2(TC下校準的10cc的內(nèi)部容積，并由316不^l岡構(gòu)成。為了方便樣品容器12 從系統(tǒng)10上移取和返回，樣品容器12的出口可與快速釋放聯(lián)接器30連接在一 起，使得樣品容器12易于在系統(tǒng)10的存留室上安裝和移取。在某些實施例中， 低死體積配件申細在系統(tǒng)10的一個或多個位置，例如與樣品容器12的連接點。
正如上面所提到的，樣品容器12包括有活塞16，活塞16將長腔14隔成兩 個不同的室，即驅(qū)動流體室18和樣品室20。樣品容器12可進一步包括閥(此 處稱作"驅(qū)動閥24")以提供與驅(qū)動流體室18之間的連接。當驅(qū)動閥24打開， 樣品室20內(nèi)接收的流體樣品驅(qū)動長腔14中的活塞16以擴大樣品室20而減小 驅(qū)動流體室18。驅(qū)動流體可通過驅(qū)動閥24導入以加壓于驅(qū)動流體室18上。驅(qū) 動流體室18上的壓力M31活塞16施加壓力于樣品室20的流體樣品上。當樣品 閥22打開時，樣品室20的壓力下降。驅(qū)動流體室18上的壓力驅(qū)動活塞16，從 而縮小樣品室20，并將流^t羊品驅(qū)出樣品室12。在一對列子中，如那些流^t羊 品為加壓下的含氣原油的例子中，當樣品閥22打開而樣品室20內(nèi)的壓力下降 時，流1裙品^it兩相(即汽相和液相)。然后，流解品中較重的液相圍繞樣 品室20的底部沉積，流體樣品中的m目上升到樣品室20的頂部。活塞16的運 動確保流##品的汽相和液相兩者都被推入系統(tǒng)10的存留室。
驅(qū)動流體可來自多種不同源頭。在示例系統(tǒng)10中，驅(qū)動流體為儲存于金屬 罐26中的加壓氣體。金屬罐26的出口可根據(jù)所要求的尺寸制作，或者為金屬 罐26的出口提供一節(jié)流器(圖1示出了一計量閥，此處稱作"金屬罐閥28")， 以計量來自金屬罐26的流量。在某些實施例中，金屬罐26為標準的12克C02 藥包，如那些用于032粉末槍中的。標準的12克C02藥包能施加約1200psig 驅(qū)動壓力于驅(qū)動流體室18上。雖然上面魏了^(頓驅(qū)動流體來抽空樣品室20，但流,品也可采用其他 方式來抽空樣品室20。例如，機械或電動-機械系統(tǒng)諸如電動機和齒輪系或螺桿 驅(qū)動器可用來移動活塞16。
樣品容器12的出口與節(jié)流器32例如計量閥聯(lián)通，這樣就使得從樣品容器 12中釋放出來的流,品瞬間成液相中的汽相。雖然圖1中示出的是作為分離 計量閥，但是節(jié)流器32也可是系統(tǒng)中的其他節(jié)流器。例如，在一^j列子中，節(jié) 流器32可以是與樣品容器12或系統(tǒng)10中的其他可變或固定出口連接的閥22。
液相收集于液體收集器34中，m目繼續(xù)i!3i系統(tǒng)10。在某些實施例中，液 體收難34 ^il^賴卩元件35 7轉(zhuǎn)卩，以便于和/或iSS液相在液體收，34 中的冷凝。在圖l所示的例子中，、/賴卩元件35包括珀耳帖(peltier)效應^S，該 錢設(shè)置成易攜式(例如用鋁保持器)并和液體收鶴34傳導性傳遞熱量。在 其他實施例中，^iP元件35可以是不同的，例如，冷卻元件35可^ffl電7轉(zhuǎn)口 器、化學冷卻器或設(shè)置有一種或多種熱傳遞模式的其他裝置。在一些例子中， 冷卻元件35可通il^j變控制器37來控制，以使液體收集器34中的內(nèi)容物保持
在基本不變的溫度下。
在某些實施例中，液體收集器34包括刻度36，刻度36能從視覺上測得收 集于液體收難34中的體積量。液體收麟34的"干"重，在液相接收之前， 可準確測得。然后液相的重1M:湖懂液體收,34接收液相后的重量 去 液體收集器34的干重而獲得。液相的密度M手持式密度計測得。收集于液相 收 34內(nèi)的液相的體積可參比亥l渡36來獲得，或魏過將液體收麟34內(nèi)
的液相重量除以由手持式密度計測得的密度而獲得。
在流體樣品包括含氣原油的例子中，體積收縮(shrink)可通過比較容納于液 體收集器34中液相體積和根據(jù)壓力和溫度調(diào)整的樣品容器12中的流體樣品的 最大容量而獲得。
在某些實施例中，液體收集器34為可從系統(tǒng)10上移走的離心管，并且無 需將流體轉(zhuǎn)移至另一容器，可直接地插入到離心裝置(未示出)中。在流, 品包括含氣原油的例子中，液相可包括油、水和附連固體。離心液相而使油、 水和固體分離，以便諸如能利用刻度36從視覺上測量油、水和固體的體積。液 體收集器34中的液相體積和重量，由于離心禾，過程中回收的水和沉積物而得 到校正，而無需取用另外的流體樣品。汽相與用于測量收集到的汽相的量的氣#^! 1十38連接。氣糊懂計38、 液體收集器34和節(jié)流器32容納在同一外殼46中。在某些實施例中，氣{^!糧 計38是一種漂浮活塞氣，!1量計，其具有密封性接納活塞42的刻度柱40。在 一些例子中，活塞42可另夕卜地或選擇性地與從柱40延伸出的刻度桿(例如柱 塞柄)連接在一起。亥'渡柱40內(nèi) 目的接收推動活塞42，并且汽相的^f只會縱 柱40 (或桿上，如果有的話)上的刻度44上目視獲知。在接收m目之前，柱 40可M閥45吹洗，以確保準確測定。
氣體測量計38內(nèi)汽相的溫度和壓力可監(jiān)測到，因此用氣體測量計38測定 的體積能校正到標準剩牛。在某些實施例中，溫度傳，39，例如數(shù)字^J^計， 可用來測量氣#^則量計38內(nèi)的溫度。此外，在一些例子中，氣體測量計38內(nèi) 的蒸n^M可調(diào)節(jié)。在圖1的構(gòu)造中，氣術(shù)則量計38ilil來自冷卻元件35 (此 處為珀耳帖效應裝置)的熱量輸出來加熱，以M^氣^iMi十38內(nèi)的冷凝形成。 其他實施例可應用分離的加熱元件，例如電加熱元件、珀耳帖效應裝置、化學 加熱器，他裝置，來加熱氣，IJ量計38，在一些例子中，加熱元件可由溫度 控制器37或其他 鵬控制離制，以便使氣4柳、懂計38的內(nèi)容物保持基杯 變的溫度。而且，^i共一絕緣擋板41，以使系統(tǒng)10的一部分與系統(tǒng)10的存留 室基本上熱量隔離。在某些實例中，液體收，34、節(jié)流器32和相關(guān)導管都與 氣體測量計38熱隔離，從而減少了從冷卻元件35 (或分離的加熱元件，如果有
的話)至樣品液相的熱量輸出的傳遞。
氣^^則量計38可包含內(nèi)部混合器。在一個例子中，內(nèi)部混合器是磁混合器。 內(nèi)部磁混合器可在每個蒸汽收集循環(huán)過程中或結(jié)束時運作，以確保含氣體測量 計的蒸汽能很好地混合，并形成均勻的混合物。
外殼46可包括一個或多個光源，以方便系統(tǒng)10的操作。例如，光,照 亮液體收麟34和減氣體測量計38，以有助于觀察各自的流體水平。
流體樣品的汽相被傳送至愾相色譜儀50。在某些實施例中，導管48延伸于 氣體測量計38的出口和氣相色譜儀50之間。因此，m目直J對專送到氣相色譜 儀50。當汽相被傳送到氣相色譜儀50時，導管48可被加熱以M^和/或?qū)⒗淠?的形成降至最低。提供一個泵52以將氣，'j量計38中的蒸汽抽入氣相色譜儀 50。在某些實施例中，^j共的泵52內(nèi)置于或作為氣相色譜儀50的一個組成元 件。但是，在其他例子中，提供的泵52外置于氣相色譜儀50。操作泵52以將一部分nffi抽入氣相色譜儀50，操作氣相色譜儀以完,目的氣相色譜分析， 并輸出表示汽相組成成分的 。在一個例子中，氣相色譜儀50是瓦里安(Varian, Inc)公司制造的微型氣相色譜儀。微型氣相色譜儀是設(shè)計成易于運輸?shù)男⌒蜌庀?色譜儀，其包括一個能作為泵52操作的內(nèi)置泵。
在某些實施例中，氣相色譜儀50能與計算裝置54連接，如個人電腦、手 提電腦，他計算裝置，以顯示、分析和操作來自氣相色譜儀50或系統(tǒng)10其 他組件的輸出數(shù)據(jù)。在某些實施例中，計算裝置54與網(wǎng)絡(luò)56連接，使得遠程 計算裝置58與計算裝置54連接，并且在一對列子中，可遠f幾作氣相色譜儀 50。在某些實施例中，計算體54使得遠程^i滅為可能，能l系至孫統(tǒng)10 的操作者以提供操作系統(tǒng)10的操作指導。
在某些實施例中，液相的組成由氣相色譜儀50分析。 一般地，沒有另外使 用分析分離柱，氣相色譜儀只能分析蒸汽或氣體樣品。但是，通iiig用頂空技 術(shù)，氣相色譜儀能用來分析液相的組成。 一般說來，在頂空技術(shù)中， 一部分液 相在樣品瓶的頂部空間汽化，來自樣品麵部空間的蒸汽用氣相色譜儀50分析。
除了能使用氣相色譜儀分析液相和汽相兩者的組成外，頂空技術(shù)還消除了溫度
禾ii 和反沖洗洗脫的必要，或者消除了更高沸點組件的Kz:。
運用氣相色譜儀50完成頂空技術(shù)的示例性系統(tǒng)60在圖2中表示出來。示 例性頂空系統(tǒng)60包括用于連接氣相色譜儀50的適配體62。在圖2的示例性實 施例中，適配體62基本上容納于氣相色譜儀50的外殼64之內(nèi)。適配體62的 螺柱68延伸il31外殼64，并螺旋接收螺帽70。螺帽70抓緊外殼64 適配 體62的肩部66，從而將適配體62固定在外殼64上。在其他實施例中，適配體 62設(shè)置/t^用不同的方式與氣相色譜儀50連接，或存在于遠離氣相色譜儀50 的位置。
適配體62限定了一內(nèi)腔72，尺寸制成會^容納樣品瓶74。樣品瓶74包括基 本上會娃寸閉其開口端的隔膜76。在某些實施例中，隔膜由硅制成。當適配體62 接納有樣品瓶74時，主體62就支撐位于腔72內(nèi)的取樣針78，以刺入隔膜76 并使取樣針78從樣品瓶74內(nèi)抽取蒸汽。在某些實施例中，取樣針78的定頓 合從取樣瓶74的中心區(qū)域抽樣。主體62還包括一個或多個由控制器82操控的 加熱組件80。加熱組件78加熱適配體62，然后依次加熱取樣瓶74及其內(nèi)容物。
操作中，液相樣品放置于取樣瓶74內(nèi)。在某些實施例中，液相，例如油，會用作取樣瓶74內(nèi)部的薄膜84。在一個例子中，液相的S^J為5ul，取樣瓶約 25cc。運行加熱組件78以加熱樣品，并使得一部分樣品蒸發(fā)(即在取樣瓶74 的頂部空間形麟汽)。控制器82控制加熱組件80以獲取期望的熱量來汽化液 相。
取樣針78與泵52連接。經(jīng)過一段時間的樣品平衡(在一個例子中大約為5 併中)，運行泵52以抽取頂部空間的蒸汽樣品i4A氣相色譜儀50的分析部分。
因此，可操作氣相色譜儀5o來測定頂部空間蒸汽的組成，ra部空間蒸汽的組
成代表液相的組成。在某些實施例中，觀i」定可通過熱傳導來完成。所得到的峰 面積通過外標定量法轉(zhuǎn)換成重量百分比。在某些實施例中，戰(zhàn)的頂空技術(shù)也 能，或替代性地，完成固相分析。例如，頂空技術(shù)能完艦積在取樣瓶74內(nèi)的 固##品的分析。
液相樣品的組成也能按以下方法進行分析。分析一小部分液體樣品的平均 力3量。例如，禾傭苯凝固點、蹄卞形勺0々液蹄品以觀1淀好量。然后使分 子量在數(shù)學上結(jié)合從上述頂空技術(shù)獲得的重量百分組成，從而產(chǎn)生摩爾百分比 的組成分析。最高到異皿的每個單獨成分的單個摩爾百分比都利用這種方法 報告得到。應用各個系列的正常烷屬烴作為準成分隔開，己烷到十五烷被分組 成單獨的準成分。由物質(zhì)和摩爾平衡計算式計算出十六烷的摩爾百分比和上述 值的同時，所得到的準成分以如上所述的相同的形式被轉(zhuǎn)換成重量百分比。所 得至啲組成分析由此可以報告用重量百分比、體積百分比和摩爾百分比的形式 表示的液相組成。
然后禾傭標準實踐可以使液體樣品的組成與氣體樣品的鄉(xiāng)賊結(jié)合，從而產(chǎn) 生"活動流體，組成?；顒恿黧w組成可用^i十^t幾模型模擬，以測定流體相行為， 并由此得到流體歸屬(ownership)或分布情況。上述的一個或多^H十算可由計^a 例如計算裝置54完成。計算裝置54可結(jié)合專用軟件皿用軟件例如表格處理 軟件，來幫助完成計算和/或記錄及存儲所得到的數(shù)據(jù)。
應用示例性系統(tǒng)10分析含氣原油的示例性方法參考圖3描述。在該示例性 方法中，見操作步驟110，流體樣品接收于樣品容器內(nèi)例如樣品容器U內(nèi)。樣 品容器在接收樣品前能先排空。在應用樣品容器12的實例中，M施加壓力于 驅(qū)動流體室18上，活塞16移動以減小樣品室20的體積。在一些實例中，樣品 容器從系統(tǒng)存留室上脫開，^f專i!S^樣位置。在收難品前，樣品源被凈化，在一些實例中至少凈化100mJ，以減少樣品中可能產(chǎn)生的污染。然后流體樣品收
集在樣品容器的樣品室內(nèi)，并使樣品室的壓力穩(wěn)定。如果樣品容器被這樣設(shè)置， 那么樣品容器(并且在一些實例中同時用兩個或多個樣品容器)可以很方便地 攜帶和供操作者操縱。
在操作步驟112，樣品容器中的流體樣品體積被測定。如果樣品容器的樣品
室的最大體積能在校正壓力和 鵬下精確得到，另I3么樣品的體積就可以艦外
推樣品室20的體積到樣品的壓力和溫度而測得。樣品的重量可通過將在樣品室 內(nèi)包含有流體樣品的樣品容器進行稱重并減去樣品容器的千重而得到。
在操作步驟114，流體樣品被分離成液相和汽相。在一些實例中，通過使流 ,品瞬間 :節(jié)流器而將流##品分離 相和汽相。在一應用樣品容器12 的例子中，樣品容器12可返回到系統(tǒng)10，壓力施加到驅(qū)動流體室18上。當流 體樣品離開容器時，樣品上壓力可保持著，由于樣品室20的體積減小，樣品流 體完全從樣品容器中排空。在一些實例中，液相和汽相能以約10cc/秒的速度通 過節(jié)流器釋放。
在操作步驟116，流體樣品的液相被收集。在一些實例中，液相可收集于液 體收集器中，液相收集器也是一離心管。
在操作步驟118，液相被離心，以使油、水和固體分離。如果液相被收集于 離心管中，那么液體收集器就可直接傳送到離心機上完成離心操作。如果液相 沒有被收集于離心管中，那么被收集的液相的內(nèi)容物在離心操作之前可傳遞至 離心管內(nèi)。
在操作步驟120，液相的體積得到測定，例如如通過閱讀離心管或收集管上 的刻度而得到。通過從離心管或收集管的總體積中減去水和固體的體積，就水 和固體而言來校正液相的體積。離心管或收集管中的液相的重量可通過稱量液 相樣品的離心管或收集管的重量，并減去離心管或收集管的干重而得到。在一 些實例中，樣品容器的內(nèi)部和系統(tǒng)的其他組件可用干凈的抹布擦干凈，干凈的 抹布使用前后重量的差異加到從離心管或收集管上測定的液相重量中，以使測 得的液相的總重量更為準確。
在操作步驟122，測定流體的體積損收縮。通過比較容納于液體收集器34 內(nèi)的液相體積和樣品容器12內(nèi)的流體樣品根據(jù)壓力和溫度調(diào)整的最大體積而測 得體積收縮。在操作步驟124，觀l」定nffi的^科只。在一個實例中，汽相與氣^p」量計38 連接，氣^^則量計38對收集到的汽相進行量的測定。
在操作步驟126，領(lǐng)啶汽相的組成。在一個實例中，汽相與氣相色譜儀連接， 氣相色譜儀運用色譜法測定汽相的組成。
在操作步驟128，領(lǐng)啶液相的組成。在一個實例中，液相的會MJS用頂空技 標,淀汽相的組成的相同氣相色譜纟妹測得。
在操作步驟l30，禾擁液相纟賊中的汽相組成，測定活動流俠live fluid)的 組成。
雖然上述操作是以特定的順序來，的，但也可以不同的" 來實施。此 外， 一個或多個步驟可省略，或者添加附加步驟。
雖然利用氣相色譜i^分析汽相和液相兩者的組成對于此處表述的概念不 是必要的，但是這樣能取消用來分析樣品液相的附加設(shè)備。在許多情況下，分 析液相所需的附加設(shè)備是大體積的，不能保持在小型實驗室內(nèi)。設(shè)備也不易運 輸。因此，分析樣品液相所必要的設(shè)備，以及分析樣品所需要的設(shè)備存留室， 都保持在世界各地的集中檢測站內(nèi)。樣品要從取樣點運輸幾十或上百英里到達 集中檢測站。
例如，雖然近海平臺一般維持有小實驗室，但平臺上的空間無法容納分析 液相所需的設(shè)備。因此，近海平臺上采集的樣品一般被錢到岸上的檢測室。 相似地，在遙遠的內(nèi)陸取樣點例如鄉(xiāng)村區(qū)域維持大體積的分析設(shè)備是不實用的。 根據(jù)近海平臺或鄉(xiāng)村陸地的取樣點的位置，樣品要運輸幾十或上百英里到達檢 測站。這種運輸導致從取樣時間到完成分析時間要滯后數(shù)個小時。這禾中時間上 的滯后阻礙了頻繁的檢測，妨礙了重新檢測。運 龢曾加了樣品暴露和/或污染的 可能性，將在旅途中和時間上的額外花費帶進了分析成本。如果一份樣品在收 集、運輸過程中或在其他過程中被污染或被坫污，那么直到樣品錢數(shù)英里到 達集中檢測站才被發(fā)現(xiàn)。緊接著就應采集另一份樣品運送到集中檢測站，或者 放棄分析。
與此相反，#^蟲的氣相色譜儀，尤其是設(shè)計成便攜式的氣相色譜儀，小型、 易于運輸且能維持在小實驗室內(nèi)。因此，分析系統(tǒng)10能存在維持在取樣點或取 樣點附近。例如，分析系統(tǒng)能存在于近海平臺100。在取樣點維持分析設(shè)備使得 頻繁檢測成為可能，并消除了時間延遲和運輸樣品所帶來的花費。如果在取樣點維持旨分析設(shè)備不可行，那么分析設(shè)備可被運送到取樣點。如果樣品在收
集、運輸或其^3i程中被污染，附近擁有分析設(shè)劄吏得t魏重新檢觀喊為可能。
在一些實例中，整個系統(tǒng)可裝在兩個能手提的箱子中，無需諸如起重機或叉式 自動裝卸車之類的裝置。
雖然對于此處表述的概念不是必要的，但是該系統(tǒng)可以是持續(xù)或近似持續(xù) 的系統(tǒng)，從操作單個量的樣品到分析成分或其他特性，很少或者不需在容器之 間傳送樣品。不持續(xù)或不近似持續(xù)的系統(tǒng)可以是一系列不同的檢測，要求每次 分析操作分離量的樣品，并在容器間多次轉(zhuǎn)遞。每次樣品的分離量和分析操作 本質(zhì)上要求大量的原始樣品以完成中間樣品定量。而且，會有一些樣品損失， 因為殘留物留在樣品傳遞的不同容器內(nèi)。
與此相反，在如上所述的系統(tǒng)中，收集于樣品容器中的樣品M:分析系統(tǒng)
持續(xù)連接的僅為一次傳遞到頂空并S的傳遞。如果是這樣設(shè)置，其他的傳遞是不 需要的。例如，收集要分析的樣品于樣品容器內(nèi)也起排空樣品入系統(tǒng)的作用， 比重計消除了多次傳遞，如在中間樣品容器和樣品容器之間，和在樣品容器和 比重計之間傳遞。在另一實例中，收集液相于離心管中消除了在收集管和離心 客之間的傳遞。仍在另一實例中，釋放的氣相從液本收集器中采取，并直接與 氣相色譜儀連接，不需使用傳遞容器或瓶。通過操作樣品單一量來分析組成和 其他特性，系統(tǒng)本質(zhì)上所使用樣品的量更為保守。同樣，位于取樣點或附近的 系統(tǒng)中，很少或不必收集另外的樣品來完成重檢測任務，因為另外的樣品收集 很快并很容易。因此，收集小量的樣品，使得較小的樣品容器的4頓成為可能， 較小的樣品容器易于在取樣點和系統(tǒng)余存室之間的皿。另夕卜較小的樣品容器 的使用有助于減小尺寸和易于系統(tǒng)的運輸。同樣，因為樣品容器中的整個樣品 要用于分析，泵也就不需要抽取小量的樣品用于一系列的分離檢測。
本發(fā)明表述了多個實施例。盡管如此，應意識到，進行多處修改不脫離本 發(fā)明的精神和范圍。因此，其他實施例也在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種分析物質(zhì)的方法，包括將所述物質(zhì)分離成汽相和液相；用氣相色譜儀測定汽相的組成；將至少一部分液相沉積于容器內(nèi)；收集來自容器的頂部空間蒸汽；以及用氣相色譜儀測定頂部空間蒸汽的組成。
2、 如權(quán)禾腰求l戶誠的方法，其特征在于，進一步包括加熱容器內(nèi)的液相 以產(chǎn)生汽相。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，收集來自容器的頂部空間汽相 的步驟包括將氣相色譜儀的入口密閉性地連接到容器上，并將頂部空間蒸汽 抽入氣相色譜儀。
4、 如權(quán)禾腰求3戶;m的方法，其特征在于，將頂部空間蒸汽抽入氣相色譜儀的步驟包括運行與氣相色譜儀相連的抽吸泵。
5、 如權(quán)利要求i戶，的方法，其特征在于，進一步包括將戶;M物質(zhì)樣品收集于比重計中，其中將組合物分離皿相和液相的步驟是針對收集于比重計中 的組合 作的。
6、 如權(quán)利要求5戶脫的方法，其特征在于，戶腿方法進一步包括 用比重計觀啶該樣品的體積；測定分離的液相的4特只；禾口 領(lǐng)i淀作為樣品^f只和液相體積的函數(shù)的體積收縮。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將組合物分離員相和液相的 步驟包括瞬時蒸發(fā)組合物并收集液相于離心瓶中。
8、 如權(quán)利要求7戶脫的方法，其特征在于，戶脫組合物包括含氣原油，所 述方法進一步包括在離心瓶內(nèi)離心液相以分離液相中的油、7K和沉積物，并測 定油的體積。
9、 如權(quán)利要求i戶M的方法，其特征在于，戶;M汽相直接從節(jié)流器傳遞到氣相色譜儀，所述節(jié)流器促使相分離。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用氣相色譜儀測定頂部空間蒸汽的纟皿是在近海平臺，行操作的。
11、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括，分離汽相和液相后，加熱汽相以M^、其冷凝，并7轉(zhuǎn)卩液相以鵬其冷凝。
12、 一種分析組合物的系統(tǒng)，包括 用于將組合物分離鵬相和液相的相分離器；用于接收至少一部分汽相并完成氣相的組成分析的氣相色譜儀； 用于接收至少一部分液相并將頂部空間蒸氣容納在其內(nèi)的容器； 與氣相色譜儀連接的入口 ，用于將至少一部分頂部空間蒸氣從容器抽入氣相色譜儀，氣相色譜儀用于接收至少一部分頂部空間蒸氣并完成頂部空間蒸氣組成分析。
13、如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括用來加熱容器內(nèi) 的液相產(chǎn)生頂部空間蒸氣的加熱器。
14、 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括與氣相色譜儀連 接的泵，用于將至少一部分頂部空間蒸氣抽入氣相色譜儀。
15、 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，相分離器31il壓力差來分離組合物。
16、 如權(quán)利要求12戶脫的系統(tǒng)，^#征在于，進一步包括用于組合物源和 系統(tǒng)存留器之間傳遞組合物樣品的樣品容器，所述樣品容器當作比重計操作。
17、 如權(quán)利要求12戶腿的系統(tǒng)，^m正在于，進一步包括與相分離器以流 體聯(lián)通的離心管，所述離心管用于收集液相。
18、 如權(quán)利要求17戶艦的系統(tǒng)，^m正在預一步包括7轉(zhuǎn)卩器，當運作離心管以收集液相時，冷卻器用于冷卻離心管。
19、 如權(quán)利要求12戶腿的系統(tǒng)，其特征在于，戶腿系統(tǒng)存留于近海平臺上。
20、 一種分析含氣原油的方法，包括 從生產(chǎn)5見場收集含氣原油樣品；用留存于生產(chǎn)5見場的氣相色譜儀分f^且合物的汽相；以及 用氣相色譜儀分析組合物的液相。
21、 如權(quán)禾腰求20戶誠的方法，其特征在于，生產(chǎn)5見場題海平臺。
22、 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，用氣相色譜儀分析組合物的 液相的步驟包括采用頂空蒸汽技術(shù)。
全文摘要
一種含氣原油組合物的分析方法，包括將該組合物分離成汽相和液相。汽相的組成用氣相色譜儀(50)測定。至少一部分液相沉積于容器(12)中，從容器(12)中收集頂部空間的汽相。頂部空間的汽相組成用氣相色譜儀(50)測定。
文檔編號G01N1/22GK101305278SQ200680037081
公開日2008年11月12日 申請日期2006年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者W·A·克里爾 申請人:Sgs瑞士通用公證行股份有限公司