获取二氧化碳包裹体密度和捕获压力的方法及相关应用与流程
本发明涉及地质流体学，特别涉及一种获取二氧化碳包裹体密度和捕获压力的方法及相关应用。
背景技术：
1、获取流体包裹体捕获温度、捕获压力、总组分、总密度的信息可以用于研究深部地质作用与油气成藏的关系过程。目前包裹体的定量通常采用的是拉曼光谱法进行定量并获取温度-压力-密度-组分等信息，但由于拉曼光谱属于发射光谱，此方法存在的问题缺陷是由于拉曼定量参数与仪器参数(例如激光频率)和仪器环境都有极大关系，不同实验室之间由于拉曼参数和湿度、温度等环境的不同，拟合建立的拉曼定量模型之间存在误差，不具有普适性，因此利用拉曼定量模型进行参数求解的结果也存在较大误差。
2、傅里叶变换红外光谱(ft-ir)属于分子振动光谱，是一种吸收光谱，与拉曼光谱相同的是都具有原位无损、快速检测、高分辨率的特征，可应用于石油地质研究中。傅里叶变换红外定量基本理论是朗伯比尔定律：a＝εcl，a是测量物质的傅立叶变换红外光谱吸光度，ε为摩尔吸光系数，代表物质的性质，c代表测量物质的浓度，l是路径长度。由于定量公式中吸光度仅与物质浓度和路径长度有关，与仪器本身的参数和所处环境不存在影响关系，因此傅里叶红外光谱作为一种吸收光谱，所建立的定量模型可以适用于所有的实验室分析，免除了由于不同实验室导致的误差。二氧化碳包裹体属于流体包裹体中的一种，深部地质作用产生的大量无机二氧化碳常常参与到沉积盆地流体演化过程中，完整的再现二氧化碳包裹体的捕获压力等捕获状态信息，为油气勘探的研究提供直接证据和地质解释；而精确的获取二氧化碳气包裹体密度，通过热力学模型可以计算得到完整的此类包裹体的捕获压力信息。
技术实现思路
1、本技术的发明人发现，由于不同种类的包裹体的不同特性，因此不同种类的包裹体所建立的，用于求解该包裹体相关参数的红外定量模型的表达式也不同，而现有技术中，还未建立求解二氧化碳包裹体密度的红外定量模型，以及缺少基于二氧化碳的红外光谱求解二氧化碳包裹体捕获压力的方法。
2、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种获取二氧化碳包裹体密度和捕获压力的方法及相关应用。
3、本发明实施例提供一种获取二氧化碳包裹体密度的方法，包括：
4、获取目标二氧化碳包裹体相应温度下，红外光谱的峰面积a；
5、将所述峰面积a代入对应的预先建立的红外定量模型关系式，以求得所述目标二氧化碳包裹体密度；
6、所述红外定量模型关系式的建立过程包括：
7、获取二氧化碳包裹体试样在预设温度和预设压力下所对应的红外光谱的峰面积a；
8、基于所述预设温度和所述预设压力，获得相应状态下二氧化碳包裹体试样的密度ρ；
9、基于所述密度ρ和峰面积a，建立对应温度下，二氧化碳包裹体的峰面积a与密度ρ之间的模型关系式，其模型关系式如下：a＝a1ρ2+a2ρ+a3；式中，a1、a2及a3为常数。
10、在一个可选的实施例中，当温度为40℃时，a1＝-5.346，a2＝68.685,a3＝-1.0963。
11、在一个可选的实施例中，当温度为80℃时，a1＝12.616，a2＝53.11,a3＝0.2219。
12、在一个可选的实施例中，当温度为120℃时，a1＝-10.07，a2＝76.707,a3＝-2.258。
13、在一个可选的实施例中，获取二氧化碳包裹体试样在预设温度和预设压力下，所对应红外光谱的峰面积a，包括：
14、通过预先配置的傅里叶红外光谱测试系统，获取二氧化碳包裹体试样在预设温度和预设压力下所对应的红外光谱；
15、通过光谱处理软件对所述红外光谱进行处理得到对应的峰面积a。
16、在一个可选的实施例中，所述傅里叶红外光谱测试系统，包括：冷热台、傅里叶红外光谱仪、高压泵、压力传感器；
17、所述傅里叶红外光谱仪设置于所述冷热台的观察窗处，用于接收来自所述冷热台的内腔中的二氧化碳包裹体试样的红外光谱；
18、所述高压泵通过管线与所述冷热台的内腔连通，用于与所述二氧化碳包裹体试样连通以对其进行加压；
19、所述压力传感器设置于所述高压泵与所述冷热台之间的管路上，用于监测所述二氧化碳包裹体试样的压力。
20、在一个可选的实施例中，本发明实施例提供的获取二氧化碳包裹体密度的方法，还包括：制备二氧化碳包裹体试样；具体包括：
21、截取预设长度的石英毛细硅管，将所述石英毛细硅管的一端焊封，对焊封后的石英毛细硅管进行抽真空处理，并向抽真空处理后的石英毛细硅管内充入预设量的二氧化碳气体。
22、在一个可选的实施例中，获取目标二氧化碳包裹体相应温度下的，红外光谱的峰面积a；包括：
23、提取目标二氧化碳包裹体，测量所述目标二氧化碳包裹体的温度或将所述目标二氧化碳包裹体加热至预设温度，并测量相应温度下二氧化碳包裹体的红外线光谱；
24、通过光谱处理软件对所述红外光谱进行处理，得到相应温度下所述目标二氧化碳包裹体的峰面积a。
25、基于同一种发明构思，本发明实施例还提供一种获取二氧化碳包裹体捕获压力的方法，包括：
26、获取目标二氧化碳包裹体的密度和捕获温度；
27、基于所述目标二氧化碳包裹体的密度和捕获温度，利用热力学模型得到所述目标二氧化碳包裹体捕获压力；
28、其中，所述目标二氧化碳包裹体的密度是基于如权利要求1-8任一所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法得到的。
29、基于同一种发明构思，本发明实施例还提供一种上述的获取二氧化碳包裹体密度的方法及上述的获取二氧化碳包裹体捕获压力的方法在地质流体学中的应用。
30、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
31、本发明实施例提供的获取二氧化碳包裹体密度的方法，首次基于不同温度下，二氧化碳包裹体的密度与红外光谱的峰面积的关系，建立了对应温度下，二氧化碳包裹体的密度与峰面积之间的模型关系式，在二氧化碳包裹体的密度求解时，只需获得目标二氧化碳包裹体相应温度下，红外光谱的峰面积a，即可代入相关模型关系式求解二氧化碳包裹体的密度，能够解决现有技术中由于二氧化碳包裹体的较小而造成的密度求解困难的问题，弥补现有技术中还未建立求解二氧化碳包裹体密度的红外定量模型的空白；同时由于本发明实施例的获取二氧化碳包裹体密度的方法的模型表达式是基于红外光谱建立的，其不受实验室的环境及仪器参数的影响，不同实验室之间不存在由于仪器和实验环境产生的误差，具有普适性。
32、本发明实施例提供的获取二氧化碳包裹体捕获压力的方法，基于上述获取目标二氧化碳包裹体密度的方法求得到的密度、及获取的目标二氧化碳包裹体的捕获温度，利用热力学模型即可得到该二氧化碳包裹体捕获压力，相比较于现有的利用拉曼定量模型进行捕获压力求解的方法，同样具有普适性。
33、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
34、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
技术特征：
1.一种获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，当温度为40℃时，a1＝-5.346，a2＝68.685,a3＝-1.0963。
3.如权利要求1所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，当温度为80℃时，a1＝12.616，a2＝53.11,a3＝0.2219。
4.如权利要求1所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，当温度为120℃时，a1＝-10.07，a2＝76.707,a3＝-2.258。
5.如权利要求1所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，获取二氧化碳包裹体试样在预设温度和预设压力下，所对应红外光谱的峰面积a，包括：
6.如权利要求5所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，所述傅里叶红外光谱测试系统，包括：冷热台、傅里叶红外光谱仪、高压泵、压力传感器；
7.如权利要求6所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，还包括：制备二氧化碳包裹体试样；具体包括：
8.如权利要求1-7任一所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法，其特征在于，获取目标二氧化碳包裹体相应温度下的，红外光谱的峰面积a；包括：
9.一种获取二氧化碳包裹体捕获压力的方法，其特征在于，包括：
10.一种如权利要求1-8任一所述的获取二氧化碳包裹体密度的方法及如权利要求9所述的获取二氧化碳包裹体捕获压力的方法在地质流体学中的应用。
技术总结
本发明公开了一种获取二氧化碳包裹体密度及捕获压力的方法和相关应用。获取密度的方法包括：获取目标二氧化碳包裹体相应温度下，红外光谱的峰面积A，将峰面积A代入对应的预先建立的红外定量模型关系式，以求得其密度；其中，红外定量模型关系式的建立过程包括：获取二氧化碳包裹体试样在预设温度和预设压力下所对应的红外光谱的峰面积A；基于所述预设温度和所述预设压力，获得相应状态下二氧化碳包裹体试样的密度ρ；基于所述密度ρ和峰面积A，建立对应温度下，二氧化碳包裹体的峰面积A与密度ρ之间的模型关系式：A＝a<subgt;1</subgt;ρ<supgt;2</supgt;+a<subgt;2</subgt;ρ+a<subgt;3</subgt;；式中，a<subgt;1</subgt;、a<subgt;2</subgt;及a<subgt;3</subgt;为常数。该方法不受实验室环境等因素的影响具有普适性，且可作为求解二氧化碳包裹体捕获压力的前提。
技术研发人员：陶小晚,李建忠,黄亚浩,陈秀艳,黄士鹏,李宁熙
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23