Tecnología de recolección de muestras de agua con tubos en forma de U

La tecnología de muestreo de tubos en forma de U es actualmente la tecnología de muestreo de espacios pequeños subterráneos de pozos profundos más avanzada del mundo y puede utilizarse eficazmente en el monitoreo del almacenamiento geológico de CO2. La recolección de fluidos subterráneos no perturbados en pozos profundos y espacios pequeños (generalmente de 800 a 2000 m) plantea desafíos considerables: grandes profundidades de muestreo, pequeños espacios subterráneos y la necesidad de equipos de muestreo y de monitoreo como la temperatura y la presión. Durante el proceso de almacenamiento geológico de CO2, es necesario tomar muestras de agua in situ para analizar las características hidroquímicas, la composición isotópica, el gas disuelto y las características microbianas del agua subterránea, monitorear la ocurrencia y los patrones de migración de CO2 en el reservorio, o monitorear la Movimiento de CO2 en la roca de cobertura. Por lo tanto, la tecnología de muestreo de tubos en forma de U tiene un valor de aplicación importante en el monitoreo del almacenamiento geológico de CO2.

(1) Principio de muestreo de tubo en forma de U

El muestreador de tubo en forma de U es una bomba de volumen de fluido simple impulsada por gas a alta presión. La Figura 7-2 es un diagrama esquemático de un muestreador de tubería en forma de U con un sellador de diafragma instalado.

La tubería de muestreo y el circuito de la tubería de conducción forman una "U", y la válvula unidireccional está ubicada debajo de la "T" para aislar el fluido de formación a través de un empacador (se pueden usar empacadores dobles si están fijos). -se requiere muestreo en profundidad) ). El empacador superior debe diseñarse con tuberías de entrada de agua. Si es necesario monitorear otros parámetros para la capa especificada, como temperatura, presión y valor de pH, también se pueden instalar sensores de monitoreo relevantes. para ser diseñado con cables.

Al recolectar muestras de agua subterránea, primero conecte el cabezal del tubo impulsor del tubo en forma de U y el cabezal del tubo de muestreo a la atmósfera. El fluido de formación ingresa al tubo en forma de U a través de la válvula unidireccional y a alta presión. Se inyecta nitrógeno desde el cabezal del tubo impulsor (u otro gas inerte), en este momento se cierra la válvula unidireccional, lo que hace que la muestra de fluido de formación fluya fuera de la superficie desde el tubo de muestreo, completando la recolección de la muestra. Al repetir el proceso de muestreo anterior, el fluido de formación se puede reemplazar y actualizar continuamente y, finalmente, se puede recolectar fluido de formación fresco. Se pueden realizar varios diseños en el terreno para el control de la presión del gas de conducción y muestreo para cumplir con diferentes requisitos.

Figura 7-2 Diagrama estructural del muestreador de tubo en forma de U

(2) Método de muestreo del tubo en forma de U

Instalación del muestreador

1) Ensamble el empacador superior, el muestreador, el filtro de entrada de agua y el empacador inferior en el suelo, e instale los sensores de temperatura, presión, valor de pH y otros sensores en la tubería central (generalmente la tubería de aceite). Después de conectarse, formarán la sección de monitoreo del empacador.

2) El extremo superior de la sección de monitoreo del empacador está conectado a la tubería de muestreo y a la tubería de conducción (generalmente hecha de metal) de la tubería en forma de U, y al cable de monitoreo y a la sarta de tubería de perforación o La sarta de tubería se utiliza para conectar la sección de monitoreo del empacador. Se baja a la capa designada, y la sarta de tubería de perforación, la tubería en forma de U y el cable se instalan y fijan sincrónicamente a intervalos de 10 a 20 m.

3) Instalar sistemas de control en boca de pozo y en tierra.

1) Conecte el cabezal del tubo impulsor del tubo en forma de U y el cabezal del tubo de muestreo a la atmósfera, y el fluido de formación ingresa al tubo en forma de U a través de la válvula unidireccional.

2. Pasos de muestreo

2) Abra la botella de nitrógeno a alta presión, inyecte nitrógeno a alta presión desde la cabeza del tubo impulsor, la válvula unidireccional del tubo en forma de U. se cierra automáticamente y el fluido de formación sale del tubo de muestreo. Hasta que el cabezal del tubo de muestreo rocíe el nitrógeno del gas impulsor.

3) Repita el paso 2 más de tres veces (determinar el número de repeticiones según sea necesario), reemplazar el fluido de formación y lavar el equipo del tubo en forma de U.

4) Repita el paso 2. Abra el frasco de muestreo estéril y recoja las muestras en el período intermedio de un único muestreo.

5) Realizar análisis in situ del contenido de sustancias sensibles al tiempo como oxígeno disuelto y microorganismos. Al mismo tiempo, repita el paso 2 para lavar la línea del tubo en U y prepararse para el siguiente muestreo.