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在油气勘探钻井过程中，录井是发现油气层、确定油气层具体位置和产能最及时和最直接的手段。在众多的油气检测技术中，气测录井技术是发现油气层、判断油气性质、估计油气产能最有效的方法。气测录井主要是对井底上返钻井液的烃类气体和非烃类气体进行分析，帮助及时发现地下油气，指导现场钻井工作。目前录井油气检测技术主要面临油气检测的及时性、多样性问题，油气分析的快速化、定量化问题。随着随钻测井(MWD)、随钻录井(LWD)、随钻地震测量(SWD)等技术的迅速发展，井底随钻膜分离检测技术是钻井录井行业的主要发展趋势。然而，要实现这一长远目标，必须分为两步，第一步首先是完成井上钻井液油气组分的在线分离与检测技术研究和应用，第二步才是实现井下集成化随钻分离检测。 本论文主要对钻井液油气组分井上在线膜分离与检测技术进行研究。通过催化交联实验，成功制备出适合钻井液油气分离的聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质平板膜，同时研制了配套膜脱气器;常压下分离膜性能测试结果表明，PDMS膜可以实现常压下气态或液态中烃类气体及非烃类气体H2S的分离，分离响应灵敏，确定了其用于钻井液油气分离的可行性;随后，尝试并开发了基于快速色谱检测和红外传感器检测的两种膜分离检测原理样机，并对中间流程进行了优化，优化结果为分离膜厚度100μm、分离膜面积30cm2、膜内负压操作、气路保温温度80℃、套管式渗透膜管干燥除水;现场试验结果表明，基于快速色谱检测方式的原理样机从井底3154m上返的现场钻井液中分离出了C1-C8在内的十几种组分，并在90s之内完成组分分析;最后，本文探讨了分离膜数据标定方法及其高温高压环境技术适用性，并建立一套模拟钻井液循环流动实验装置，结果表明，PDMS膜两侧浓度在溶解气条件下呈现良好的线性关系、PDMS膜可以在压力为2MPa、温度为120℃条件下长时间稳定的运行，其耐温耐压和稳定性良好。