油氣水取樣方法及注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法

1、油氣水取樣方法及注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,主講人：劉少鵬,目錄,油氣水取樣及化驗(yàn),注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,石油液體取樣及化驗(yàn)方法,污水水樣取樣及化驗(yàn)方法,氣體取樣及化驗(yàn)方法,油氣水取樣及化驗(yàn),3,石油液體樣品接收器和樣品容器： 常壓容器有玻璃瓶、塑料瓶、鍍鋅桶等。 壓力容器有鋼瓶、帶有內(nèi)部活塞的壓力容器。 取易揮發(fā)產(chǎn)品應(yīng)將冷卻樣品容器到一定溫度，在必要情況下使用樣品冷卻器。 若樣品傾點(diǎn)較高，需要對(duì)取樣管線進(jìn)行保溫或加熱，以防油品凝固。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,在允許的情況下，盡量避免樣品從一個(gè)容器轉(zhuǎn)移到另一個(gè)容器內(nèi)，樣品的轉(zhuǎn)移可能會(huì)導(dǎo)致： 輕組分的損失（影響

2、密度和蒸氣壓的測(cè)定）； 油和其他組分（水、沉淀物）的相對(duì)比例發(fā)生改變。,油氣水取樣及化驗(yàn),4,取樣原則：確保所取的樣品盡可能代表被取樣的液體。,靜態(tài)取樣：要求罐體內(nèi)部液體靜止，采樣分為上部樣、中部樣和下部樣（或抽吸液位樣），根據(jù)分析需要，決定分別分析檢測(cè)或按一定比例混合后進(jìn)行分析。 外輸油管線取樣：用于商檢以及留樣的具有代表性的樣品，需使用自動(dòng)取樣裝置進(jìn)行取樣，常規(guī)手工取樣可能無(wú)法代表所輸送的樣品。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,油氣水取樣及化驗(yàn),5,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,管線取樣點(diǎn)： 流程管線取樣點(diǎn)應(yīng)是特殊設(shè)計(jì)點(diǎn)，取樣管應(yīng)伸入輸液管內(nèi)，進(jìn)樣點(diǎn)靠近管線壁距離在1/4至1/2處，取樣

3、管的入口應(yīng)面對(duì)管線內(nèi)液體流動(dòng)方向。若取樣點(diǎn)無(wú)法達(dá)到要求，可使用外接管線取樣器進(jìn)行取樣。,a） 管線流向是由下向上，取樣點(diǎn)可設(shè)置在管道的任意側(cè)；管線流向由上向下時(shí)，除非能保證液體充滿管道的條件時(shí)，否則管上不宜設(shè)置取樣點(diǎn)。 b）水平方向流動(dòng)管線，流速應(yīng)足夠快，取樣管可從管道側(cè)面引出，不得從管道底部或頂部引出；管線未充滿時(shí)，應(yīng)從管線底部引出。,不是所有預(yù)留口都能作為取樣點(diǎn)！,油氣水取樣及化驗(yàn),6,現(xiàn)場(chǎng)油樣取樣化驗(yàn)： 取單井油樣及生產(chǎn)流程各節(jié)點(diǎn)油樣可使用玻璃容器、塑料取樣杯。 不建議使用紙杯，紙杯內(nèi)壁涂層會(huì)溶于油樣中，同時(shí)油樣易被紙杯吸附，造成誤差。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,取高壓凝析油、液化

4、石油氣應(yīng)石油活塞式鋼瓶或固定容積鋼瓶，使用固定容積鋼瓶取樣時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼瓶?jī)?nèi)空氣進(jìn)行吹掃，待將容器內(nèi)空氣排盡后再進(jìn)行取樣。一定注意不要超過其規(guī)定壓力。,取樣前或取樣后應(yīng)在容器上標(biāo)記取樣時(shí)間、地點(diǎn)、取樣人、物料的類型和危險(xiǎn)性，樣品外送時(shí)應(yīng)注明接收單位、接收人、聯(lián)系方式。,油氣水取樣及化驗(yàn),7,原油含水測(cè)定： 離心法（GB/T 6533-2012 原油中水和沉淀物的測(cè)定 離心法） 實(shí)驗(yàn)步驟： 在離心管中加入一定體積溶劑，然后將均勻的油樣倒入離心管內(nèi)，試樣不能超過100mL刻度線；若樣品含水高于5%，容易出現(xiàn)油水容易分離，應(yīng)將容器內(nèi)所有液體倒入離心管內(nèi)； 離心管倒入油樣和溶劑后，滴加1滴破乳劑，蓋緊后上

5、下顛倒10次，然后放在603水浴中加熱15min，再上下顛倒10次后，放入轉(zhuǎn)速1500r/min以上的離心機(jī)中離心10min以上； 讀數(shù)時(shí)應(yīng)記錄明水、沉淀物和乳化層 （B.S.）的體積，分別除以油樣體積， 得到含水率和乳化層含量。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,油氣水取樣及化驗(yàn),8,原油含水測(cè)定： 蒸餾法（GB 8929-2006 原油水含量的測(cè)定蒸餾法） 實(shí)驗(yàn)步驟： 用量筒或天平準(zhǔn)確量取一定量的油樣，倒入500mL或1000mL的圓底燒瓶中，把溶劑分成5份沖洗量筒，倒入圓底燒瓶中至總體積200或400mL，并放入3-5粒防沸珠； 裝配儀器，確保氣密性，在冷凝管頂部加一個(gè)裝有干燥劑的干燥管，

6、放置空氣中的水分進(jìn)入； 加熱過程應(yīng)緩慢，從開始加熱到沸騰時(shí)間應(yīng)控制在30min以上，防止爆沸，避免水分損失，冷凝液以每秒2-5滴的速度滴進(jìn)接收器，蒸餾到接收器中水的體積不變。 待接收器冷卻至室溫后，使用銅絲等尖狀物將粘在接收器壁上的水珠刮入水層中，試驗(yàn)完畢后需使用清洗劑對(duì)接收器和燒瓶進(jìn)行清洗，烘干后備用。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,油氣水取樣及化驗(yàn),9,原油密度測(cè)定（GBT1884-2000 原油和液體石油產(chǎn)品密度實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法） 試驗(yàn)溫度：把樣品加熱到能充分流動(dòng)，但溫度不能高到輕組分損失，或低到蠟組分析出， 密度計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)溫度20或接近20時(shí)最準(zhǔn)確，高于油品傾點(diǎn)9以上。 實(shí)驗(yàn)步驟： 檢查密

7、度計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)是否在正確位置，將油品和密度計(jì)量筒預(yù)熱到試驗(yàn) 溫度后，小心將試樣轉(zhuǎn)移到密度計(jì)量筒中，用濾紙除去液面氣泡。 用溫度計(jì)或攪拌棒作垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)攪拌試樣，使試樣密度和溫度 達(dá)到均勻。 若不透明液體，達(dá)到平衡是放開，避免弄濕密度計(jì)液面以上的部分， 讀數(shù)為液體上彎月面與密度計(jì)刻度相切的點(diǎn)； 對(duì)于透明液體，將密度計(jì)壓入液體中兩個(gè)刻度，再放開。,1.1 石油液體取樣及化驗(yàn)方法,不透明液體,透明液體,油氣水取樣及化驗(yàn),10,1.2 污水水樣取樣方法,采集樣品應(yīng)具有代表性，取樣前應(yīng)以5L/min6L/min的流速暢留3min后取樣。 封閉管道取樣：采樣管不能靠近管壁，大于管徑1/4處，應(yīng)位于彎頭、閥門后

8、。 取樣容器：玻璃、聚乙烯材質(zhì)，如廣口瓶、帶膠塞玻璃瓶、帶蓋玻璃瓶、塑料瓶、塑料桶，樣品轉(zhuǎn)移過程中放置溢漏或被污染。 轉(zhuǎn)移過程會(huì)影響分析結(jié)果的項(xiàng)目： 污水含油值：應(yīng)用具塞量筒直接接取，需取到規(guī)定刻度，不得過滿； 溶解氧含量：現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定； 硫化物含量：現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定； 細(xì)菌含量：現(xiàn)場(chǎng)直接取樣，現(xiàn)場(chǎng)接種，培養(yǎng)細(xì)菌； 腐蝕速率：現(xiàn)場(chǎng)掛片或腐蝕速率測(cè)定儀（LPR）。 采樣后應(yīng)立即貼上標(biāo)簽，注明取樣日期、時(shí)間、地點(diǎn)、取樣條件及取樣人。 分析方法將在注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中詳細(xì)介紹。,油氣水取樣及化驗(yàn),11,1.3 天然氣取樣方法,低壓天然氣：氣體壓力0-0.2MPa；高壓天然氣：壓力0.2MPa以上。 個(gè)人防護(hù)：

9、若氣體中含有硫化氫、苯類物質(zhì)時(shí)應(yīng)佩戴防毒面罩，供應(yīng)新鮮空氣。 取樣設(shè)備：高壓天然氣取樣需使用高壓氣瓶（有2個(gè)閥，便于吹掃），或者移動(dòng)活塞氣瓶，氣瓶應(yīng)永久性地標(biāo)明其容積、工作壓力、試驗(yàn)壓力，一般試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍。注意：玻璃容器、氣袋用于低壓天然氣。 容器材質(zhì)：容器和接頭推薦不銹鋼材質(zhì)，若酸性氣體取樣的氣瓶應(yīng)有聚四氟乙烯或環(huán)氧涂層。銅和鋁則容易產(chǎn)生腐蝕、金屬疲勞等問題。 容器清潔：容器和傳輸導(dǎo)管中與氣體接觸的所有部分均應(yīng)無(wú)脂、無(wú)油、無(wú)霉和任何其他污染性物質(zhì)。樣品容器在每次采樣前都需清洗和吹掃，可使用丙酮對(duì)容器進(jìn)行清洗。 取樣吹掃：使用樣品氣對(duì)容器進(jìn)行吹掃，一般吹掃時(shí)間為10倍停留時(shí)間以

10、上，可提前對(duì)容器進(jìn)行抽真空，可減少吹掃時(shí)間。 為了減小天然氣減壓凝析而造成取樣誤差，可對(duì)取樣容器和傳輸導(dǎo)管進(jìn)行加熱。,目錄,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),油氣水取樣及化驗(yàn),注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,石油液體取樣及化驗(yàn)方法,污水水樣取樣及化驗(yàn)方法,氣體取樣及化驗(yàn)方法,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),13,注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：,2.1 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,1988年底，原石油部首次頒布了SY/T 5329-1988碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)和分析方法，1995年修訂為SY/T 5329-1994。 隨著大多數(shù)油田陸續(xù)進(jìn)入中高含水期，三次采油技術(shù)應(yīng)用，以及低滲油田的逐步開發(fā)， 2012年修訂為SY/T 5329

11、-2012。主要變化：增加了含聚水樣中懸浮物含量測(cè)定方法、粒徑中值的激光粒度儀測(cè)定方法；修改了不同滲透率地層下水質(zhì)主要控制指標(biāo)。 注水水質(zhì)基本要求： 水質(zhì)穩(wěn)定，與油層水相混不產(chǎn)生明顯沉淀。 水中不得攜帶大量懸浮物。 對(duì)注水設(shè)備腐蝕性小。 推薦水質(zhì)主要控制指標(biāo)：懸浮物含量、懸浮物粒徑中值、含油量、平均腐蝕速率、SRB、TGB、IB； 輔助性檢測(cè)指標(biāo)：溶解氧、硫化氫、侵蝕性二氧化碳、鐵、pH值。,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),14,推薦水質(zhì)主要控制指標(biāo)：SY/T 5329-2012碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)和分析方法,2.1 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,注1：侵蝕性CO2含量為0時(shí)水穩(wěn)定，大于0時(shí)可溶解CaCO3

12、，腐蝕設(shè)備，小于0時(shí)有碳酸鹽沉淀洗出。 注2：水中含亞鐵時(shí)，IB可將二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵而生成氫氧化鐵沉淀，水中含硫化物時(shí)，可生成硫化亞鐵。,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),15,海上油田注水指標(biāo)Q/HS 2042-2014海上碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法,2.1 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,水質(zhì)的主要控制指標(biāo)已達(dá)到注水要求，可以不考慮輔助性指標(biāo)；達(dá)不到要求，應(yīng)監(jiān)測(cè)輔助性指標(biāo)。,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),16,2.1 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及制定原則,2014年渤海油田形成了一個(gè)油田一套注水水質(zhì)指標(biāo)體系：,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),17,采集水樣要求： 測(cè)含油值需用具塞量筒直接現(xiàn)場(chǎng)取樣，測(cè)其他指標(biāo)可使用帶塞磨口玻璃瓶； 控制閥門，以5-6

13、L/min的流速連續(xù)流動(dòng)3min，將取樣口附近的死水沖洗出來，再取樣； 懸浮物含量測(cè)定時(shí)，漂浮或沉淀的不均勻固體屬于懸浮物，應(yīng)從水樣中除去。 溶解氧、硫化物需在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)測(cè)定。 細(xì)菌含量分析硬仗現(xiàn)場(chǎng)接種，同時(shí)測(cè)定水溫，室內(nèi)培養(yǎng)。 取侵蝕性二氧化碳水樣時(shí)，需在取樣瓶中加入固體碳酸鈣3-5g。 采樣后隨即貼上標(biāo)簽，標(biāo)簽注明取樣時(shí)間、地點(diǎn)、取樣條件及取樣人。,2.2 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),含油量：污水中的油質(zhì)可以被正己烷、四氯化碳、石油醚等有機(jī)溶劑提取，提取液的顏色深淺與含油量濃度呈線性關(guān)系。 標(biāo)準(zhǔn)油溶液的配置：將脫水后的原油放入恒溫箱中恒溫24小時(shí)烘干，得到標(biāo)準(zhǔn)油。稱取1g標(biāo)準(zhǔn)油，用正己烷

14、或石油醚溶解在100mL容量瓶，并稀釋至刻度，此溶液含油濃度為1000mg/L。 儀器標(biāo)定：將1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)油稀釋至500mg/L、100mg/L、50mg/L、20mg/L、10mg/L、5mg/L等濃度。根據(jù)不同含油分析儀標(biāo)定規(guī)程標(biāo)定儀器，根據(jù)水樣和萃取劑的比例設(shè)定含油分析儀。 CH型含油分析儀測(cè)定方法：對(duì)于用干凈的具塞量筒準(zhǔn)確取100mL水樣，并冷卻至室溫，加入2-5mL鹽酸，用移液管取5mL正己烷倒入具塞量筒內(nèi)，震蕩約20次。用移液槍取50L萃取液滴到樣品槽內(nèi)，待正己烷揮發(fā)完全后測(cè)定，讀數(shù)。,2.2 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,崛場(chǎng)HORIBA OCMA-305型含油分析儀,Wilks

15、CH型 含油分析儀,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),19,懸浮固體含量：是指采用平均孔徑為0.45m的纖維素酯微孔濾膜過濾，經(jīng)汽油或石油醚洗去原油，經(jīng)蒸餾水洗鹽后，膜上不溶于油和水的物質(zhì)。而漂浮或沉淀的不均勻固體不屬于懸浮物，應(yīng)除去。,2.2 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,固體顆粒直徑范圍： 1100m，主要包括： 泥沙： 0.054m的黏土，460m的粉沙和大于60m的細(xì)沙。 腐蝕產(chǎn)物及垢：Fe2O3、CaO、MgO、FeS、CaSO4、CaCO3等。 細(xì)菌：硫酸還原菌（SRB）510m，腐生菌（TGB）1030m. 有機(jī)質(zhì)：膠質(zhì)瀝青類和石蠟等重質(zhì)油類。 懸浮物危害：注入水中的懸浮物會(huì)沉積在注水井井底，造成細(xì)菌大量繁殖，

16、腐蝕注水井油套管，縮短注水井使用壽命。造成注水地層堵塞，使注水壓力上升，注水量下降，甚至注不進(jìn)水。,測(cè)試步驟： 將濾膜放入蒸餾水中浸泡30min，并用蒸餾水洗34次 濾膜在烘箱中，105烘30min，取出后放入干燥器冷至室溫，稱重m1。 重復(fù)測(cè)量，直至恒重（2次恒重差小于0.2mg)。 將已恒重的濾膜用水潤(rùn)濕裝到微孔濾器上，量取一定體積V水樣進(jìn)行抽濾。 用石油醚沖洗，再用蒸餾水沖洗，用鑷子從濾器中取出濾膜烘干，稱重m2 。 含聚水樣需將含聚水樣在60恒溫水浴中放置30min，降低聚合物影響。,C=（m2-m1)/V,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),顆粒直徑中值：水中懸浮顆粒的累積體積占顆?？傮w積50%時(shí)的顆粒直

17、徑。,2.2 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,小孔電阻原理,庫(kù)爾特儀外觀,測(cè)試原理：采用小孔電阻原理測(cè)量固體顆粒的大小，當(dāng)顆粒經(jīng)過小孔時(shí)，小孔的橫截面積變小，兩電極之間的電阻增大，電壓升高，產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，儀器檢測(cè)到每一個(gè)脈沖的峰值，即可得出各顆粒的大小，統(tǒng)計(jì)出粒度的分布。 操作方法：在樣品杯中加100-150ml電解液（0.9%NaCl溶液），取適量水樣滴入樣品杯中，水樣不宜過多或過少，根據(jù)最終測(cè)定顆粒數(shù)目在幾千到幾萬(wàn)即可。 小孔管堵塞可通過排堵或超聲波清洗器清洗。使用后用蒸餾水沖洗。,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),21,細(xì)菌分析方法：采用絕跡稀釋法，將水樣用無(wú)菌注射器逐級(jí)注入到測(cè)試瓶中進(jìn)行接種稀釋，送試驗(yàn)室培養(yǎng)。根據(jù)

18、細(xì)菌瓶陽(yáng)性反應(yīng)和稀釋的倍數(shù)，計(jì)算出水樣中細(xì)菌和數(shù)目。 測(cè)試步驟： 將測(cè)試瓶排成一組，并依次編上序號(hào)。 用無(wú)菌注射器在現(xiàn)場(chǎng)取1mL水樣注入到1號(hào)瓶?jī)?nèi)，充分振蕩。 用另一支無(wú)菌注射器從1號(hào)瓶中取1mL水樣注入到2號(hào)瓶?jī)?nèi)，充分振蕩，依次類推稀釋到6號(hào)瓶為止。 把上述測(cè)試瓶放入恒溫培養(yǎng)箱中（溫度為現(xiàn)場(chǎng)水溫），7天后讀數(shù)。 細(xì)菌生長(zhǎng)的鑒別： SRB瓶中液體變黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸鹽還原菌；TGB瓶中液體由紅變黃或混濁即表示有腐生菌；IB瓶出現(xiàn)棕紅色沉淀即表示有鐵細(xì)菌。,2.2 注水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法,注水水質(zhì)監(jiān)測(cè),22,溶解氧含量：水中的溶解氧與測(cè)氧管內(nèi)試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而顯藍(lán)色或紅色，顏色的深淺與溶解氧含量成正比，通過與標(biāo)準(zhǔn)比色管比色測(cè)出溶解氧含量。 測(cè)試步驟： 打開取樣閥門，使水暢流3min以上。 將測(cè)氧塑料杯與取樣管線連接