油气水取样方法及注水水质监测.ppt

油气水取样方法及注水水质监测方法主讲人：刘少鹏主讲人：刘少鹏目录注水水质监测标准及制定原则注水水质监测方法石油液体取样及化验方法污水水样取样及化验方法气体取样及化验方法油气水取样及化验石油液体样品接收器和样品容器：常压容器有玻璃瓶、塑料瓶、镀锌桶等。压力容器有钢瓶、带有内部活塞的压力容器。取易挥发产品应将冷却样品容器到一定温度，在必要情况下使用样品冷却器。若样品倾点较高，需要对取样管线进行保温或加热，以防油品凝固。1.1 石油液体取样及化验方法在允许的情况下，尽量避免样品从一个容器转移到另一个容器内，样品的转移可能会导致：轻组分的损失（影响密度和蒸气压的测定）；油和其他组分（水、沉淀物）的相对比例发生改变。3油气水取样及化验取样原则：确保所取的样品尽可能代表被取样的液体。静态取样：要求罐体内部液体静止，采样分为上部样、中部样和下部样（或抽吸液位样），根据分析需要，决定分别分析检测或按一定比例混合后进行分析。外输油管线取样：用于商检以及留样的具有代表性的样品，需使用自动取样装置进行取样，常规手工取样可能无法代表所输送的样品。1.1 石油液体取样及化验方法4油气水取样及化验1.1 石油液体取样及化验方法管线取样点：流程管线取样点应是特殊设计点，取样管应伸入输液管内，进样点靠近管线壁距离在1/4至1/2处，取样管的入口应面对管线内液体流动方向。若取样点无法达到要求，可使用外接管线取样器进行取样。a）管线流向是由下向上，取样点可设置在管道的任意侧；管线流向由上向下时，除非能保证液体充满管道的条件时，否则管上不宜设置取样点。b）水平方向流动管线，流速应足够快，取样管可从管道侧面引出，不得从管道底部或顶部引出；管线未充满时，应从管线底部引出。不是所有预留口都能作为取样点！5油气水取样及化验现场油样取样化验：取单井油样及生产流程各节点油样可使用玻璃容器、塑料取样杯。不建议使用纸杯，纸杯内壁涂层会溶于油样中，同时油样易被纸杯吸附，造成误差。1.1 石油液体取样及化验方法 取高压凝析油、液化石油气应石油活塞式钢瓶或固定容积钢瓶，使用固定容积钢瓶取样时，应对钢瓶内空气进行吹扫，待将容器内空气排尽后再进行取样。一定注意不要超过其规定压力。取样前或取样后应在容器上标记取样时间、地点、取样人、物料的类型和危险性，样品外送时应注明接收单位、接收人、联系方式。6油气水取样及化验原油含水测定：离心法（GB/T 6533-2012 原油中水和沉淀物的测定 离心法）实验步骤：在离心管中加入一定体积溶剂，然后将均匀的油样倒入离心管内，试样不能超过100mL刻度线；若样品含水高于5%，容易出现油水容易分离，应将容器内所有液体倒入离心管内；离心管倒入油样和溶剂后，滴加1滴破乳剂，盖紧后上下颠倒10次，然后放在603水浴中加热15min，再上下颠倒10次后，放入转速1500r/min以上的离心机中离心10min以上；读数时应记录明水、沉淀物和乳化层 （B.S.）的体积，分别除以油样体积，得到含水率和乳化层含量。1.1 石油液体取样及化验方法7油气水取样及化验原油含水测定：蒸馏法（GB 8929-2006 原油水含量的测定蒸馏法）实验步骤：用量筒或天平准确量取一定量的油样，倒入500mL或1000mL的圆底烧瓶中，把溶剂分成5份冲洗量筒，倒入圆底烧瓶中至总体积200或400mL，并放入3-5粒防沸珠；装配仪器，确保气密性，在冷凝管顶部加一个装有干燥剂的干燥管，放置空气中的水分进入；加热过程应缓慢，从开始加热到沸腾时间应控制在30min以上，防止爆沸，避免水分损失，冷凝液以每秒2-5滴的速度滴进接收器，蒸馏到接收器中水的体积不变。待接收器冷却至室温后，使用铜丝等尖状物将粘在接收器壁上的水珠刮入水层中，试验完毕后需使用清洗剂对接收器和烧瓶进行清洗，烘干后备用。1.1 石油液体取样及化验方法预期含水率/%油样体积/mL50.1-100525.1-501010.1-25205.1-10501.1-51000.5-1.02000.52008油气水取样及化验原油密度测定（GBT1884-2000 原油和液体石油产品密度实验室测定法）试验温度：把样品加热到能充分流动，但温度不能高到轻组分损失，或低到蜡组分析出，密度计在标准温度20或接近20时最准确，高于油品倾点9以上。实验步骤：检查密度计基准点是否在正确位置，将油品和密度计量筒预热到试验温度后，小心将试样转移到密度计量筒中，用滤纸除去液面气泡。用温度计或搅拌棒作垂直旋转运动搅拌试样，使试样密度和温度达到均匀。若不透明液体，达到平衡是放开，避免弄湿密度计液面以上的部分，读数为液体上弯月面与密度计刻度相切的点；对于透明液体，将密度计压入液体中两个刻度，再放开。1.1 石油液体取样及化验方法不透明液体透明液体9油气水取样及化验1.2 污水水样取样方法采集样品应具有代表性，取样前应以5L/min6L/min的流速畅留3min后取样。封闭管道取样：采样管不能靠近管壁，大于管径1/4处，应位于弯头、阀门后。取样容器：玻璃、聚乙烯材质，如广口瓶、带胶塞玻璃瓶、带盖玻璃瓶、塑料瓶、塑料桶，样品转移过程中放置溢漏或被污染。转移过程会影响分析结果的项目：污水含油值：应用具塞量筒直接接取，需取到规定刻度，不得过满；溶解氧含量：现场直接测定；硫化物含量：现场直接测定；细菌含量：现场直接取样，现场接种，培养细菌；腐蚀速率：现场挂片或腐蚀速率测定仪（LPR）。采样后应立即贴上标签，注明取样日期、时间、地点、取样条件及取样人。分析方法将在注水水质监测中详细介绍。10油气水取样及化验1.3 天然气取样方法低压天然气：气体压力0-0.2MPa；高压天然气：压力0.2MPa以上。个人防护：若气体中含有硫化氢、苯类物质时应佩戴防毒面罩，供应新鲜空气。取样设备：高压天然气取样需使用高压气瓶（有2个阀，便于吹扫），或者移动活塞气瓶，气瓶应永久性地标明其容积、工作压力、试验压力，一般试验压力为工作压力的1.5倍。注意：玻璃容器、气袋用于低压天然气。容器材质：容器和接头推荐不锈钢材质，若酸性气体取样的气瓶应有聚四氟乙烯或环氧涂层。铜和铝则容易产生腐蚀、金属疲劳等问题。容器清洁：容器和传输导管中与气体接触的所有部分均应无脂、无油、无霉和任何其他污染性物质。样品容器在每次采样前都需清洗和吹扫，可使用丙酮对容器进行清洗。取样吹扫：使用样品气对容器进行吹扫，一般吹扫时间为10倍停留时间以上，可提前对容器进行抽真空，可减少吹扫时间。为了减小天然气减压凝析而造成取样误差，可对取样容器和传输导管进行加热。11目录注水水质监测标准及制定原则注水水质监测方法石油液体取样及化验方法污水水样取样及化验方法气体取样及化验方法注水水质监测注水水质标准：2.1 注水水质监测标准及制定原则 1988年底，原石油部首次颁布了SY/T 5329-1988碎屑岩油藏注水水质推荐指标和分析方法，1995年修订为SY/T 5329-1994。随着大多数油田陆续进入中高含水期，三次采油技术应用，以及低渗油田的逐步开发，2012年修订为SY/T 5329-2012。主要变化：增加了含聚水样中悬浮物含量测定方法、粒径中值的激光粒度仪测定方法；修改了不同渗透率地层下水质主要控制指标。注水水质基本要求：水质稳定，与油层水相混不产生明显沉淀。水中不得携带大量悬浮物。对注水设备腐蚀性小。推荐水质主要控制指标：悬浮物含量、悬浮物粒径中值、含油量、平均腐蚀速率、SRB、TGB、IB；辅助性检测指标：溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、pH值。13注水水质监测推荐水质主要控制指标：SY/T 5329-2012碎屑岩油藏注水水质推荐指标和分析方法2.1 注水水质监测标准及制定原则注入层平均渗透率，m2K0.010.01K0.05 0.05K0.5 0.5K1.5K1.5控制指标悬浮物含量，mg/L1.02.05.01030粒径中值，m1.01.53.04.05.0含油量，mg/L5.06.0153050SRB，个/mL1010252525IB，个/mLn103n103n103n103n103TGB，个/mLn103n103n103n103n103平均腐蚀率，mm/年0.076辅助性检测项目控制指标清水污水溶解氧含量，mg/L0.50.1硫化氢含量，mg/L02.0侵蚀性CO2含量，mg/L-1.0CO21.0注1：侵蚀性CO2含量为0时水稳定，大于0时可溶解CaCO3，腐蚀设备，小于0时有碳酸盐沉淀洗出。注2：水中含亚铁时，IB可将二价铁转化为三价铁而生成氢氧化铁沉淀，水中含硫化物时，可生成硫化亚铁。14注水水质监测海上油田注水指标Q/HS 2042-2014海上碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法2.1 注水水质监测标准及制定原则注入层平均空气渗透率，10-3m2K1010K5050K500500K10001000K20002000K3000K3000主要控制指标悬浮物含量，mg/L1.02.05.07101520粒径中值，m1.01.53.03.04.04.05.0含油量，mg/L5.06.01520303540.0SRB，个/mL0102025252525IB，个/mLn102n102n103n103n104n104n104TGB，个/mLn102n102n103n103n104n104n104平均腐蚀率，mm/年0.076辅助指标总铁，mg/L0.20.20.20.50.50.50.5溶解氧，mg/L0.050.050.050.050.10.10.1硫化物，mg/L0002222侵蚀性CO2，mg/L-1.0CO21.0pH值7-9 水质的主要控制指标已达到注水要求，可以不考虑辅助性指标；达不到要求，应监测辅助性指标。15注水水质监测2.1 注水水质监测标准及制定原则2014年渤海油田形成了一个油田一套注水水质指标体系：油田名称含油量(mg/L)悬浮物含量(mg/L)悬浮物粒径中值(m)溶解氧含量(mg/L)硫化物含量(mg/L)总铁含量(mg/L)硫酸盐还原菌SRB(个/mL)腐生菌TGB(个/mL)铁细菌IB(个/mL)平均腐蚀率(mm/年)水质优化时间SZ36-1A302040.05 100.525n103n1030.0762014SZ36-1B302040.05 100.525n103n1030.076SZ36-1CEP302040.05 100.525n103n1030.076SZ36-1CEPK302040.05 100.525n103n1030.076SZ36-1CEPO302040.05 100.525n103n1030.076LD10-1&4-2302040.1100.525n103n1030.0762010LD5-2302040.1100.525n103n1030.0762014JZ25-1S太古界5320.120.510n103n1030.0762013JZ25-1S沙河界10530.120.510n103n1030.0762013JZ25-18320.120.55n103n1030.0762013JZ9-3401030.1100.525n103n1030.0762010JX1-11042.50.120.510n103n1030.0762013备注：含油量、悬浮物含量、粒径中值、SRB、TGB、FB和平均腐蚀率为主要控制指标，溶解氧、硫化物、总铁含量为辅助性控制指标。16注水水质监测采集水样要求：测含油值需用具塞量筒直接现场取样，测其他指标可使用带塞磨口玻璃瓶；控制阀门，以5-6L/min的流速连续流动3min，将取样口附近的死水冲洗出来，再取样；悬浮物含量测定时，漂浮或沉淀的不均匀固体属于悬浮物，应从水样中除去。溶解氧、硫化物需在现场及时测定。细菌含量分析硬仗现场接种，同时测定水温，室内培养。取侵蚀性二氧化碳水样时，需在取样瓶中加入固体碳酸钙3-5g。采样后随即贴上标签，标签注明取样时间、地点、取样条件及取样人。2.2 注水水质监测方法序号监测项目监测频率1含油量1次/天2悬浮物含量1次/天3悬浮物粒径中值1次/周4SRB、TGB、IB1次/周5总铁、溶解氧、硫化物1次/周6二氧化碳含量1次/周7平均腐蚀率1次/3个月17注水水质监测含油量：污水中的油质可以被正己烷、四氯化碳、石油醚等有机溶剂提取，提取液的颜色深浅与含油量浓度呈线性关系。标准油溶液的配置：将脱水后的原油放入恒温箱中恒温24小时烘干，得到标准油。称取1g标准油，用正己烷或石油醚溶解在100mL容量瓶，并稀释至刻度，此溶液含油浓度为1000mg/L。仪器标定：将1000mg/L的标准油稀释至500mg/L、100mg/L、50mg/L、20mg/L、10mg/L、5mg/L等浓度。根据不同含油分析仪标定规程标定仪器，根据水样和萃取剂的比例设定含油分析仪。CH型含油分析仪测定方法：对于用干净的具塞量筒准确取100mL水样，并冷却至室温，加入2-5mL盐酸，用移液管取5mL正己烷倒入具塞量筒内，震荡约20次。用移液枪取50L萃取液滴到样品槽内，待正己烷挥发完全后测定，读数。2.2 注水水质监测方法崛场HORIBA OCMA-305型含油分析仪Wilks CH型 含油分析仪注水水质监测悬浮固体含量：是指采用平均孔径为0.45m的纤维素酯微孔滤膜过滤，经汽油或石油醚洗去原油，经蒸馏水洗盐后，膜上不溶于油和水的物质。而漂浮或沉淀的不均匀固体不属于悬浮物，应除去。2.2 注水水质监测方法固体颗粒直径范围：1100m，主要包括：泥沙：0.054m的黏土，460m的粉沙和大于60m的细沙。腐蚀产物及垢：Fe2O3、CaO、MgO、FeS、CaSO4、CaCO3等。细菌：硫酸还原菌（SRB）510m，腐生菌（TGB）1030m.有机质：胶质沥青类和石蜡等重质油类。悬浮物危害悬浮物危害：注入水中的悬浮物会沉积在注水井井底，造成细菌大量繁殖，腐蚀注水井油套管，缩短注水井使用寿命。造成注水地层堵塞，使注水压力上升，注水量下降，甚至注不进水。测试步骤测试步骤：将滤膜放入蒸馏水中浸泡30min，并用蒸馏水洗34次滤膜在烘箱中，105烘30min，取出后放入干燥器冷至室温，称重m1。重复测量，直至恒重（2次恒重差小于0.2mg)。将已恒重的滤膜用水润湿装到微孔滤器上，量取一定体积V水样进行抽滤。用石油醚冲洗，再用蒸馏水冲洗，用镊子从滤器中取出滤膜烘干，称重m2。含聚水样需将含聚水样在60恒温水浴中放置30min，降低聚合物影响。C=（m2-m1)/V19注水水质监测颗粒直径中值：水中悬浮颗粒的累积体积占颗粒总体积50%时的颗粒直径。2.2 注水水质监测方法小孔电阻原理库尔特仪外观测试原理：采用小孔电阻原理测量固体颗粒的大小，当颗粒经过小孔时，小孔的横截面积变小，两电极之间的电阻增大，电压升高，产生一个电压脉冲，仪器检测到每一个脉冲的峰值，即可得出各颗粒的大小，统计出粒度的分布。操作方法：在样品杯中加100-150ml电解液（0.9%NaCl溶液），取适量水样滴入样品杯中，水样不宜过多或过少，根据最终测定颗粒数目在几千到几万即可。小孔管堵塞可通过排堵或超声波清洗器清洗。使用后用蒸馏水冲洗。注水水质监测细菌分析方法：采用绝迹稀释法，将水样用无菌注射器逐级注入到测试瓶中进行接种稀释，送试验室培养。根据细菌瓶阳性反应和稀释的倍数，计算出水样中细菌和数目。测试步骤：将测试瓶排成一组，并依次编上序号。用无菌注射器在现场取1mL水样注入到1号瓶内，充分振荡。用另一支无菌注射器从1号瓶中取1mL水样注入到2号瓶内，充分振荡，依次类推稀释到6号瓶为止。把上述测试瓶放入恒温培养箱中（温度为现场水温），7天后读数。细菌生长的鉴别：SRB瓶中液体变黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸盐还原菌；TGB瓶中液体由红变黄或混浊即表示有腐生菌；IB瓶出现棕红色沉淀即表示有铁细菌。2.2 注水水质监测方法21注水水质监测溶解氧含量：水中的溶解氧与测氧管内试剂发生化学反应而显蓝色或红色，颜色的深浅与溶解氧含量成正比，通过与标准比色管比色测出溶解氧含量。测试步骤：打开取样阀门，使水畅流3min以上。将测氧塑料杯与取样管线连接，将流速调制0.5L/min1L/min，把测氧管插入杯内，水流稳定后折断测氧管尖端。在水面下按紧断口，取出测氧管，上下颠倒数次。通过比色读出溶解氧含量。根据氧含量选择不同量程测氧管进行测量，0.1mg/L、1.0mg/L、10mg/L。2.2 注水水质监测方法22注水水质监测硫化物、总铁含量：水中的硫化物或铁与测氧管内试剂发生化学反应而显色，颜色的深浅与硫化物或铁含量成正比，通过与标准比色管比色测出对应含量。硫化物测试步骤：取10mL水样，加入1mL测硫显色剂，迅速用测试管搅动溶液，等待2min，使显色剂和水中硫化物充分作用。折断测试管，取出测试管，上下颠倒数次，直到混合均匀为止。等待5min，将测试管和标准比色管比色，含量小于1ppm，用圆柱筒形标准比色架，大于1ppm，用板型比色架。若出现超量程，可用蒸馏水稀释后再测定。铁含量测试步骤：取10mL水样，加入0.4mL的1:1盐酸，用测试管搅匀，等待5min，让水中铁充分溶解。折断测试管，取出测试管，上下颠倒数次，直到混合均匀为止。等待2min，将测试管和标准比色管比色，含量小于1ppm，用圆柱筒形标准比色架，大于1ppm，用板型比色架。若出现超量程，可用蒸馏水稀释后再测定。铁含量测试管包括总铁和亚铁两种，若需测试三价铁含量可用总铁减亚铁含量即可。2.2 注水水质监测方法硫化物比色管铁含量比色管23谢谢 谢！谢！