譚曉瓊

（中石油玉門油田分公司鉆采工程研究院，甘肅酒泉 735019）

減氧空氣驅(qū)油技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的、國(guó)內(nèi)油田研究試驗(yàn)項(xiàng)目較多的三次采油新技術(shù)，具有高效、低成本、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，可用于對(duì)低滲透等特殊條件油藏大規(guī)模補(bǔ)充地層能量，應(yīng)用前景廣闊。在進(jìn)行氣驅(qū)采油中，需要通過(guò)定期監(jiān)測(cè)注入井減氧空氣、采油井套管氣組分含量，分析評(píng)價(jià)氣驅(qū)過(guò)程中氧氣在地層中的消耗、注入氣是否竄通、調(diào)堵措施有效性、安全防護(hù)措施是否適當(dāng)有效等，為氣驅(qū)動(dòng)態(tài)分析、方案調(diào)整、區(qū)塊綜合治理、制定安全措施等提供第一手的基礎(chǔ)資料。

玉門油田自2014年起，陸續(xù)開(kāi)展減氧空氣驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為了及時(shí)有效地跟蹤注采井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、掌握氣體竄通情況、制定調(diào)整方案措施，利用安捷倫7890B型氣相色譜儀，建立了《套管氣組分分析檢測(cè)方法—?dú)庀嗌V法》。

1 氣相色譜檢測(cè)套管氣方法的建立

1.1 方法原理

氣相色譜法是將色譜法原理和檢測(cè)技術(shù)有機(jī)融合后產(chǎn)生的一種新型檢測(cè)方法[3]，即以氣體作流動(dòng)相的色層分離分析方法，主要利用樣品中各組分間存在理化性質(zhì)差異，導(dǎo)致其從色譜柱中流出時(shí)間不同、組分彼此分離的原理，通過(guò)專用檢測(cè)器并標(biāo)示出各組分流出色譜柱的時(shí)間和濃度的色譜圖，根據(jù)峰的位置進(jìn)行組分定性分析，根據(jù)峰的高低和面積大小進(jìn)行組分定量分析[1-2]。

使用的分析平臺(tái)是安捷倫7890B型氣相色譜儀。它具有5閥8柱3通道，采用手動(dòng)進(jìn)樣方式。其中，“5閥”由3個(gè)6通閥和2個(gè)10通閥組成，“8柱”由3根毛細(xì)管柱和5根填充柱組成，“3通道”則由前檢測(cè)器氫火焰離子化檢測(cè)器FID、后檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD、輔助檢測(cè)器熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD組成，F(xiàn)ID檢測(cè)器用來(lái)檢測(cè)有機(jī)物，TCD檢測(cè)器可檢測(cè)無(wú)機(jī)組分。結(jié)構(gòu)示意圖詳見(jiàn)圖1。

1.2 建立檢測(cè)方法

首先，采用高速載氣對(duì)新色譜柱進(jìn)行連續(xù)老化，使檢測(cè)基線平穩(wěn)，防止其他氣體組分對(duì)色譜柱的污染，減少誤差[3]。同時(shí)參照現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)井套管氣真實(shí)組分，根據(jù)其中氮?dú)?、甲烷、氧氣、二氧化?種主要組分含量的差異，配制不同的標(biāo)準(zhǔn)氣，共涵蓋14種氣體組分。

圖1 安捷倫7890B型氣相色譜儀結(jié)構(gòu)圖

參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T13610-2014天然氣的組成分析 氣相色譜法》[4]，采用單點(diǎn)校正法，通過(guò)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)氣，優(yōu)化儀器采集參數(shù)，優(yōu)化譜圖并積分，設(shè)置校正參數(shù)，輸入標(biāo)準(zhǔn)氣中各組分的名稱及體積百分比，一一對(duì)應(yīng)，測(cè)得校正因子fi（計(jì)算公式如下），建立校正表，采用面積“歸一化法”計(jì)算樣品中某組分的含量（%，按下式計(jì)算），進(jìn)而建立《氣相色譜法分析套管氣方法》。

式中：

fi為某組分的校正因子；

mi為標(biāo)樣中某組分的濃度，%；

Ai為標(biāo)樣中某組分的峰面積，無(wú)因次量。

運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)氣驗(yàn)證該分析方法檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性是否合格，要求2次測(cè)量結(jié)果的誤差滿足表1中的要求，即為合格。

表1 濃度范圍與檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)

1.3 提高檢測(cè)精度

檢測(cè)套管氣組分時(shí)，需要通過(guò)調(diào)用不同的校正表分析檢測(cè)結(jié)果，以提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。選擇原則：標(biāo)準(zhǔn)氣體的組成與被測(cè)樣品相同或相近，特別是評(píng)價(jià)的目標(biāo)組分。出于被測(cè)樣品組分含量變化的多樣性及標(biāo)準(zhǔn)氣體品種所限，有時(shí)難于做到完全一致，在這種情況下應(yīng)選擇組成盡可能相近的標(biāo)準(zhǔn)氣體。當(dāng)含量不能做到充分接近時(shí)，最好在被測(cè)樣品兩側(cè)各選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣體，分別測(cè)定后取平均值作為測(cè)量結(jié)果。

減氧空氣驅(qū)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，油井套管氣組分含量的差異很大，氮?dú)夂?.8%～92.5%，氧氣含量0～5.8%，甲烷含量3.6%～ 82.0%。為使檢測(cè)方法能夠針對(duì)不同組分的套管氣，“量體裁衣”、因氣施測(cè)，大大提高組份分檢測(cè)的準(zhǔn)確性，參照現(xiàn)場(chǎng)套管氣組分及含量范圍情況，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣選取原則，確定合適的標(biāo)準(zhǔn)氣組分及含量，共配制6組標(biāo)準(zhǔn)氣，建立6個(gè)校正表。在具體檢測(cè)過(guò)程中，需要根據(jù)第一次檢測(cè)結(jié)果，來(lái)確定該待測(cè)氣體是否適合當(dāng)前校正表。若套管氣組分（主要對(duì)比目標(biāo)組分含量）與標(biāo)準(zhǔn)氣組分偏差超過(guò)10%，則要重新調(diào)用與之相匹配的方法進(jìn)行檢測(cè)，或取平均值作為檢測(cè)結(jié)果。

2 結(jié)語(yǔ)

氣相色譜檢測(cè)方法作為一種用于定性、定量檢測(cè)氣體組分的方法，近年來(lái)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。利用安捷倫7890B型氣相色譜儀，通過(guò)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)氣，測(cè)得校正因子，進(jìn)而建立了《套管氣組分分析檢測(cè)方法—?dú)庀嗌V法》，使氣相色譜儀能夠更精確地應(yīng)用到油田套管氣組分檢測(cè)工作中。該分析方法檢測(cè)速度快，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，方法成熟。除應(yīng)用于減氧空氣驅(qū)注入氣、套管氣含量分析外，還可以分析氮?dú)庾鳂I(yè)中氧含量、各區(qū)塊伴生氣組分等，為油田科研、生產(chǎn)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。