陳景軍，徐福剛

（中國石化勝利油田分公司河口采油廠，山東東營 257200）

注水開發(fā)是國內油田的主要開發(fā)方式，注水水質監(jiān)測成為油田開發(fā)的重要工作［1-2］。表征水質的指標有含油量、懸浮物含量、腐蝕速度、含氧量等，其中水中含油量、懸浮物含量是最重要的兩個指標。SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》中對于水中含油量、水中懸浮物含量等的實驗室測試方法做了詳細的闡述［3］。水中含油量的監(jiān)測主要采用人工取樣、萃取、分離、比色的方法。油田水中懸浮物濃度主要采用稱重法進行檢測，操作過程包括洗膜、干燥、稱重、過濾、洗油洗鹽、再次干燥并稱重等。實驗室水質測試方法存在操作程序繁瑣、取樣代表性差、人為誤差干擾等問題，而且無法實時反映各個時段的注水水質。針對這種情況，勝利油田河口采油廠在調研的基礎上開發(fā)了水中含油量和懸浮固體含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，并在現場開展了試驗。在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝方便，測試準確快速，能夠實時反映水中懸浮物濃度及含油量的變化趨勢，為水質節(jié)點控制提供有力的數據支撐，有效地提升油田回注水的水質［4-5］。在線監(jiān)測系統(tǒng)可以整體安裝在戶外環(huán)境中，設定一定的頻率，可以將數據通過RS485傳輸至處理中心。

1 水質在線監(jiān)測

1.1 水中含油量在線監(jiān)測

水中含油量的常規(guī)檢測方法大致分為三種，即可見光法、紅外法、紫外法?？梢姽夥ㄈ菀资艿筋伾母蓴_，影響測試結果的準確性；紅外法需要采用四氯乙烯作為有機溶劑，有害操作人員身體健康；紫外法能夠滿足油田對測試穩(wěn)定性及有機溶劑的要求，所以在線監(jiān)測系統(tǒng)選用紫外萃取法。

水中含油量在線監(jiān)測系統(tǒng)實現進樣、萃取、分離、比色、排廢一體化（見圖1），可設定一定的檢測頻率，可設置超限值報警；系統(tǒng)支持RS485通訊上傳數據至終端，能夠適應戶外運行環(huán)境。儀器的測試原理與實驗室人工測量方法一致，在pH≤2的條件下，樣品中的油類物質被正己烷萃取，萃取液經無水硫酸鈉脫水后，以特定波長測定吸光度，石油類含量與吸光度值符合朗伯-比爾定律。

圖1 萃取法水中含油量在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理

1.2 懸浮物在線監(jiān)測

系統(tǒng)采用近紅外散射法檢測懸浮物含量（見圖2）。系統(tǒng)內位于45°角有一個內置的LED光源，可發(fā)射880 nm波長的近紅外光，該光束經過水中懸浮顆粒的散射后，與入射光成90°角的散射光由前檢測器檢測，與入射光成140°角的散射光由后檢測器檢測，然后通過計算前、后檢測器檢測到的信號強度，得出懸浮物含量，傳至數據終端，并設置報警功能。

圖2 懸浮固體含量檢測

1.3 在線監(jiān)測結果與人工檢測結果對比

1.3.1水中含油量

選取河口采油廠義65#站，對該站3個監(jiān)測點的水中含油量進行實時監(jiān)測和人工檢測結果對比。在3個監(jiān)測點取了4組平行樣，編號為A—L（見表1）。通過對水樣進行分析對比，發(fā)現在線監(jiān)測數據與人工檢測數據趨勢一致性較好（見表2）。

表1 義65#站水中含油量監(jiān)測點及取樣

表2 不同監(jiān)測點水中含油量分析結果對比

1.3.2水中懸浮固體含量

從2020年7月14日至8月21日，對河口采油廠義65#站來水端及一級過濾出口端水樣進行監(jiān)測，結果顯示來水端水樣的懸浮物濃度波動較大，一級過濾出口端水樣懸浮物濃度相對穩(wěn)定。

來水端的在線監(jiān)測系統(tǒng)實測數據與人工檢測數據對比表明，兩者數值接近、趨勢相同，在線監(jiān)測的數值稍高（見圖3）。出口端的數據比對結果也與之類似。

2 水質在線監(jiān)測現場應用

2.1 水中含油量

對義65#站一級過濾出口進行了一定周期的水中含油量在線監(jiān)測，數據測試整體穩(wěn)定性較好，準確度較高，能夠滿足現場實時監(jiān)測需求（見圖4）。

2.2 水中懸浮固體含量

監(jiān)測發(fā)現，義65#站來水水質波動較大，即渤三集輸站的水質處理運行不穩(wěn)定，在線監(jiān)測懸浮物質量濃度為4～50 mg/L（見圖5）。在線監(jiān)測數據反映渤三集輸站的水質處理情況，8月18日數據偏高，集輸站可以提高加藥量來改善外輸水質。

圖5 義65#站來水懸浮物濃度在線監(jiān)測曲線

義65#站一級過濾裝置每天反洗時間為5:00、11:00、17:00、22:00。從圖6可以看出，2020年7月21日至7月24日，懸浮物濃度在線監(jiān)測曲線在上述幾個時間點以后都出現了波峰，而后呈緩慢下降。分析原因為義65#站水處理系統(tǒng)反洗時采用的是來水直接進行反沖洗，因來水中懸浮物濃度較高，因此每次水處理系統(tǒng)反洗過后都會出現一個峰值，加之濾料穩(wěn)定運行需要一定的沉降時間，致使懸浮物濃度下降較為緩慢?？傮w來說，在線監(jiān)測儀器能及時反映水質情況，且運行穩(wěn)定。

圖6 義65#站一級過濾出口懸浮物濃度在線監(jiān)測曲線

3 結論

（1）由于化驗室人工檢測的懸浮物中不含粒徑小于0.45μm的懸浮物，因此懸浮物濃度在線監(jiān)測值會略高于人工檢測值。對比結果表明，在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數據與人工檢測數據趨勢一致性較好，準確度較高。

（2）水中含油量在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動完成進樣、萃取、分離、比色、排廢過程，無需人員直接操作，保證了檢測的穩(wěn)定性和準確性，避免了操作人員接觸有機溶劑造成健康傷害。

（3）水質在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝方便，容易維護，能夠實時反映水中懸浮物濃度、水中含油量的變化，為加強水質節(jié)點控制提供有力的數據支撐。