采油回注水自動監(jiān)測裝置課題研究

【資料簡介】

　　采油回注水自動監(jiān)測裝置課題研究
　　
　　陜西正大環(huán)保科技有限公司
　　
　　采油廠采出原油經(jīng)脫水處理后，水中含有一定量的油、硫化物、有機酚、氰、細菌、固體顆粒以及所投加的破乳劑、絮乳劑和殺菌劑等化學藥劑。隨著油田開發(fā)進入中、后期以后，油層壓力下降很大，通過注水采油是維持油層壓力的重要手段。而無論是對采出水處理后外排或是回注，若水質不達標就會造成地表水系或地下水系的污染，打破水系本身的平衡，造成不可修復的水質污染事件。因此，對采出水水質實時自動監(jiān)測是否達標是保障油田可持續(xù)開發(fā)、提高油田的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的一個重要途徑。
　　
　　目前，國內實現(xiàn)對采出水自動監(jiān)測的采油廠大多采用的是進口監(jiān)測設備，或把進口監(jiān)測設備安裝在正壓式防爆分析小屋中，用一個大型的分析小屋實現(xiàn)對采出水的自動監(jiān)測，設備及工程造價50萬至120萬不等，如此高昂的成本，是眾多采油廠無法接受的。從現(xiàn)場使用情況來看，國外的監(jiān)測設備無法適應國內的水質環(huán)境，存在嚴重的“水土不服”，已安裝的監(jiān)測設備不僅維護成本高、故障率高，而且一旦設備監(jiān)測裝置受到污染就會造成監(jiān)測裝置癱瘓，非專業(yè)技術人員無法維護，如此現(xiàn)狀導致回注水自動監(jiān)測工作無法大面積推進，大多采油廠的回注水水質監(jiān)管處于空白狀態(tài)。
　　
　　長慶油田超低滲透油藏研究中心與正大環(huán)保共同成立項目組經(jīng)過半年的研究，成功試制出了一種維護量小，安裝使用成本低的采油回注水自動監(jiān)測裝置，該裝置專為自動監(jiān)測回注水中的原油類含量、溫度、懸浮物而設計，傳感器是利用油類物質中多環(huán)芳香烴的熒光效應來進行檢測的，監(jiān)測儀采用特定波長的高性能UVLED激發(fā)水樣油類物質中的多環(huán)芳香烴，多環(huán)芳香烴會相應的發(fā)出熒光，分析儀中的高靈敏度光電傳感器會捕捉微弱的熒光信號從而轉化為油類濃度數(shù)值，設備再將監(jiān)測值與油田數(shù)字中心實時通訊，在監(jiān)控中心可以實時查看注水水質狀況。裝置在研究中重點需要解決三個方面的問題：1、是監(jiān)測方法的簡單、易維護、易安裝問題；2、監(jiān)測設備的清洗與對惡劣水質的適應性問題；3、現(xiàn)場取樣及監(jiān)測、清洗中的防爆問題。
　　
　　一、監(jiān)測方法及傳感器選擇：
　　
　　在傳感器選擇中我們選擇了國家環(huán)境監(jiān)測總站認可的監(jiān)測方法：紫外熒光法。當光線以一個特定的波長射出（激發(fā)態(tài)）透過某些化學物質時，這些物質會再反射出一種波長更長的熒光（發(fā)射態(tài)）。而高精密的光電倍增器可以檢測到這種熒光，水中油自動監(jiān)測裝置即利用化學物質這種特性而設計。紫外熒光法作為zui快速且具有良好選擇性的方法，它可以檢測到非常低濃度的水中油，是一種可靠性強、維護量低、測量穩(wěn)定的監(jiān)測方法。選擇這種傳感器不僅適用于回注水監(jiān)測，也可用于工業(yè)生產(chǎn)中低濃度含油廢水、煉油廠、化工廠含油水的自動監(jiān)測。大大提高了裝置的使用范圍及精度（發(fā)明201430019349.X）。
　　
　　懸浮固體物感測器則使用高感度紅外線(IR)光學系統(tǒng)(使用波長范圍是860mm)穿透懸浮粒子并感測散射（900折射）回來光線強度，以測定水中的粒子濃度。該方法也是國家環(huán)境監(jiān)測總站認可的標準方法，測量精度高，可應用范圍廣，維護量小。
　　
　　二、監(jiān)測設備的清洗及對惡劣水質的適應性問題
　　
　　采油廢水監(jiān)測面臨zui大的問題是，水質成分復雜，監(jiān)測環(huán)境惡劣。而大多采油廠希望監(jiān)測裝置能夠自動運行，盡量少的人工干預，無人值守。因此，在項目研究中這一問題成為項目成功的瓶頸。
　　
　　項目組人員通過大量調研，聽取專家意見，zui終研制了一種簡單易行，設計巧妙的自動清洗裝置，射流與清潔涮兩種方式結合的自動清洗裝置（號：ZL201320645567.5）。該裝置配合適用原油的清洗劑，再結合自動清潔涮，保證了監(jiān)測探頭在惡劣的監(jiān)測環(huán)境下保持清潔。同時，裝置結構設計必須考慮到惡劣的水質對監(jiān)測設備可能帶來的影響，因此，監(jiān)測部分必須是可以通過簡單的方法拆除，并在做簡單的人工處理后可恢復出廠檢測狀態(tài)，繼續(xù)正常使用。課題組通過結構的巧妙設計，有效的解決了這一問題。保證設備可以委托非專業(yè)人員進行維護，并恢復出廠狀態(tài)。該設計大大提高了現(xiàn)場適應性，減少了維護量及使用成本，得到了采油廠管理人員的認可。
　　
　　三、現(xiàn)場取樣、監(jiān)測、清洗中的防爆問題
　　
　　采油廠安全是*位，而采油廢水中不僅含油類物質，更多是的油氣混合物質，因此，在監(jiān)測裝置設計中必須考慮防爆的同時，考慮到油氣的排放，避免油氣集聚帶來安全防患。但監(jiān)測設備由于其特殊工作原理，有時很難滿足防爆要求，而大多采用的分析小屋式防爆，成本高，施工難度大，占地大，無法滿足大量推廣使用。此次，項目組對監(jiān)測裝置在結構設計中采取了隔離防爆，監(jiān)測部分、控制部分、射流清洗裝置、電器部分均采取分離設計，隔離防爆，采樣管路也使用防爆控制閥，所有電器采用低壓供電，滿足防爆要求。同時，項目組對油氣問題做了專門設計，確保測量池中油氣可以及時排空擴散，保證了測量的準確性及安全性。
　　
　　結論：該項目的研究，zui大程度的降低的監(jiān)測設備的成本，降低了設備的維護費用、運行費用，做到了安裝簡單，占地小，維護量小，一般一臺監(jiān)測設備可能兩天時間安裝完成。為油田采出水水質監(jiān)管提供了適應性強、可靠耐用的解決方案。為后期提升管理水平奠定了基礎。目前，該監(jiān)測設備除傳感器光源及核心部件使用進口產(chǎn)品外，其它配件均實現(xiàn)了國產(chǎn)化。相信隨著使用量越來越大，我們的設計會更加優(yōu)化，成本會更低，運行會更穩(wěn)定。該裝置也會成為油田生產(chǎn)管理、環(huán)境管理中*的裝置。