1概 述

海底管道輸送油氣中含水及所含水蒸氣的凝析作用以及鹽類等電解質的存在，使管道中不存在絕對“干”的環境，其中氣相含有CO₂、H₂S等腐蝕性氣體，與水溶解電離后呈現酸性，從而對海底管道造成腐蝕。因此，現場準確進行CO₂、H₂S氣體濃度的檢測，并快速掌握其變化規律規律對于腐蝕與防護措施的制定奠定數據基礎。

2檢測方法與標準

01 CO₂、H₂S檢測方法

CO₂檢測方法共有5種分別為：碘量法、亞甲藍法、乙酸鉛反應速率雙光路檢測法、氣相色譜法、檢測管著色長度法；H₂S檢測方法共有5種分別為：滴定法、氣相色譜法、紅外光譜法、電化學法、檢測管著色長度法。

由于對CO₂/H₂S檢測的前四種方法對實驗條件的要求較高，難以在現場大規模推廣，目前國內、國際上油田對腐蝕性氣體進行現場檢測時普遍采用檢測管著色長度法，該方法結構及操作簡單，價格低廉且分析速度快，可直接在現場進行檢測。

02 檢測管著色法參照標準

ASTM D4810-06（2015）《使用著色長度檢測管對天然氣中硫化氫的試驗方法》

ASTM D4984-06（2015）《使用著色長度檢測管對天然氣中二氧化碳的試驗方法》

3 影響檢測精度的因素

在使用檢測管著色法檢測過程中，往往有很多干擾因素會對檢測精度產生影響，而以下幾種因素在實際操作中比較常見。

3.1 氣體樣品采集

取樣方法

取樣過程中容易使樣品參雜空氣從而對檢測結果造成干擾，建議采用密封式的取氣設備。

取樣位置

由于受混輸海底管道油氣水三相流態的影響，取樣位置設置在海底管道的底部和頂部所取氣樣的檢測結果會有偏差。

3.2 檢測管與附件質量

檢測管質量

每種品牌的檢測管其質量、檢測精度不一，批量選取不同品牌檢測管，使用標氣進行實驗，選用誤差范圍最小的檢測管品牌。

附件質量

附件是指與檢測管配套使用的取氣泵和軟管，其采氣量和密閉性等，都會影響檢測結果精度。

3.3 檢測環境溫度

在檢測管的包裝或說明書上會注明檢測環境溫度要求，一般為0℃~40℃之間，超出該范圍可能會造成檢測管內化學藥劑反應不充分，對檢測精度造成影響。

3.4 顯色讀數

受到檢測管中顯色劑的均勻性和填料的緊實度影響，造成了顯色柱在管壁局部不均勻現象，這給檢測結果的讀數帶來了困難，當檢測管量程較大時，誤差能達到10%~20%，所以在實際檢測中，針對這一現象，我們采取讀取中值的方法來保證檢測精度。

04 檢測管著色法操作步驟

檢測管著色法對天然氣中CO2/H2S的檢測，主要分為三個步驟，其中第一步取樣最為重要，具體操作如下：

4.1 取樣

使用具有良好密閉性的取樣裝置和氣袋，連接取樣口進行取樣操作。需要注意的是，取樣裝置和氣袋在連接前需要進行氣體置換，排空內部殘留氣體，反復三次。取樣操作如下圖所示：

4.2 檢測

選擇合適量程的檢測管，將檢測管首尾兩端用切割器割開或掰斷，首端與氣袋連接，末端與取氣泵口連接（保證連接處密閉性），且檢測管上的箭頭方向指向吸氣泵，緩慢拉動取氣泵，按照檢測管說明書上規定，在一定時間內吸取固定體積的氣體（即吸氣泵實際沖程數）。常見要求為3分鐘內吸取50ML或100ML氣體，具體如下圖所示：

4.3 讀數

達到所需時間后，將檢測管從吸氣泵上取下，立即從檢測管的刻度表讀出CO2或H2S濃度值，讀取最大著色點對應的刻度值，并記錄氣體的溫度和環境壓力。

如果出現“溝槽”（即不均勻的著色長度），選其最大和最小著色長度，然后取這兩個值的平均值。

每個檢測點平行檢測至少3組，取平均值為最后檢測結果。

沖程校正

如果實際沖程數與額定沖程數不同，則按如下公式校正讀數：

ppm（校正后）=ppm（現場讀數）×額定沖程數/實際沖程數