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(zhì)的存在，使管道中不存在絕對“干”的環(huán)境，其中氣相含有CO₂、H₂S等腐蝕性氣體，與水溶解電離后呈現(xiàn)酸性，從而對海底管道造成腐蝕。因此，現(xiàn)場準(zhǔn)確進(jìn)行CO₂、H₂S氣體濃度的檢測，并快速掌握其變化規(guī)律規(guī)律對于腐蝕與防護(hù)措施的制定奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2檢測方法與標(biāo)準(zhǔn)

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(lán)法、乙酸鉛反應(yīng)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(xué)法、檢測管著色長度法。

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

02 檢測管著色法參照標(biāo)準(zhǔn)

ASTM D4810-06（2015）《使用著色長度檢測管對天然氣中硫化氫的試驗(yàn)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(yàn)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(chǎn)生影響，而以下幾種因素在實(shí)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(jié)果造成干擾，建議采用密封式的取氣設(shè)備。

取樣位置

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

3.2 檢測管與附件質(zhì)量

檢測管質(zhì)量

每種品牌的檢測管其質(zhì)量、檢測精度不一，批量選取不同品牌檢測管，使用標(biāo)氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選用誤差范圍最小的檢測管品牌。

附件質(zhì)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(jié)果精度。

3.3 檢測環(huán)境溫度

在檢測管的包裝或說明書上會注明檢測環(huán)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(nèi)化學(xué)藥劑反應(yīng)不充分，對檢測精度造成影響。

3.4 顯色讀數(shù)

受到檢測管中顯色劑的均勻性和填料的緊實(shí)度影響，造成了顯色柱在管壁局部不均勻現(xiàn)象，這給檢測結(jié)果的讀數(shù)帶來了困難，當(dāng)檢測管量程較大時，誤差能達(dá)到10%~20%，所以在實(shí)際檢測中，針對這一現(xiàn)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(jìn)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(jìn)行氣體置換，排空內(nèi)部殘留氣體，反復(fù)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(guī)定，在一定時間內(nèi)吸取固定體積的氣體（即吸氣泵實(shí)際沖程數(shù)）。常見要求為3分鐘內(nèi)吸取50ML或100ML氣體，具體如下圖所示：

4.3 讀數(shù)

達(dá)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(diǎn)對應(yīng)的刻度值，并記錄氣體的溫度和環(huán)境壓力。

如果出現(xiàn)“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(diǎn)平行檢測至少3組，取平均值為最后檢測結(jié)果。

沖程校正

如果實(shí)際沖程數(shù)與額定沖程數(shù)不同，則按如下公式校正讀數(shù)：

ppm（校正后）=ppm（現(xiàn)場讀數(shù)）×額定沖程數(shù)/實(shí)際沖程數(shù)