本发明属于油田注水系统领域，具体涉及一种油田注水系统中药剂加入量监测系统。
背景技术：
众所周知，随着油田的开采时间的增长，注水水质的不断恶化，注水中的srb不断增多、h2s以及溶解氧等含量增高，造成油田井下管柱和输油管线的的腐蚀及结垢问题日趋严重，造成的损失亦令人触目惊心。据2003年9月对我国第二大油田胜利油田的调查显示，在短短三个月内由于腐蚀以及结垢问题造成的直接和间接经济损失高达13亿元。
而油田一个作业区平均每年注水量高达上千万方。而注水中高含量的h2s以及含氧量对而每年用于注水系统上的h2s治理以及除氧药剂方面花费大量资金。硝酸盐加入注水中可以通过厌氧细菌的作用抑制溶解的硫化物的结构；而亚硫酸钠是工业废水以及油田水中优良的除氧剂，结果是亚硫酸盐的注入，造成氧化后产物硫酸根离子为注水中srb的生长提供了更多的营养源，为h2s的产生提供了更多的条件。
因此，如何有效脱除注水系统中的h2s和氧气，并有效解决生产成本是目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种油田注水系统中药剂加入量监测系统，本发明油田注水系统中加入的药剂为硝酸盐和亚硝酸盐药剂，亚硝酸盐药剂在有效去除注水中溶解氧含量氧化后产物亦可作为硫化氢抑制剂使用，充分有效的解决了上述问题，极大地减少了因srb、h2s等原因造成的腐蚀问题；本发明的加入量监测系统，可有效的调节加药量浓度，极大地降低了油田的加药成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种油田注水系统中药剂加入量的监测系统，所述监测系统包括传感器和控制器，所述传感器包括传感器a、传感器b和传感器c；
所述油田注水系统中包括生产水管路、水源井水管路、硝酸盐药剂注入管路、亚硝酸盐药剂注入管路，生产水和水源井水汇合后的管路水注入1号注水缓冲罐中；所述硝酸盐药剂注入管路接入生产水管路的上游处，亚硝酸盐药剂注入管路接入水源井水管路的上游处；
所述传感器a设置在生产水管路内的进水口处，用于监测生产水管路内水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量；
所述传感器b设置在水源井水管路内的进水口处，用于监测水源井水中的氧含量和水流流量；
所述传感器c设置在1号注水缓冲罐的出水口处，用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量、氧含量和出水流量；
所述传感器a、传感器b和传感器c将监测信号传输到控制器内，控制器通过计算，将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入管路中计量装置a中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂注入管路中的计量装置b中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量。
硝酸盐药剂、亚硝酸盐药剂是通过计量阀和/或泵流动地连接到输送管或管汇，每一个计量阀/泵接收来自控制器的独立控制信号，以确定加入水流的硝酸盐化合物或亚硝酸盐化合物的浓度。本发明独立的控制硝酸盐化合物或亚硝酸盐化合物的加药量以适应生产需求，例如生产水量较多，水源井水需求少或停注时，单独注入生产水亦可进行单独控制，不受影响。
作为优选的技术方案：
优选的，生产水管路的上游处是指生产水管路上距生产水管路进水口的距离为生产水管路总长的1/5-1/3处的点；
水源井水管路的上游处是指水源井水管路上距水源井水管路进水口的距离为水源井水管路总长的1/5-1/3处的点。
优选的，生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留时间为25-35分钟。生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留的目的是为了实现药剂与水中各物质的充分反应，确保监测结果的准确性。
硝酸盐药剂与生产水流动连接，亚硝酸盐药剂与水源井水流动连接。药剂采用上述添加方式，可以连续快速改变注水系统中的药剂添加量，有效保证监测和调整药剂加入量效果的准确性。
优选的，所述传感器为组合型传感器（组合传感器为现有技术中常用的组合传感器）；所述计量装置a或计量装置b任选为计量阀或计量泵中的一个。
优选的，所述硝酸盐药剂为硝酸钠；
所述亚硝酸盐药剂为亚硝酸钠。
优选的，传感器a检测的生产水管路内大气中的硫化氢含量为amol/l，管路内水中溶解的硫化物含量为cmol/l；传感器b监测水源井水中的氧含量为bmol/l，则控制器在计算药剂初始加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂初始加入量a=(aq2+cq1)/q3；亚硝酸盐药剂初始加入量b=2bq4/q5；其中，q1为生产水流量；q2为生产水空气流量；q3为硝酸盐药剂注入管路的流量；q4为水源井水流量；q5为亚硝酸盐药剂注入管路的流量。
优选的，传感器c用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量dmol/l和氧含量emol/l；控制器调整药剂后续加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂后续加入量c=a+dq6/q3-2eq6/q5；亚硝酸盐药剂后续加入量d=b+2eq6/q5；q6为出水口处的水流量。
优选的，所述传感器c还可以监测1号注水缓冲罐的出水口处水中的亚硝酸盐浓度和硝酸盐浓度。
优选的，传感器c用于监测出水口处水中溶解的硝酸盐浓度为fmol/l和亚硝酸盐浓度为gmol/l；则控制器调整药剂后续加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂后续加入量c=a+dq6/q3-2eq6/q5-fq6/q3-gq6/q5；亚硝酸盐药剂后续加入量d=b+2eq6/q5-gq6/q5。
优选的，所述传感器c还可以监测1号注水缓冲罐的出水口处水中的ph值和温度。增设ph值传感器和温度传感器可以确保水质的检测结果监测注水指标，调整本加药区块之前的生产流程。
本发明还提供了的油田注水系统中药剂加入量的监测系统对应的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）监测生产水管路内进口处水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量的硝酸盐含量和生产水流速；
（2）监测水源井水进口处水中的氧含量和水流流量；
（3）监测1号注水缓冲罐的出水口水中溶解的硫化物含量、氧含量和出水流量；
控制器根据步骤（1）、根据步骤（2）和根据步骤（3）中的监测信号计算评估脱硫和除氧效果，然后将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入的计量装置a中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂的计量装置b中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量。
本发明根据微生物治理硫化氢方法，通过加入硝酸盐控制硫化氢含量；加药装置通过加药点前后的传感器监测结果进行药剂加入量的调整。
有益效果：
本发明通过在注水系统中添加亚硝酸盐作为除氧剂与硝酸盐脱硫剂的配合使用，既可以改善水质中氧含量又可以降低硝酸盐的注入量；同时油田注水水质多为偏中性或弱碱性，不会受到药剂的影响而造成ph值的改变。
本发明的硝酸盐药剂、亚硝酸盐药剂是通过计量阀和/或泵流动地连接到输送管或管汇，每一个计量阀/泵接收来自控制器的独立控制信号，以确定加入水流的硝酸盐化合物或亚硝酸盐化合物的浓度。因此，本发明的加药量监测系统可有效的调节加药量浓度，极大地降低了油田的加药成本。
本发明的监测系统和方法，可有效的调节加药量浓度，极大地降低了油田的加药成本。
附图说明
图1为本发明的油田注水系统中药剂加入量的监测系统的示意图；
其中，1-生产水管路，2-水源井水管路，3-传感器a，4-传感器b，5-传感器c，6-控制器，7-硝酸盐药剂注入管路，8-亚硝酸盐药剂注入管路，9-1号注水缓冲罐，10-2号注水缓冲罐，11-注水提升泵，12-注水井，13-计量装置b，14-计量装置a。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本发明的油田注水系统中药剂加入量的监测系统，包括传感器和控制器，传感器包括传感器a3、传感器b4和传感器c5；其中传感器a3、传感器b4和传感器c5均为组合型传感器。
油田注水系统中包括生产水管路1、水源井水管路2、硝酸盐药剂注入管路7、亚硝酸盐药剂注入管路8，生产水和水源井水汇合后的管路水注入1号注水缓冲罐9中，生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留时间为25分钟；然后流向2号注水缓冲罐10中，最后通过注水提升泵11注入到注水井12中；硝酸盐药剂注入管路7接入生产水管路1的上游处，亚硝酸盐药剂8注入管路接入水源井水管路2的上游处；生产水管路的上游处是指生产水管路上距生产水管路进水口的距离为生产水管路总长的1/5处的点；水源井水管路的上游处是指水源井水管路上距水源井水管路进水口的距离为水源井水管路总长的1/3处的点。硝酸盐药剂与生产水流动连接，亚硝酸盐药剂与水源井水流动连接，硝酸盐药剂为硝酸钠；亚硝酸盐药剂为亚硝酸钠。
传感器a3设置在生产水管路1内的进水口处，用于监测生产水管路内水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量；传感器b4设置在水源井水管路2内的进水口处，用于监测水源井水中的氧含量和水流流量；传感器a3、传感器b4将监测信号传输到控制器6内，控制器6通过计算，将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入管路中计量装置a14中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂注入管路中的计量装置b13中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量，计量装置a或计量装置b均为计量阀。
传感器a检测的生产水管路内大气中的硫化氢含量a为0.1mol/l，管路内水中溶解的硫化物含量为c0.9mol/l；传感器b监测水源井水中的氧含量b为0.6mol/l，则控制器在计算药剂初始加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂初始加入量a=(aq2+cq1)/q3；亚硝酸盐药剂初始加入量b=2bq4/q5；其中，q1、q2、q3、q4和q5均为1m/s，则硝酸盐药剂初始加入浓度a为1mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入浓度b为1.2mol/l。
实施例2
本发明的油田注水系统中药剂加入量的监测系统，包括传感器和控制器，传感器包括传感器a3、传感器b4和传感器c5；其中传感器a3、传感器b4和传感器c5均为组合型传感器。
油田注水系统中包括生产水管路1、水源井水管路2、硝酸盐药剂注入管路7、亚硝酸盐药剂注入管路8，生产水和水源井水汇合后的管路水注入1号注水缓冲罐9中，生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留时间为25分钟；然后流向2号注水缓冲罐10中，最后通过注水提升泵11注入到注水井12中；硝酸盐药剂注入管路7接入生产水管路1的上游处，亚硝酸盐药剂8注入管路接入水源井水管路2的上游处；生产水管路的上游处是指生产水管路上距生产水管路进水口的距离为生产水管路总长的1/5处的点；水源井水管路的上游处是指水源井水管路上距水源井水管路进水口的距离为水源井水管路总长的1/3处的点。硝酸盐药剂与生产水流动连接，亚硝酸盐药剂与水源井水流动连接，硝酸盐药剂为硝酸钠；亚硝酸盐药剂为亚硝酸钠。
传感器a3设置在生产水管路1内的进水口处，用于监测生产水管路内水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量；传感器b4设置在水源井水管路2内的进水口处，用于监测水源井水中的氧含量和水流流量；传感器c5设置在1号注水缓冲罐9的出水口处，用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量、氧含量和出水流量；传感器a3、传感器b4和传感器c5将监测信号传输到控制器6内，控制器6通过计算，将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入管路中计量装置a14中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂注入管路中的计量装置b13中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量。计量装置a或计量装置b任选为计量阀。
传感器c用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量d为0.2mol/l和氧含量e为0.1mol/l；控制器调整药剂后续加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂后续加入量c=a+dq6/q3-2eq6/q5；亚硝酸盐药剂后续加入量d=b+2eq6/q5；q6为出水口处的水流量。若硝酸盐药剂初始加入量a为1mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入量b为1.2mol/l，其中，q3、q5和q6均为1m/s，则控制器调整药剂后续加入量为硝酸盐药剂后续加入浓度c为1mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入浓度d为1.3mol/l。
实施例3
本发明的油田注水系统中药剂加入量的监测系统，包括传感器和控制器，传感器包括传感器a3、传感器b4和传感器c5；其中传感器a3、传感器b4和传感器c5均为组合型传感器
油田注水系统中包括生产水管路1、水源井水管路2、硝酸盐药剂注入管路7、亚硝酸盐药剂注入管路8，生产水和水源井水汇合后的管路水注入1号注水缓冲罐9中，生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留时间为25分钟；然后流向2号注水缓冲罐10中，最后通过注水提升泵11注入到注水井12中；硝酸盐药剂注入管路7接入生产水管路1的上游处，亚硝酸盐药剂8注入管路接入水源井水管路2的上游处；生产水管路的上游处是指生产水管路上距生产水管路进水口的距离为生产水管路总长的1/3处的点；水源井水管路的上游处是指水源井水管路上距水源井水管路进水口的距离为水源井水管路总长的1/4处的点。硝酸盐药剂与生产水流动连接，亚硝酸盐药剂与水源井水流动连接，硝酸盐药剂为硝酸钠，亚硝酸盐药剂为亚硝酸钠。
传感器a3设置在生产水管路1内的进水口处，用于监测生产水管路内水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量；传感器b4设置在水源井水管路2内的进水口处，用于监测水源井水中的氧含量和水流流量；传感器c5设置在1号注水缓冲罐9的出水口处，用于监测出水口处水中的硝酸盐浓度、亚硝酸盐、出水口处水中溶解的硫化物含量、氧含量和出水流量；传感器a3、传感器b4和传感器c5将监测信号传输到控制器6内，控制器6通过计算，将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入管路中计量装置a14中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂注入管路中的计量装置b13中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量。计量装置a或计量装置b均为计量泵。
传感器c用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量d为0mol/l和氧含量e为0mol/l；出水口处水中溶解的硝酸盐浓度f为0.3mol/l和亚硝酸盐浓度g为0.1mol/l；则控制器调整药剂后续加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂后续加入量c=a+dq6/q3-2eq6/q5-fq6/q3-gq6/q5；亚硝酸盐药剂后续加入量d=b+2eq6/q5-gq6/q5。若硝酸盐药剂初始加入量a为1mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入量b为1.2mol/l，其中，q3、q5和q6均为1m/s，则控制器调整药剂后续加入量为硝酸盐药剂后续加入浓度c为0.4mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入浓度d为1.1mol/l。
实施例4
本发明的油田注水系统中药剂加入量的监测系统如图1所示，包括传感器和控制器，传感器包括传感器a3、传感器b4和传感器c5；其中传感器a3、传感器b4和传感器c5均为组合型传感器
油田注水系统中包括生产水管路1、水源井水管路2、硝酸盐药剂注入管路7、亚硝酸盐药剂注入管路8，生产水和水源井水汇合后的管路水注入1号注水缓冲罐9中，生产水和水源井水汇合后的管路水在1号注水缓冲罐中的停留时间为25分钟；然后流向2号注水缓冲罐10中，最后通过注水提升泵11注入到注水井12中；硝酸盐药剂注入管路7接入生产水管路1的上游处，亚硝酸盐药剂8注入管路接入水源井水管路2的上游处；生产水管路的上游处是指生产水管路上距生产水管路进水口的距离为生产水管路总长的1/4处的点；水源井水管路的上游处是指水源井水管路上距水源井水管路进水口的距离为水源井水管路总长的1/4处的点。硝酸盐药剂与生产水流动连接，亚硝酸盐药剂与水源井水流动连接，硝酸盐药剂为硝酸钠，亚硝酸盐药剂为亚硝酸钠。
传感器a3设置在生产水管路1内的进水口处，用于监测生产水管路内水中溶解的硫化物含量、管路内大气中的硫化氢含量和生产水流量；传感器b4设置在水源井水管路2内的进水口处，用于监测水源井水中的氧含量和水流流量；传感器c5设置在1号注水缓冲罐9的出水口处，，用于监测出水口处水中的硝酸盐浓度、亚硝酸盐、出水口处水中溶解的硫化物含量、氧含量和出水流量；传感器a3、传感器b4和传感器c5将监测信号传输到控制器6内，控制器6通过计算，将反馈信号a传输到硝酸盐药剂注入管路中计量装置a14中，将反馈信号b传输到亚硝酸盐药剂注入管路中的计量装置b13中，以此不断调整和监测硝酸盐药剂和亚硝酸盐药剂的加入量。计量装置a或计量装置b均为计量泵
传感器c用于监测出水口处水中溶解的硫化物含量d为0mol/l和氧含量e为0.1mol/l；出水口处水中溶解的硝酸盐浓度f为0.3mol/l和亚硝酸盐浓度个g为0mol/l；则控制器调整药剂后续加入量时采用的计算函数为：硝酸盐药剂后续加入量c=a+dq6/q3-2eq6/q5-fq6/q3-gq6/q5；亚硝酸盐药剂后续加入量d=b+2eq6/q5-gq6/q5。若硝酸盐药剂初始加入量a为1mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入量b为1.2mol/l，其中，q3、q5和q6均为1m/s，则控制器调整药剂后续加入量为硝酸盐药剂后续加入浓度c为0.5mol/l，亚硝酸盐药剂初始加入浓度d为1.3mol/l。
传感器c还可以监测1号注水缓冲罐的出水口处水中的ph值和温度。