在油田注气开采中,空气或富氧气体注入油层虽能显著提升采收率,但氧气与高温高压油层中的烃类气体混合后,一旦氧浓度突破8%的临界值,便会形成爆炸性混合物,遇明火或高温设备即可能引发灾难性爆炸。英国Alphasense公司推出的O2-A3氧气传感器,凭借其耐高温高压、快速响应和智能联动能力,成为井下注气作业的“防爆核心防线"。
油田注气作业环境特殊苛刻:井下温度高达150℃,压力超50MPa,且伴随硫化氢(H₂S)腐蚀和机械振动。传统传感器因耐温不足(通常仅80℃)、抗干扰能力弱,难以稳定运行,导致氧浓度监测数据失真,无法及时预警爆炸风险。例如,某海上油田曾因氧浓度监测滞后,导致注气过程中发生爆炸,造成设备损毁和人员伤亡,直接经济损失超2000万元。
英国Alphasense氧气传感器O2-A3通过三项创新设计,实现井下特殊环境的稳定监测:
1. 耐温耐压结构:采用钛合金外壳与陶瓷密封技术,配合固态聚合物电解液,可在-30℃至150℃、0-50MPa范围内长期工作,远超常规传感器耐温极限;
2. 抗干扰屏障:内置特殊过滤膜可阻隔99.9%的油雾与颗粒物,同时通过算法补偿H₂S(敏感性<0.05%)和CO₂(敏感性<0.1%)的交叉干扰,确保数据准确性;
3. 长效稳定性:固态电解液技术使传感器寿命长达4年,且3个月内输出信号波动<2%,减少频繁校准带来的停机风险。
在某海上油田注空气驱油项目中,英国Alphasense氧气传感器O2-A3被部署于井下500米处的智能完井系统中。当监测到氧浓度从3%异常升至7.8%时,系统立即触发三级响应:
· 微泄漏预警:通过井口LED屏显示浓度曲线,提示操作人员关注;
· 智能关断:若氧浓度持续上升至8%,传感器联动电磁阀自动关闭注气通道,切断爆炸源;
· 历史追溯:记录泄漏发生时间、浓度变化速率等数据,辅助分析套管破损位置。
改造后,该油田实现连续3年“零爆炸事故",年节约因事故导致的停产损失超2000万元。
随着全球能源行业向更深、更热领域进军,英国Alphasense氧气传感器O2-A3已拓展至塔里木盆地超深井(耐温180℃短期冲击)、加拿大油砂项目(千米井深实时监测)等场景。其输出的4-20mA信号可无缝接入SCADA系统,结合数字孪生技术构建油层氧浓度分布模型,将响应时间从传统方案的30秒缩短至5秒内。从地下5000米的油层到海上钻井平台,英国Alphasense氧气传感器O2-A3以“快速响应、百万次耐压"的硬核性能,重新定义了高温高压注气作业的安全标准,为深地资源开发保驾护航。