水質(zhì)化驗(yàn)分析及誤差控制研究

楊露

摘? 要：油田開采作業(yè)中水質(zhì)檢驗(yàn)是重要工作之一，可為開采工作提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)和作業(yè)指導(dǎo)。為提高水質(zhì)化驗(yàn)分析結(jié)果準(zhǔn)確性和精密度，本文針對水質(zhì)化驗(yàn)分析誤差進(jìn)行研究，闡述了水質(zhì)檢驗(yàn)分析中主要誤差類型，并且重點(diǎn)探討有效控制誤差的可行性措施。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)化驗(yàn);誤差控制;油田;數(shù)據(jù)

前言：

在油田開采中進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)分析具有重要意義，通過進(jìn)行六項(xiàng)離子含量檢測等，分析油田水變化情況，從而指導(dǎo)科學(xué)找油。此外，進(jìn)行氯離子含量檢測和pH值檢測、礦化度檢驗(yàn)等，輔助油田水位監(jiān)測。但是受到多因素影響，水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果較易產(chǎn)生誤差，有效控制誤差、提高數(shù)據(jù)精度對于油田高效率、安全開采油礦具有積極意義。

1水質(zhì)檢驗(yàn)常見誤差類型

1.1系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差通常在化驗(yàn)過程中產(chǎn)生，常見影響因素包括化驗(yàn)采用的儀器設(shè)備、化驗(yàn)執(zhí)行流程等。系統(tǒng)誤差對數(shù)據(jù)信息影響相對較小，通常不會嚴(yán)重影響最終分析結(jié)果，對概括值也不會產(chǎn)生顯著影響。

1.2過失誤差

所謂過失誤差即人為誤差，此種誤差對檢驗(yàn)結(jié)果影響顯著，可能導(dǎo)致水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際水質(zhì)情況存在顯著差異。過失誤差發(fā)生率較低，同時(shí)無法通過有效措施加以規(guī)避。過失誤差較易發(fā)生在精密儀器檢測中，常規(guī)情況下，化驗(yàn)完成之前可發(fā)現(xiàn)和糾正人為誤差。

1.3絕對誤差

絕對誤差即無法消除的誤差，此種誤差客觀存在，對檢測結(jié)果無顯著影響。絕對誤差是比較恒定的誤差，測量后部分固定因素影響引起此類誤差，可將其視為恒定變量，在控制變量環(huán)節(jié)中處理，對不同測試組測試結(jié)果差異不會產(chǎn)生顯著影響。受到技術(shù)升級影響，此類誤差逐漸減少，部分精密儀器化驗(yàn)檢測時(shí)對絕對誤差控制效果良好?；?yàn)中所使用的儀器、設(shè)備以及操作流程和人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等是產(chǎn)生絕對誤差的常見原因。在水質(zhì)檢驗(yàn)中，即使經(jīng)過完善準(zhǔn)備、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)流程，檢測值和實(shí)際值也會存在差異，此種數(shù)據(jù)差異可能通過技術(shù)干預(yù)持續(xù)趨近于0，但是將持續(xù)存在無法消除，因此被稱為絕對誤差。

1.4隨機(jī)誤差

所謂隨機(jī)誤差，即隨機(jī)性因素影響造成的誤差。在水質(zhì)化驗(yàn)中，存在諸多不確定因素，這些因素均可能引起化驗(yàn)結(jié)果異常。隨機(jī)誤差誘因中既有主觀因素也有客觀因素，并非必然存在，可通過有效措施降低隨機(jī)誤差風(fēng)險(xiǎn)。在水質(zhì)化驗(yàn)中此類誤差較易嚴(yán)重影響最終結(jié)果，降低結(jié)果可靠性。該類誤差發(fā)生范圍較小，可通過科學(xué)分析確定誤差誘因，加以預(yù)防或消除。

2控制水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果誤差的可行性措施

2.1直接誤差控制

水質(zhì)檢驗(yàn)中為有效控制誤差，應(yīng)全面獲取所需數(shù)據(jù)。常見測量方法包括直接測量與間接測量。其直接測量需要儀器設(shè)備，直接讀取檢測結(jié)果。所謂間接測量，即對直接測量結(jié)果進(jìn)行公式計(jì)算分析，以計(jì)算結(jié)果作為測量值。常規(guī)情況下，直接測量獲取檢測數(shù)據(jù)后，單次檢測結(jié)果準(zhǔn)確性較低，多次檢測結(jié)果存在差異。在油田水質(zhì)檢驗(yàn)中，檢驗(yàn)人員進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)過程中，檢測條件等均會影響檢驗(yàn)過程，在后續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，檢驗(yàn)條件不同造成檢驗(yàn)結(jié)果不同。受此影響，部分水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目僅可實(shí)施一次檢驗(yàn)，關(guān)于此類誤差，必須結(jié)合實(shí)際檢驗(yàn)情況予以糾正。對于部分檢驗(yàn)項(xiàng)目難以通過計(jì)算等進(jìn)行檢驗(yàn)質(zhì)量監(jiān)控。部分測量值具有較小的隨機(jī)誤差，對于此類檢驗(yàn)，在設(shè)備檢驗(yàn)階段有效控制誤差。無法計(jì)算檢驗(yàn)的項(xiàng)目測量結(jié)果最大允許誤差要求低于50%儀器最小刻度數(shù)據(jù)。許多檢驗(yàn)項(xiàng)目可通過重復(fù)測量即多次檢驗(yàn)方法提高檢驗(yàn)精度，但是在重復(fù)檢驗(yàn)過程中應(yīng)控制為相同環(huán)境和檢驗(yàn)條件，獲取檢驗(yàn)數(shù)據(jù)后，采用數(shù)學(xué)方法測量和計(jì)算數(shù)據(jù)，得出平均值，該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通常與實(shí)際情況符合度較高，誤差較小。誤差控制中，重復(fù)檢驗(yàn)結(jié)果精度通常與檢驗(yàn)次數(shù)正相關(guān)，即進(jìn)行多次重復(fù)檢驗(yàn)后取其平均值，在一定限度內(nèi)檢驗(yàn)次數(shù)越多其平均值越接近真實(shí)水平，目前研究認(rèn)為10次為最優(yōu)檢驗(yàn)次數(shù)，檢驗(yàn)次數(shù)超過10次后數(shù)據(jù)精度無更理想變化。通過10次處理獲取平均誤差，得出計(jì)算結(jié)果。根據(jù)算數(shù)平均值與平均誤差，得出最終檢驗(yàn)真值。在計(jì)算過程中應(yīng)分析實(shí)際情況，科學(xué)控制真值范圍，從而良好消除數(shù)據(jù)誤差，提高檢驗(yàn)精度。

2.2間接誤差控制

水質(zhì)化驗(yàn)時(shí)，將直接檢測數(shù)據(jù)作為已知條件，使用公式計(jì)算可獲取間接測量值。在此過程中直接測量數(shù)據(jù)對計(jì)算結(jié)果誤差產(chǎn)生直接影響，與此同時(shí)計(jì)算公式是否科學(xué)實(shí)用也影響最終結(jié)果。直接和間接數(shù)據(jù)中一旦存在其他計(jì)算法則，較易產(chǎn)生較大絕對誤差。在計(jì)算法則中，乘除法、平方或開方等均可能產(chǎn)生此種影響。在運(yùn)算過程中可能放大或者縮小絕對誤差和相對誤差。分析間接數(shù)據(jù)誤差時(shí)必須綜合直接數(shù)據(jù)，直接數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度符合一定標(biāo)準(zhǔn)后分析間接誤差。在此過程中應(yīng)關(guān)注一些重點(diǎn)問題，例如在運(yùn)算法則應(yīng)用后，將改變間接數(shù)據(jù)誤差和真值范圍，為降低此種誤差影響，應(yīng)在數(shù)據(jù)分析中針對性說明此類情況，促進(jìn)得出嚴(yán)謹(jǐn)化驗(yàn)結(jié)論。

2.3實(shí)測數(shù)據(jù)誤差控制

水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算分析中，不僅需要具有專業(yè)技術(shù)水平、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作，而且要求檢驗(yàn)人員具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)?；?yàn)工作應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行，同時(shí)規(guī)范處理數(shù)據(jù)。在水質(zhì)檢驗(yàn)中常用雙盲法讀取、校對和錄入檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，在此過程中監(jiān)控誤差。處理數(shù)據(jù)時(shí)，可應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行直接處理。水樣分析屬于重復(fù)性較強(qiáng)的科學(xué)操作，油田水質(zhì)檢驗(yàn)中，通常檢驗(yàn)結(jié)果具有一定穩(wěn)定性，即水質(zhì)相對穩(wěn)定，一旦水質(zhì)發(fā)生顯著成分變化，提示該水樣取樣區(qū)域可能存在重大污染事故，例如石油泄漏等。因此在檢驗(yàn)中應(yīng)綜合工作經(jīng)驗(yàn)分析和校對檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行有效誤差控制。讀取檢驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)合理使用技巧，執(zhí)行規(guī)范操作。例如在讀取化驗(yàn)操作后滴管數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)保證平視試管液面，科學(xué)讀取數(shù)據(jù)，從而控制人為誤差，提高檢驗(yàn)精度，減少技術(shù)性操作對檢驗(yàn)結(jié)果的消極影響。

2.4精密度控制

在水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)控中，通常使用兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)作為質(zhì)控評價(jià)依據(jù)，分別為精密度和準(zhǔn)確度。所謂準(zhǔn)確度，即真實(shí)值、測定值二者偏差大小，可對系統(tǒng)誤差嚴(yán)重性進(jìn)行反應(yīng)，此種誤差通常表示為相對誤差。所謂精密度，即對檢驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行控制，實(shí)施重復(fù)實(shí)驗(yàn)，均勻測定最終數(shù)據(jù)，最終數(shù)據(jù)可對測定結(jié)果可靠性進(jìn)行隨機(jī)反映，通過該數(shù)據(jù)可了解平均值、測定值存在的偏差。在上述兩個(gè)指標(biāo)中，精密度是基礎(chǔ)，也是提高準(zhǔn)確度的前提。通過需要通過消除測定誤差，保證精準(zhǔn)測定，然后使用檢驗(yàn)精密度進(jìn)行準(zhǔn)確度描述。分析水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果時(shí)，首先應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)精密度，然后分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，基于二者關(guān)系科學(xué)控制誤差。

2.5數(shù)據(jù)分析

水質(zhì)化驗(yàn)分析中，應(yīng)將每組化驗(yàn)誤差、數(shù)據(jù)測量值控制在一定范圍內(nèi)。部分情況下可能出現(xiàn)某組數(shù)據(jù)與其他檢測結(jié)果存在顯著偏差的情況，此種情況通常被認(rèn)定為異常數(shù)據(jù)，或者屬于離群數(shù)據(jù)。當(dāng)異常數(shù)據(jù)發(fā)生時(shí)，應(yīng)充分分析數(shù)據(jù)，全面調(diào)查異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生原因。在離群數(shù)據(jù)分析中，可采用肖維涅法和拉布斯法等多種檢驗(yàn)方法，其中前者比較常用。使用該方法時(shí)，需要進(jìn)行多次數(shù)據(jù)測量，其中最大值、最小值歸入異常數(shù)據(jù)，對多組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲取平均數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)差，劃定異常數(shù)據(jù)范圍，將超出該范圍的數(shù)據(jù)予以剔除，分析一定范圍內(nèi)的異常數(shù)據(jù)。在此過程中取舍處理數(shù)據(jù)，客觀判斷實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，從而提高結(jié)果準(zhǔn)確性與真實(shí)性。

結(jié)論：綜上所述，油田作業(yè)中應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)化驗(yàn)重視度，采用先進(jìn)技術(shù)、儀器進(jìn)行科學(xué)化驗(yàn)。在此過程中應(yīng)全面控制消極影響因素，規(guī)范執(zhí)行檢驗(yàn)流程，加強(qiáng)實(shí)測數(shù)據(jù)應(yīng)用和有效數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理方式，全方位降低誤差，獲取可靠性、精確性數(shù)據(jù)，保證檢驗(yàn)結(jié)果科學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙思捷. 油田水質(zhì)常規(guī)化驗(yàn)的誤差分析[J]. 化學(xué)工程與裝備，2022， （02）：205-206+174.

[2]王琳，馬榮生，王嗣淳. 試析水質(zhì)化驗(yàn)分析中的質(zhì)量控制辦法[J]. 質(zhì)量與市場，2020，（08）：25-27.

[3]黃莉莉. 探究質(zhì)量管理與控制在污水處理水質(zhì)化驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（16）：49-50.