化验工操作培训教材.doc

目 录第一章 绪论第二章样品采集第一节原油样品采集第二节 油田水取样第三章原油简分析第一节原油脱水第二节原油含水测定第三节密度测定第四章油田水分析第一节一些油田水的术语第二节油田水成因第三节 油田水性质分析基本知识第四节油田水部分物理性质第五节碱度的测定第六节氯离子（含盐量）的测定第七节硬度的测定第五章油田水现场分析第一节 悬浮物第二节 溶解氧第三节 铁含量第四节 含油量（萤光比色法）第一章 绪论人们远至宋代就知道使用石油，但石油开采直到世界范围的工业革命开始后大规模发展起来，在20世纪30年代逐步对油气田的原油、天然气、油田水得到全面重视，开始研究油气田开采中的各个环节，使得油田化学全面发展，并于20世纪60年代成为化学领域内一门具有重要意义的专门学科。关于原油、天然气的起源、运移、聚集，并形成储集层，有较多的论述，在几乎每一门有关油气田地质的专业学习中都有详细论述。油田水在油田开采初期不被认可，直到20世纪20年代中期才被逐渐认识到它的存在性和与油气形成有着密切关系。注水开发在油田开采初期就已经被自觉和不自觉的运用，但并没有认识到开采时的水驱油效果，而现在却作为一种最有效的二次采油技术而被广泛应用。原生水和初生水相互混合，在采出油井或气井后，而呈现不同的物理和化学性质。这些开采出的相对“原始”的地层水，通过对其物理化学性的分析，可以确定出某一地层水，这也成为一个在基层油田化学室工作者的一个重要内容。如不考虑注入水的影响，与石油开采出的地层水会随石油采出量的降低而增加。如果在其它油气的测试中证明这是边水，可以在开采过程中加以利用而不应过多的管理和进行措施；如果是低水，则必须在全面考查该井的作用后而进行关井或改为注水井。在现实油气水开采中，会因固井质量、地层腐蚀、地层变形等原因而导致套管破损，这时往往会出现油井动态的变化，也可用油田化学分析的方法确定出套管破损的层位，最后应用相应的工艺技术对该井加以修补，重新利用。在现在的决大多数油田，与石油开采出的水有一部分因重力与石油分层，而其中一部分则和原油相混和，既有水包油状态，也有油包水状态，它们的破乳方法各不相同，各地原油的破乳难易程度也不相同，在此情况下，应用加热或使用破乳剂的方法使之分离而达到净化油的程度。在采油初期，人们把地层水倒在附近地面，让其进行自然蒸发或渗入地下，直到了20世纪30年代后期，人们才开始将油水进行处理后，把水注入储层或注入另外的深部含水层。一般情况下，含有少量原油的注水系统有除油装置，有悬浮物过滤设备。为避免油田注水系统的腐蚀和防止储层结垢问题的出现，当前在最大范围使用油田助剂的方法解决这一问题。在现今的二次采油过程中，寻找其它水源解决注入水的短缺是保证水量的直接选择，这不但要求产出水与其配伍，也要求与储层中的原生水配伍。到了20世纪90年代，人们提出了“HSE”的概念，则更注意产出水的处理与回注工作。在这一工作过程中，油田工作者最关心的问题是产出水回注与原生水的配伍性问题，而这正是做好注水开发的一个前期最重要的工作。但不幸的是几乎任何两种水都会存在一定的差异性，注水处理剂的选择是达到稳定和有效注水的关键。第二章样品采集第一节原油样品采集一、 原油样品采集要求1、为了确保样品不受污染和轻质组分不损失，必须有专用的取样桶或瓶，密封性要好，桶或瓶取样前必须洗净烘干。2、取样时，必须填写标签，注明取样地点、部位、取样方式、取样日期、取样人等有关内容，必要时注明分析项目或其它需要说明的问题。3、两个以上样品，必须有取样或送样清单，清单与标签注明必须一致。另外，注明取样序号、分析项目和说明等，随油样移交有关人员，并办交接手续。4、取回的油样要放在低温阴凉处妥善保存，严禁放在阳光下或暖热设备附近。二、井口原油样品取样1、开取样阀，先将死油放净，然后将新鲜油样放入样桶。2、油样分三次取成，每次取总油样的1/3左右，每次取样间隔5min，待油里的气泡逸出后再继续取样，取样数量视分析要求和含水高低而定。3、盖好取样瓶盖子，将桶外原油擦净，填写好标签。三、油罐中取样按GB/T47561998石油液体手工取样法摘编1、定义（1）组合样按规定的比例合并若干个点样所得到的代表整体物料的样品。一般类型的组合样是按下列之一合并而成a、等比例合并上部样、中部样和下部样；b、等比例合并上部样、中部样和出口液面样；c、从非均匀油品中，在多于3个液面上所取得的一系列点样，并按其所代表的油品数量成比例掺合而成；d、在规定的间隔从管线内的流体中采取的一系列等体积的点样。（2）点样在油罐内规定的位置上或者是在泵送操作期间在规定的时间从管线中取得的样品。（3）出口液面样从油罐内输出液体的最低液面取得的样品。确定这个液面时，对于罐内附近（例如摇臂、抽出挡板或内部弯头）可有适当的允差。（4）上部样在石油液体的顶表面下其深度的六分之一液面处所取得的样品。（5）中部样在石油液体的顶表面下其深度的二分之一液面处所取得的样品。（6）下部样在石油液体的顶表面下其深度的六分之五液面处所取得的样品。（7）顶部样在石油液体的顶表面下150mm处所取得的点样。2、取样原则：当罐内油品静止时，才能进行取样（应先放出底部游离水）。油品分析通常取下述样品之一：（1）上部样、中部样和下部样；（2）上部样、中部样和出口液面样。如果对这些样品的试验表明罐内油品是均匀的，就可以将这些样品等比例地合并，并进行下一步的试验。如果对这些样品的试验表明罐内的油品是不均匀的，就必须在多于3个液面上采集样品，并制备用于分析的组合样。如果掺合会损害油品的完整性，就单独分析每个样品，并计算每个样品所代表油品的比例。3、取样器取样器应能在罐内任何规定的液面处采取样品，并符合GB/T47561998的规定。4、安全注意事项（1）综述a、应使取样人员知道取样工作中的潜在危险，并遵守安全注意事项的规定。b、应严格遵守包括进入危险区域的全部安全规程。c、在取样期间应注意避免吸入石油蒸汽，戴上不溶于烃类的保护手套。在有飞溅危险的地方，应带上眼罩或面罩。在处理含硫原油时，应附加必要的注意事项。（2）设备a、降落取样器具用的绳子应是导电体。它不得完全用人造纤维制造，最好用天然纤维。b、用于可燃性气氛的便携式金属取样器应用不打火花的材料制成。c、用于电分级区域的照明灯和手电筒应是被批准的形式。d、为了防护与被取样物料有关的全部已知危险，取样者应穿戴上适当的衣服和装备。（3）取样点a、取样点应能够以安全的方法取得样品。与取样有关的任何潜在危险都应清楚地注明，并建议安装压力表。b、应由主管人员经常保养和定期检查取样点和取样设备，并记录检查结果。c、到取样点的安全通路应有充足的光线。保持路梯、楼梯、平台和栏杆在结构上的安全状态，并由主管人员定期检查。d、设备上的任何泄露或故障都应立即向主管人员报告。e、取样时，应注意避免吸入石油蒸汽。（4）静电a、取样时，为防止打火花，在整个取样过程中应保持取样导线牢固接地，接地方法一是直接接地，一是与取样口保持牢固的接触。b、在可能存在易燃气体的区域不得穿能打火的鞋。建议在干燥地区不要穿胶鞋。c、应穿防静电的衣服，不得穿人造纤维制品的衣服。d、在大气电干扰或冰雹暴风雨期间不得进行取样。e、为了使人体上的静电荷接地，在取样前，取样者应接触距离取样口至少1m远的油罐上的某个导电部件。5、操作方法（1）注意事项a 、不应从未打孔的静止管、导向柱或立管中采取样品，因为未打孔管中的内含物对油罐中相同深度或管外相对位置的大量内含物一般没有代表性。静止管、导向柱或立管样品只应从已打孔的管中采取，因为管内外的油品可以自由流动。b、严格检查取样器具，包括封闭器，确保其清洁和干燥。c、当采取挥发性原油样品时，如果必须避免轻组分损失时，例如用于密度、蒸汽压或蒸馏测定，不能从初始的样品容器转移或合并油品。运输和贮存样品时，应将样品容器倒置，避免通过封闭器损失轻组分。d、根据液体的性质和温度、环境温度和所需样品的目的，必须注意下列注意事项：a）在取样点通过样品冷却器输出样品；b）将样品容器冷却到适当温度；c）保持样品容器冷却，直到密封好为止。如果需要时，可将样品容器浸在冷却介质中冷却。e、如果分发样品，必须注意要符合相应的规章。如果使用吸收性的包装材料，则要用纸、塑料或粘胶纤维帽包住软木塞或瓶颈，防止在瓶口处污染样品，并要保证所使用的材料不会污染样品。（2）立式圆筒形固定油罐a、点样降落取样器，直到其口都达到要求的深度，用适当的方法打开塞子，在要求的液面处保持取样器具直到充满为止。当采取顶部样品时，要小心地降落不带塞子的取样器降到液面下150mm处，当气泡停止冒出表明取样器充满时，将其提出。当在不同液面取样时，要从顶部到底部依次取样，这样可避免扰动下部液面。使用取点样方法，应先从上部、中部和出口液面采取样品，把它们送到实验室，用标准方法（GB/T1884和GB/8929）测定密度和水分，检验油罐内含物的均匀性。如果这些检验结果与其平均值的差值在表1范围之内时则样品可以看作代表整体。如按其它标准方法测定密度和水分，这些检验结果与其平均值的差值在该方法的重复性范围内时，则样品可以看作代表整体。样品均匀性规定表1密度油品差值，g/cm3透明，低粘度不透明0.00120.0015水分水含量，%差值，%0.00.1大于0.1见标准0.11 如果不是如此，或如果不可能在完成取样之前检验样品时，就要从油罐的出口液面底部测量到液体表面，以每米间隔抽取样品。如果出口管降到一个容量小于500L的小集油池中，就取出罐底部最低处样品。检验这些样品，并使用这些试验结果去计算罐内含物的性质。b、组合样制备组合样，是把有代表性的单个样品的等分样转移进组合样容积中。注：轻组分的蒸发和水或沉淀物粘附到初始的取样器内壁上，都会影响样品所代表的性质。除非有特殊规定或者是经过有利害关系的团体同意，才能制备用于试验的组合样。否则，就应对单个的点样进行试验，然后由单个试验结果和每个样品所代表的数量按比例计算整体的试验值。c、立式油罐中液柱高度在1m以下时，取液柱中部样；液柱高度在13m的，取液面下20cm和出口面样，按1:1掺合成组合样。注：此段话GB/T4756标准文本中没有，是编者根据油田生产实际需要，参照1982年版长庆油田油田生产管理规程中相关规定编的，可参考应用。（3）卧式圆筒形固定油罐应按照5.(2).a所述，在表2中指明的液面上采取样品，作为点样，如果需要按5.(2).b所述合并成组合样时，将取得的点样按表2中表明的比例进行合并。卧式圆筒形固定油罐取样要求表2液体深度（直径的百分数）取样液面（罐底上方直径的百分数）上部 中部 下部组合样（比例的份数）上部 中部 下部100908070605040302010807570505050505040202020202020201510533244565433345610101010（4）汽车罐车把取样器降到油罐车罐内油品深度的二分之一处。以急速的动作拉动绳子，打开取样器的塞子，待取样器内充满油后，提出取样器。四、计量间（或阀组间）取油样1、在计量间（或阀组间）取油样是指在各井和区块输油管线的取样阀门放出原油。2、混合管线和单管轮输所取得的样无代表性。3、计量管线取单井样，应根据单井产量高低及管线长度而确定开始取样时间。4、取样前先将死油放净，再取新鲜油样。五、管线取样依据GB/T47561998石油液体手工取样法摘编1、管线样分为流量比例样和时间比例样两种。推荐使用流量比例样，因为它和管线内的流量成比例。2、对于输油管线中输送的石油或液体石油产品，应按照下列规定从取样口采取流量比例样，而且要把所采取的样品以相等的体积掺合成一份组合样（见表3）。输油管线取样要求表3输油数量，m3取样规定不超过1000超过100010000超过10000在输油开始时1）和结束时2）各1次在输油开始时1次，以后每隔1000m31次在输油开始时1次，以后每隔2000m31次1） 输油开始时，指罐内油品流到取样口时。2） 输油结束时，指停止输油前10min。对于时间比例样，可按照下列规定从取样口采取样品并把所采取的样品以相等的体积掺合成一份组合样（见表4）。输油管线按时间取样要求表4输油时间，h取 样 规 定不超过1超过12超过224超过24在输油开始时1）和结束时2）各1次在输油开始时，中间和结束时各1次在输油开始时1次，以后每隔1 h 1次在输油开始时1次，以后每隔2 h 1次1）、输油开始时，指罐内油品流到取样口时。2）、输油结束时，指停止输油前10min。第二节 油田水取样从油井井底对产出水取样，是获得储层原生水性质的直接途径，这在油田开发的各个时期是非常重要的。原生水在储层的一些力的作用下，促进了不同离子的相互混合，但这种混合是不均匀的，导致一个油田各个区块的原生水离子含量有一定的差别；同时，原生水在同一地层的不同深度和横向上是不同的。因此想得到一个油田原生水全部的组分特征，是不可能的，但可以用如下取样方法取得近似的原生水组分特征。（1）、取样油井在该区块的位置和在取样井的分布上是关键和合理的；（2）、取样的油井在取样过程中能获得最具代表性的产出水样；（3）、取样油井在储层的分布和含水保和度上是具有代表性的。最具代表性的水样，是该油井作为取样油井确定后，在生产一段时间后，在油井钻井和完井过程中的滤液和压裂液等液体完全排尽后，所取得的样品。一、水样的采集1、采集注水系统的水样应具有代表性。除特殊目的外，应避免非正常状态下取样（如停注、施工、洗井等）。2、取样瓶应洗净，全分析样用1升具塞细口瓶。3、取样前将取样点阀门打开，以每分钟510升的流速畅流3分钟后再取样。4、用欲取水冲洗取样瓶三次，将水样装入瓶中，瓶口留少许空间，盖好瓶塞。5、细菌分析需在现场接种，送实验室培养。6、溶解氧、铁、滤膜因数、硫化氢、悬浮物、二氧化碳均须在现场测定。7、取测含油量之水样不用样品冲洗取样瓶，直接取样。8、测硫化物的样品取样后立即加入5毫升10的醋酸锌溶液，并与样品混匀。9、样品采集后随即贴好标签，标签上应填写取样时间，取样地点、取样条件、分析项目、联样人各项。10、样品应立即送往实验室分析。二、井下取样在取样油井确定后，可以用井下取样器进行取样。取样器分为机械式和电子式两大类，可根据所取水样的分析目的选择不同的取样器。为保证取得有代表性的水样，可以测定所取水样的pH值、电阻率和氯化物的含量，这些分析项目的前后统一性可以保证所取水样的真实性。如果了解试样的污染情况，可以对水样进行pH值和过滤后水样的颜色两个指标进行考查，与油井最近措施液的pH值和滤液颜色进行对比，可以了解到产出水是否被污染或污染的程度。在一般油井中，都存在着一定量的溶解气体，如烃气、硫化氢、二氧化碳等，试样在保持地下压力下取样，压力平衡要求达到4小时以上，从井底提出后一直到实验室打开分析为止。三、井口取样在石油工业中，在井口取样阀取产出水样是最常用的取样方法。取样前，必须把阀门处死油和其它外来物质放掉，洗净取样器，将橡胶管头放进容器低部，待样品充满取样器后，使样品再流过不少三倍于取样器的体积后，将其密封，在不超过8小时内送到实验室分析。有条件的做法是在保持井口压力和温度的条件下送到实验室分析，这时送达时间可以适当延长。通常情况下，油井采出原油含水较低，用此方法无法取到含油较少的产出水。则可以取较多量的含水原油，在上述送达实验室的条件下，用最能保证不影响产出水性质变化的方法分离出产出水，如运用低温和高压，进行分析。四、管线取样由于各种原因如井口安全等问题，当井口不能取样时；或因为所取水样的目的是了解该管线混合水样的性质，就应当在管线取样，取样要求和方法如同井口取样。五、测定不稳定性质或物质的试样当产出水流出地层后，进入井筒后的流程，随着压力、温度变化和外界物质的影响，pH、Eh和许多元素是不稳定的。如试样的pH值起变化，是因为还原物质的氧化、溶解气体的释放和水解反应所造成。因此，在测定水样的pH值时，一定要尽可能的选用地层水作为测定对象。如果不能用地层水来测定，就应在地面现场测定，或在尽可能恒压和恒温条件下，在送达分析室时当即分析。六、试样容器选择取样器的类型，与分析的目标有关。所采用的取样类型有聚乙烯、硬橡胶、金属桶和玻璃瓶等，可根据分析目的选择，要求是密封性好，不存在容器和油田水之间的离子交换。七、试样描述表格如果有关的试样详细资料不清楚，分析目的与试样有差距，取样条件不清楚，则试样的分析结果价值就较小。每个试样基本上都需要如下的取样资料，可根据现场要求进行增减。油田产出水所取试样描述项目表五试样编号：油田：井区：井号：井段：取样地区：取样人：取样人单位：取样方法：取样位置：取样日期：完井日期：井口标高：产出水层位：储层岩类：油层名称：油井所经各层：深度（地层顶底、产油带顶底、总进尺、现有）：井底压力测压日期：井底温度：最近所加化学剂：油井开采现状：油井生产方法：层间连通情况：最近修井日期：油套管维护记录：附近油井生产：其他：第三章原油简分析第二节原油脱水一、原油融化的原理原油凝固点在20左右时，室温下如处于凝固或半凝固状态，如果温度升到凝固点以上，原油开始融化。为保证取样均匀，在进行各项分析前必须将原油融化。二、原油融化的方法（1）融化油样可放在保温箱、红外线灯下、水浴中进行，低凝点原油的融化温度一般不能高于30。（2）粘度大、凝固点高的油样，可适当提高温度，但不能超过50。（3）红外线灯直接加热油样，样桶不能直接对准红外线灯中心，而且要经常转动，避免局部受热过高。（4）不论用什么方法融化油样都不能时间过长，待融化后立即取样分析。进行原油常规分析（水分测定除外），如果原油含水量大于0.5%则必须进行脱水。三、原油脱水原理原油所含水分大部分是以油包水的乳化态存在，提高温度会使体系内部粘度和乳化界面粘度降低，从而降低了乳状液的稳定性；加破乳剂改变体系的界面性质，失去乳化作用，实现油水分离。四、原油脱水仪器及试剂（2）无铅汽油（3）破乳剂（4）工业酒精（5）凡士林（6）适用的脱水仪五、脱水方法（1）先将脱水仪用汽油洗干净，并对釜上每个螺丝及接头进行严格检查，不得漏气。用空气吹干残留在釜内的汽油，关紧放样口和放空口。（2）在含水原油中加入适量的破乳剂溶液，加入原油，体积不超过脱水釜体积的2/3，倒入釜内。（3）装好后加温，开始时要缓慢，最后温度控制在120130（可视不同地区原油物性而改变加热温度和压力），压力不得超过0.8Mpa，恒温2-6小时停止加热，待冷至室温后，将放空阀打开，小心地将油和水分别放出。（4）将脱水后的原油测量含水，含水低于0.5%即为合格，否则必须重新脱水。六、附注（1）加入原油量不得超过釜体积2/3。（2）凡乳化程度高，粘度大的原油加热时间可适当延长，低粘度原油加热时间可适当缩短。（3）脱水后的原油要放置48小时后，方可做粘度和凝固点分析（对新探区的原油恢复期必须重新进行试验）。（4）如果没有破乳剂，可加入3%氯化钙和3%氯化钠混合液。第二节原油含水测定原油含水测定参照GB/T2601977（1988）石油产品水分测定法制定。一、原理根据原油、溶剂和水的沸点不同，将原油样品与无水溶剂混合加热蒸出水份，以体积百分数表示，交油过程中的含水测定则以质量百分数表示。二、仪器及试剂1、水分测定仪该仪器的连接是以磨口连接，水分接受器容量5mL、10mL，0.3mL以下有十等分刻线，0.3至1ml有7等分刻度，1至5ml间每分度为0.2mL。2、量筒：10、20、50、100mL。3、1000mL筒形分液漏斗（带刻度）。4、电热套（1000瓦）。5、90120的无水直馏无铅汽油。6、无水氯化钙。7、夹角60的玻璃弯管。8、120mL的吸耳球。三、试验步骤1、将融化的油样倒入1000mL筒形分液漏斗中，静止5分钟后读出油水总体积V1和游离水体积V2。2、从分液漏斗下端放出所有游离水，摇动分液漏斗5分钟，使油样混合均匀后，快速从分液漏斗上端取蒸馏样。3、取样蒸馏（1）含水大于20%的油样，蒸馏样不少于10mL；含水120%的油样，蒸馏样不大于20mL；1%以下的油样取50mL。（2）含水小于95%的油样，分出游离水后，必须取样蒸馏，分离出油中含水量体积，再计算含水量。（3）含水9599.7%的油样必须读记准确的游离水体积，可以不取样蒸馏；大于99.7%的样品认为含水100%。4、用量筒取混合均匀的油样V4，倒入预先洗净并干燥的水分测定仪的烧瓶中，用70-100mL无水汽油分次将量筒壁上的原油洗净，倒入烧瓶中摇荡混合均匀。5、用捆在铁丝上的脱脂棉通擦冷凝管内壁，再把各部分连接好，冷凝管与接受器的轴心线要互相重合，冷凝管下端的斜切面要与接受器的支管口相对，放松冷凝管夹，同时开冷凝水，当进入冷凝管的水温与室外温相差较大时，应在冷凝管上端用棉球塞住，防止空气中的水蒸汽进入冷凝管凝结。6、用电炉加热并控制回流速度，使冷凝管的斜口处每秒滴下24滴，直至接受器中水的体积不再增加，而且溶剂上层完全透明时，停止加热。7、用鹅毛或鸭毛通冷凝管内的水珠，使之完全收集于接受器中冷却，取下接受器，冷却至室温，准确读出水的全积V5。四、计算1、无游离水时体积含水油中含水%=（V5V4）1002、有游离水体积含水总含水%=（V5V4V3+V2）V1 100式中：V1油样总体积（mL）V2 分出游离水体积（mL）V3分出油的体积V3= V1 -V2（mL）V4蒸馏油样体积（mL）V5蒸出水分体积（mL）五、分析精度两次测定中，收集水的体积差数，不应超过接收器的一个刻度。六、报告1、取两次测定的两个结果的算术平均值，作为试样的含水。2、油样的水分含量低于0.03 %，认为是痕迹。在仪器拆卸后接受器中没有水分存在，认为试验无水。3、4000ml油样中有游离水3980ml，认为含水100%。七、附注1、为了防止烧瓶内液体加热后有突沸现象，可以加一端封闭的毛细管、方解石、沸石或无釉磁片，在使用前必须经过烘干。2、要保证仪器干燥无水。3、蒸馏完如接受器溶剂呈现浑浊，可将接受器放于热水中浸2030min，使溶剂澄清，再冷凝至室温读出水的体积。第三节密度测定一、术语1、密度：在规定温度下，单位体积内含物质的质量数，用t表示。其单位为千克每立方米（kg/m3）。常用的倍数单位为g/cm3，kg/L。2、标准密度：石油和石油产品在标准温度下（我国规定20）的密度，用20来表示。3、视密度：用石油密度计测定密度时，在某一温度下所观察到的石油密度计读数，用/表示。二、方法概要将试样处理至合适的温度并转移到和试样温度大致一样的密度计量筒中。再将合适的密度计垂直地放入试样中并让其稳定，等其温度达到平衡状态后，读取石油密度计刻度的读数并记下试样的温度。如有必要，可将所盛试样的密度计量筒放入适当的恒温浴中，以避免实验过程中温度变化太大。在试验温度下测得的石油密度计读数，由GB/T1885中查得20的密度。三、仪器1、石油密度计：符合SH0316规定。2、150ml量筒，其内径和高度应符合GB/T1884规定。3、温度计：经检定合格的，分度值为0.2的全浸式水银温度计。4、恒温水浴：可恒温到0.5。四、分析步骤1、将150ml的量筒平稳的放在没有较大空气流动的位置，向其内部小心倾倒经过脱水搅拌均匀的油样（当油样表面有气泡聚集时，可用一片清洁的滤纸除去），再将量筒放入恒温水浴（水温为30左右，对于粘度高的油样可适当提高温度），待油样的温度与恒温水浴的温度之差不大于0.5时，再进行测定。2、拿着洁净干燥的密度计上端，慢慢地放入油样中。待密度计静止后，将密度计压入油样两个刻度，再放开。当密度计静止并离开量筒壁自由地漂浮时，读取油样的弯月面上缘与密度计刻度相切的点即为密度计读数，在读数时视线要与试样的弯月面上缘在同一水平。同时读取温度计数值，读至0.1。3、把密度计稍稍提起，擦去上部粘附的试样，再按2条所述测定一次。若这次试样温度与前次试样温度之差超过0.5，则重新读取密度计和温度计数值，直至温度变化在0.5以内，记录连续两次测定的温度和视密度数值。两次视密度数值之差应符合以下规定：视密度间差值规定表六石油密度计型号允许误差（g/cm3）SY I0.0005SY II0.001五、计算1、根据两次测定的温度和视密度数值，由GB/T1885中表1查得20的密度，取其算术平均值为测定结果。2、根据在试验温度下测得的密度换算为20时的密度（暂时用下列公式）。公式： 20=tt+r(t-20)式中：2020下的密度 tt试验温度下的密度 r密度的平均补正常数 t试验温度第四章油田水分析在这里，油田水包括储层原生水、从油井采出的产出水、油水分离后的污水、部分或全部经精细处理后作为注入水的污水、以及其它水源作为注入水的水即清水等各种水。由于气井产出水相对较少，如果对气井产出水进行分析可以参考油井的分析流程第一节 一些油田水的术语1、雨水：新近包括进大气圈内循环的水。2、淡水：溶解矿物相对较低的水，在油田生产过程中，一般指地表水和相对矿化度较低的层水。3、海水：溶解矿物相对较多的水，按毫克/升计算，其可溶物可能在如下数值变化：氯化物19375；溴化物67；硫酸盐2712；钾387；钠10760；镁1294；钙413；锶8。4、原始地层水（隙间水）：是小颗粒或岩石之间小的孔隙中所含的水。它有两个来源，一是同生水，即同围岩同时生成；二是后成的，即后来渗入岩层而产生的。但在地质时期内都能代表本层水的溶解物特征。5、产出水：是油井在生产过程中和原油一起被采出的水。这时水可能被其它成分污染，有可能不代表原始地层水的性质。6、注入水：在二次采油过程中，用来驱替储层原油的水，一般要求和注入目的层原生水配伍。7、污水：油井产液进入集输系统后，经各种方法处理，油水分离后产出水互相混合而成的水。第二节油田水成因油田水的成因与多种天然过程有关。最初，雨水与风化岩石土壤和有机物质反应。多余的水不渗入土壤而引起岩石和土壤的侵蚀；形成沟槽以后，水通过它们更易流动。重力使水从高位区向低位区流动，水中溶解固体的浓度逐渐增加。某些水汇聚后流向湖泊和大海。当水进入湖泊和大海时，流速减慢，水中悬浮颗粒沉降。这种水在海洋中与较高含盐的海水混合时，使溶解的碳酸盐和有机化合物沉淀下来。海水和湖水的蒸发作用，引起其他化合物，例如硫酸盐沉淀。水的pH值稍有变化，因为与大气、沉积物和其他的水发生了反应。pH值的每次变化，都将引起化合物的沉淀或新的化合物质溶解。在较浅的海相环境中，某些水浓集更多的溶解固体，在这些泻湖、浅水盆地和裸露型潮上盐沼中形成蒸发岩。蒸发岩也能在深水盆地中，当盆地底部水的含盐度变得足够高的时候形成。随着另外的沉积物在上面的继续沉积，原来的沉积物被埋藏起来，同时，围绕着沉积颗粒的水也被埋藏。随着埋藏深度的增加，沉积物被压实，一些水被挤出。被挤出的水和保存的隙间水两者与沉积物中的矿物质反应，改变了水中溶解固体的组分和沉积物的组分。引起油田水组分与同原始沉积物一起沉积下来的水组分不同的机理，包括：离子交换、渗入水、沉积物淋滤、硫酸盐还原和通过粘土页岩隔膜的超滤作用等。第三节 油田水性质分析基本知识油田产出水的分析结果，被石油工业用来研究地层对比、污染问题、水的配伍性、腐蚀性、水质状况、油田注水、污水回罐、和勘探等有关的问题。本节所讨论的方法，包括油田水常用的物理指标，也包括通常意义上油田水分析的“八项离子”，也包括一些常见的油田水中对水质有要求的各种离子，所用方法为现在各油田广泛应用科学的方法。用于分析油田水的各种方法，应能得到精密准确的结果。用于其他水质分析的分析方法，不一定能有效的达到目的，可以用改进的或完全更新的方法，以满足分析结果对殃场面应用的要求。一、质量检查标准在决定生产时，都采用分析实验室所提供的数据，并且，这些数据对试样中各组分的特性或浓度都必须记述得精密而准确。做到这些，首先分析人员必须意识到他有责任对试样提供可靠的分析结果；其次，他应熟悉他所采用的方法、他的业务权限和他所报告的数据可能被采用及其带来的后果；第三，化验结果一定要有相当允实的证明材料即原始记录；第四，对于特殊现象，必须在报告中给以足够的说明和该现象所可能引起的后果。在分析过程中，我们必须保证分析数据准确的分析步骤，因此应建立一种用于分析试验的例行检查程序，可以由有经验的工程师来担任和用分析级试剂来检验。例如，可用基准试剂对滴定液进行例行标定；在仪器分析中对仪器进行校准也是很可行的。1、分析方法的选择在现场分析中，我们应当采用广泛使用的方法，如采用不太熟悉的方法，应当注明该方法的出处及分析数据的精密度和准确度。在分析方法的选用中，可以采用如下的步骤加以考虑：（1）、在油田水其他组分的干扰下，待测组分能达到足够的精密度和准确度；（2）、在油田水分析试验中，应当应用熟练和当前情况下最有效的设备；（3）、分析方法应当做一定范围的检验，并用几个相关实验来确定他的准确性。2、试样的初步处理在现场取样后，在满足生产的前提下，对油田水应当在现场立即进行下面项目的测定：（1）、温度；（2）、pH值；（3）、溶解氧、（4）、碱度；（5）、硫化物；（6）、二氧化碳；（7）、电阻率；（8）、酸度；（9）、总铁、（10）、SRB；（11）、TGB；（12）悬浮物等。在一般的油田产出水分析中，要在现场分析以上项目，设备达不到要求，且全部分析以上项目，对油田生产中的动态监测没有太重要意义，只（2）和（4）项应在最短的时间内送达并立即分析。对于油田注入水，对以上各个项目，则应当现场进行测定。对于其它油田水，可根据要求进行分析项目的确定。对于一些离子，应过滤后在现场测定，如硒、磷酸盐等，对于一般油田化学分析，可以在实验室进行过滤后测定，只是要注明室内过滤等字样。（1）标准溶液对于一些分析方法，给出标定程序的实例。标准溶液的浓度以给定溶质的单位体积的摩尔数、一毫升溶液中的含量、克分子数浓度等来表示。它是进行分析的最基本的要求，标准溶液是在容量瓶中定容，并在形成溶液后加以标定。（2）测定的准确度在制订分析和制备溶液的规程中，都采用有效数字来规定重量和测定的准确度，在分析和试剂制备中，也列出所要求的容积测定的准确度。（3）试剂药品和溶液用于分析程序的所有化学药品，须有有关的化学学会分析试剂委员会的规定。对于一些新型的化学试剂，应进行相关方法的检验，并在试剂前加以注明检验的方法和出处。各类标准化学试剂可从各级标准局得到，也可从有关的化学药品公司得到。用于制备或稀释化学标准试剂的纯水，应先通过混合的阳离子阴离子交换树脂或蒸馏来去掉其它杂质。在25时，水的电导率不超过1.5微欧姆厘米，并把水贮存在聚乙烯瓶中。去除二氧化碳的水，可在使用前将纯水立即煮沸，并密闭冷却的办法来制备，其pH值须在6.2和7.2之间。脱氨水是将蒸馏水通过混合床离子交换树脂来制备。（4）被测定样品的取样应按照样品测试的内容，对样品进行或酸化、碱化、或保持不变等方法，取样量可根据所分析对象的含量和所要求的精确度和准确度进行取样。三、分析结果的报告在现行的油田水分析报告中，一般中是用每升的毫升数（毫克/毫升）来表示，不考虑油田水的密度；有些结果则是用百万分之几（ppm）来表示，需要我们注意的是前者为浓度单位，后者为重量单位，两者是不相等的，它们的关系是：在同等条件下，1毫克/毫升=1 ppm*油田水密度。对于报告的有效值和舍入原则，按所分析的设备精度和分析目的进行保留。油田水分析报告的格式，应按分析目的进行确定，对试样的描述应尽可能按取样时所描述的格式进行，并保证他人对资料的使用不引起歧义为原则，对试样的描述应尽可能按取样所描述的格式进行。四、合成盐水对于有些分析，并不是采用油田水是最好的，这时可以用合成盐水溶液。制备合成盐水溶液的一种方法，第一步是用二氧化碳对蒸馏水进行起泡饱和。第二步是将该饱和二氧化碳水溶液分成三份，分别加入碳酸氢盐和硫酸盐；碱金属氯化物；碱土金属氯化物。第三步是将前两者进行充分混合后，再加入碱土金属氯化物溶液，用起泡二氧化碳饱和，去掉二氧化碳源后，将合成盐水的容器密封，稳定24小时后取上部清液进行应用。第四节油田水部分物理性质1、颜色油田水水样的颜色，是按油田水类型（如注入水、产出水、污水等）初步判断油田水水质状况的一个近似的简单方法，可在大量经验的基础上，对水质的基本情况有一个直接的观感了解。油田水的颜色，一般是指油田水用滤纸过滤后的颜色，观察时一般由本室两名化验员在过滤后立即确定。目视分类一般是无色、淡黄色、黄色、微白色、乳白色、禄色、棕色、黑色等表示。2、气味在这里我们规定，按“HSE”的工作原则，不对水味即用舌头尝的味道进行表示，而只对油田水的气味进行感觉。油田水气味是油田水在现场或刚从其它液体里分离出来用嗅觉感觉出的味道。表示的类型有无味、油气味、硫化氢味、泥土味、沼气味、芳香味、刺激性味、铁锈味等等。3、pH值1）、pH值的测定水的pH值用pH计来测定，PH计是利用测定指示电极度和标准电极之间的电位差原理进行工作的，从理论上说，电极系统的反应是每1pH单位，在每摄氏1度，变化0.20毫伏。它不受氧化和还原物质的影响，并可用来测定混浊或胶状悬浮体试样的pH值，但易受温度和压力的影响。在使用酸度计前，必须先经过标准缓冲溶液的标定。2）、pH值的物理意义油田水的pH值，通常受二氧化碳碳酸氢盐的控制，它的测定不是鉴定油田水或其它有关的系统目的，只表明水的形成标志或腐蚀趋势，也表明钻井泥浆的滤液、油田集输流程或油井措施液的存在。油田水在实验室存放时，其pH值将升高，表明在储油层中，原始地层水的pH值很可能低于或大大低于我们所测得的值。3）、注意事项：（1）、按各种不同pH计的保养办法，注重对pH计的日常保养；（2）、在测定pH值时，要考虑测定环境的状态，应取足量的试样快速测定；（3）、经过室内处理后的油田水，其试样的pH值是有变化的，尤其是经过原油破乳后所获得的油田产出水；（4）、在进行配伍性试验时，无论是油田注入水或原始地层水，在讨论相互之间的pH值时，应极度重视在地层条件下的所可能表现的值，才可得到相对准确的结果。因为注入水的pH值在地层条件下有可能降低，油田产出水在采出地面后pH值有可能升高。4、密度密度是某一给定条件的物质的质量与其体积的比值。油田水可用液体密度计测定。在测定前，对密度计应进行标定，并注意使用条件，在记录结果时要注明测定时的温度及所要求的其他条件。在近似条件下，如水的密度为1.000克/毫升，则油田水密度每升高0.001单位时，其中可溶固体大约增加1250毫克。第五节碱度的测定1、碱度的测定油田水的碱度以加入一种酸的方法来测定，一般用0.05摩尔/升的标准盐酸滴定。量取密度为1.19克/毫升的分析纯盐酸4.14毫升，定容为1升；将一定量的基准无水碳酸钠放入称量瓶中，在105-110下烘干1小时，取出后放入干燥器冷却至室温，用差减法称取0.05克五份，分别置于100毫升烧杯中，加蒸馏水20毫升，溶解；加入0.1%的甲基橙溶液3滴，用配制好盐酸滴至 pH为4.5，使溶液颜色由橙黄色变为橙红色，用pH计确定等当点。盐酸浓度的计算：C=m/（105.99/2）*（V/1000）式中：m每次称取碳酸钠的质量，克V滴定碳酸钠溶液消耗的盐酸溶液体积，毫升105.99碳酸钠摩尔质量，克/摩尔C标准盐酸的浓度，摩尔/升对于油田水样，可依据碱度的大小取不同的体积于烧杯中，加入3滴0.1%的酚酞指示剂，摇匀：（1）、如无红色，可加入3滴0.1%甲基橙指示剂，用标准盐酸滴定至橙红色（pH=4.5），滴定体积为V2 ；（2）、如有红色出现，则用标准盐酸滴至无色（pH=8.1）滴定体积为V1，接着向该烧杯中滴入甲基橙指示2-3滴，将滴定管加满，继续用标准盐酸滴至橙红色（ pH=4.5），记录滴定体积为V2（此时V2中不包括V1的体积），具体计算见下页表所示。2、碱度的物理意义碱度通常是由水中存在有碳酸氢盐、碳酸盐或氢氧离子造成，油田水碱度分析计算表 分析项目滴定体积OHCO32HCO3碱度（毫摩尔/升）V1=000V2C碳酸氢根= V2C103/VV1 V1V1- V22 V20C氢氧要件= (V1- V2)C103/VC碳酸根=2 V2C103/VV1=0V100C氢氧根= V1C103/V在浅层溶解于水中的二氧化碳是地下水碱度的主要来源；在深层，无机物和有机物在成岩作用下，分离出的二氧化碳溶解于原始地层水中，一部分成为碱度来源，如果二氧化碳过量，另一部分则有可能以溶解状态存在其中。绝大多数油田产出水中不含氢氧根离子，根据油田产出水的产出层位不同，油田水未被污染的情况下，酸碱度是不相同的，可以在实践中作为判断油田水来源的一个参考依据。3、碱度测定过程中的注意事项（1）、碱度必须在现场或在取回室内后立即测定；（2）、由于部分油井含水低，需破乳获得游离水，因此在对乳化油加热过程中，预热温度不能超过储层温度，且尽可能快的获得游离水；（3）、在含硫氢要件离子的油田水中，用上述方法分析的碱度中，包含了硫氢根离子的量，应在具体应用中加以注意；（4）、当油田水中高含硫化氢、铁离子、含缓蚀剂时，不能按此法测定（5）、有部分油田水由于高含游离二氧化碳，且pH值大于8.1，当加入酚酞指示剂时，不显红色，则用pH计对等当点进行确定。第六节氯离子（含盐量）的测定1、氯离子的测定油田水的pH值在6.5-8.5时，硝酸银能与氯离子生成白色的氯化银沉淀，当加入铬酸钾指示剂后，由于氯化银的溶度积比铬酸银的溶度积大，当银离子与氯离子反应完全后，才出现砖红色的铬酸银沉淀，从而可以求出氯离子的含量。称取8.5克分析纯硝酸银，定容1升，存于棕色试剂瓶中，沉淀48小时后待用。将氯化钠在500-600下恒重后，称取0.03克各五份，精确至0.0001克，分别用20毫升水完全溶解，滴%5铬酸钾指示剂约1毫升，用配好的硝酸银标准溶液滴定，直到砖红色刚好保持不变为等到当点。标准硝酸银的计算：C硝酸银=m氯化钠1000/(58.45V)式中：m氯化钠氯化钠的质量，克V待标定硝酸银溶液消耗量，毫升58.44氯化钠摩尔质量，克/摩尔C硝酸银待标定硝酸银浓度，摩尔/升用移液管取一定体积的油田水于100毫升烧杯中，用碳酸氢钠的0.1摩尔/升的溶液调整pH值到6.5-8.5，最好是8.3，用标准硝酸银溶液滴定至砖红色保持不变，记录标准硝酸银用量。计算：C氯离子=（V硝酸银C硝酸银）100035.45V水样式中：V硝酸银消耗标准硝酸银的体积，毫升C硝酸银标准硝酸银浓度，摩尔/升35.45氯离子的摩尔质量，克/摩尔V水样所取水样体积，毫升C氯离子水样中氯离子的浓度，毫克/升如果要计算水中氯化钠的含量，按下式计算，式中各符号物理意义同上。C氯化钠=（V硝酸银C硝酸银）100058.45V水样2、氯离子的物理意义氯离子不能形成溶解度低的盐类，也不易被吸附在粘土或其他矿物的表面，在氧化还原反应中地意义，能形成不重要的溶质络合物。在石油伴生水中氯是主要的阴离子，氯化物在水域中极易流动，盐类极易溶解，它能随水运动可流过基某些类型的粘土层。叶岩、砂岩和碳酸岩各含氯化物为180、10、150ppm。水域中氯化物的产生是因岩石风化而产生。 3、氯离子测定过程中的注意事项（1）、测定时水样接近中性，可用饱和碳酸氢钠溶液或稀硝酸调节pH值到6.59.0之间(小于6.3时，能使铬酸银部分溶解，导致结果偏高；大于9.0时，可引起氢氧化银沉淀，并能再分解为棕色氧化银，导致结果偏低。)。（2）、如水样中硫化氢和铁含量高时，可加数滴30%的过氧化氢煮沸，冷却后再滴定。（3）、水样经过滤后仍有颜色而影响终点观察，可脱色处理。（4）滴定终点颜色因氯离子含量高低而有所不同，含量低显砖红色，含量高显淡桔红色，应注意掌握。（5）滴定过程宜快，否则AgCl见光分解，滴定时应充分搅拌，