油田水质分析与检测6-2ppt课件.ppt

油田注水水质检测技术 2008 5 6 注水水质主要控制指标 分析依据 中华人民共和国石油天然气行业标准碎屑岩油藏注水水质推荐指标 SY T5329 94 油气田水分析方法 SY T5523 2000 第一节术语一 悬浮固体悬浮固体通常指水中不溶解而又存在于水中 不能通过过滤器的物质 按照SY T5329 94标准 油田注水中的悬浮固体指采用平均孔径0 45 m的纤维素膜微孔过滤 经汽油或石油醚溶液洗去原油后 膜上不溶于油水的物质 二 悬浮物颗粒直径中值水中颗粒的累积体积占颗粒总体积50 时的颗粒直径 三 含油在酸性条件下 水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油类物质 四 铁细菌 IB 能从氧化二价铁中得到能量的细菌 形成的氢氧化铁可以在细菌膜鞘内部或外部储存 五 腐生菌 TGB 在一定条件下 能够从有机物中得到能量 产生粘性物质 与某些代谢产物累积沉淀 可造成堵塞的细菌 六 硫酸盐还原菌 SRB 在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子 并形成副产物硫化氢 对金属有很大腐蚀作用的一类细菌 腐蚀反应中产生硫化铁沉淀可造成堵塞 第二节注水水质分析方法 一 取样原则1 取样就具有真实性 可靠性 代表性 2 取样前应准备好相应接头 胶皮管线以便于与注水管线连接 3 取样时应将积存在取样口的死水冲洗出来 以5 6L min放水3min后取样 4 溶解氧 硫化物需现场及时取样 尽快分析 5 腐生菌 硫酸盐还原菌 铁细菌分析应坚持现场取样 测试瓶接种 同时测定水温 无测试瓶时应现场取样 24h内送实验室分析 6 含油量分析时无需以水样冲洗取样瓶 应直接取样 7 需检测含CO2水样时 应在瓶中加入固体碳酸钙3 5g 8 取样后应在取样瓶上贴标签 注明取样时间 地点 日期 取样条件与取样人 悬浮固体通常指水中不溶解而又存在于水中 不能通过过滤器的物质 按照SY T5329 94标准 油田注水中的悬浮固体指采用平均孔径0 45 m的纤维素膜微孔过滤 经汽油或石油醚溶液洗去原油后 膜上不溶于油水的物质 二 悬浮固体含量的测定 1 悬浮固体的组成 颗粒直径范围 1 100um 主要包括 1 泥沙 0 05 4um的黏土 4 60um的粉沙和大于60um的细沙 2 腐蚀产物及垢 Fe2O3 CaO MgO FeS CaSO4 CaCO3等 3 细菌 硫酸还原菌 SRB 5 10um 腐生菌 TGB 10 30um 4 有机质 胶质沥青类和石蜡等重质油类 悬浮物 固体 的含量以及粒径大小与注入水的注入性密切相关 注入水中的悬浮物会沉积在注水井井底 造成细菌大量繁殖 腐蚀注水井油套管 缩短注水井使用寿命 造成注水地层堵塞 使注水压力上升 注水量下降 甚至注不进水 注入水中悬浮物 同体 的含量以及粒径大小指标应从储层实际需要 技术可行性与经济可行性三方面来综合考虑 2 原理应用微孔滤膜仪测定滤膜系数 根据过滤水体积与滤膜增量 滤渣 计算水中悬浮固体含量 3 测定方法与步骤 1 将滤膜置于蒸馏水中浸泡30min 用蒸馏水冲洗3次 2 将滤膜置于烘箱中90 干燥30min 再置于干燥器中冷却至室温 称量 重复此步骤直至恒量 两次相差 0 2mg 3 将水样装入微孔薄膜过滤仪中 并将滤膜用水湿润后装到过滤器上 漏斗 4 用氮气加压 保持薄膜过滤仪压力为0 14MPa 开始过滤 计时 并记录流出水体积 5 用无齿镊取出滤膜并烘干 用汽油洗涤滤膜至无色 再次烘干 6 用蒸馏水洗涤滤膜至水中无氯离子 4 检测结果计算 1 滤膜系数 符号说明 MF 滤膜系数 VW 通过滤膜的水样体积 mL t 流过时间 min 2 悬浮固体含量系数 符号说明 cx 悬浮固体含量 mg L VW 通过滤膜的水样体积 L mq 试验前滤膜质量 mg Mh 试验后滤膜质量 mg 注意事项 水样中无油时 检测时无需洗油 水样中固体含量低时 应增大试样量 注入水中的油分产生的危害与悬浮固体类似 主要是堵塞地层 降低水的注入性 原理污水中的油用石油醚 汽油 三氯甲烷等有机溶剂萃取 萃取液的颜色深浅与油浓度呈线性关系 可用比色法测定 三 含油量 依据 中华人民共和国石油天然气行业标准 油田污水中含油量测定方法分光光度法 SY T0530 93 2 标准油的提取取适量水样于分液漏斗中 石油醚 或三氯甲烷 汽油 在酸性条件下萃取水样中的油 提取液经无水氯化钙 或无水硫酸钠 脱水 过滤 滤液于70 80 水浴上蒸去溶剂 得到标准油 3 标准曲线的绘制 1 标准油储备液的配制用万分之一天平准确称取0 5000g标准油 用石油醚 或三氯甲烷 汽油 溶解 于100mL容量瓶 定容 得到含油浓度为5 0mg mL标准油溶液 2 标准曲线绘制分别取0 0 05 3 00mL标准油溶液置于5只50mL比色管中 用石油醚 或三氯甲烷 汽油 稀释到50mL刻度并摇匀 以石油醚 或三氯甲烷 汽油 为空白 用3mm比色皿于430nm波长处测吸光度 制得含油浓度 吸光度的标准曲线 油含量测定标准工作曲线 4 分析测定过程与步骤 1 取一定体积水样置于分液漏斗中 加2 5 5mL盐酸溶液 用50mL石油醚 或三氯甲烷 汽油 分2次萃取水样 萃取时需摇匀 同时测量被萃取后水样体积 减去加入的盐酸 若萃取液浑浊 应加入无水氯化钙 或无水硫酸钠 脱水 2 将提取液收集到50mL比色管中 用石油醚 或三氯甲烷 汽油 稀释到刻度 密闭摇匀 再进行比色测定 3 以石油醚 或三氯甲烷 汽油 做空白 用前述绘制标准曲线的测试方法 在分光光度计上测其吸光度 根据吸光度在标准曲线上查出含油量 符号说明 c0 含油量 mg L VW 水样体积 mL m0 在标准曲线上查出的含油量 mg 5 计算结果 6 注意事项 1 也可在波长为220 230nm处油吸光度 2 若计算结果大于标准曲线上查出的含油量 应减少水样用量 重新萃取 或将水样稀释后重新萃取 计算结果时乘以相应稀释倍数 3 若计算结果偏小 将增大水样的用量 重新萃取测定 培养时间对石油降解菌降油率的影响 稠油废水水质指标 mg L 咸阳炼油厂炼油废水的水质指标及其含量 四 铁的测定 1 邻菲啰啉分光光度法 1 方法原理亚铁离子在pH 3 9之间的溶液中与邻菲啰啉 C12H8N2 HCl H2O 生成稳定的橙红色络合物 此络合物在避光时可稳定半年 测量波长为510nm 若用还原剂 如盐酸羟胺 将高铁离子还原 则本法可测高铁离子及总铁含量 2 干扰及消除 强氧化剂 氰化物 亚硝酸盐 焦磷酸盐 偏聚磷酸盐及某些重金属离子会干扰测定 消除办法 经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去 并使焦磷酸 偏磷酸盐转化为正磷酸盐以减轻干扰 加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响 邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定 消除方法 不大于铁浓度10倍的铜 锌 钴 铬及小于2mg L的镍 在乙酸 乙酸铵的缓冲溶液中 不干扰测定 当浓度再高时 可加入过量显色剂予以消除 汞 镉 银等能与邻菲啰啉形成沉淀 若浓度低时 可加过量邻菲啰啉来消除 浓度高时 可将沉淀过滤除去 水样有底色 可用不加邻菲啰啉的试液作参比 对水样的底色进行校正 3 实验所用仪器 分光光度计 10mm比色皿 玻璃 试剂 铁标准储备液 准确称取0 7020g硫酸亚铁铵 NH4 2Fe SO4 2 6H2O 溶于 1 1 硫酸50ml中 转移至1000ml容量瓶中 加水至标线 摇匀 此溶液每毫升含100 g铁 铁标准使用液 准确移取标准储备液10 00ml置100ml容量瓶中 加水至标线 摇匀 此溶液每毫升含10 0 g铁 1 3 盐酸 10 盐酸羟胺溶液 缓冲溶液 77g乙酸铵加59ml冰乙酸用水稀释至200ml 0 5 邻菲啰啉水溶液 称取0 5g邻二氮杂菲 又名邻菲啰啉 溶于100ml纯水中 加2滴盐酸促进溶解 4 实验步骤 标准曲线的绘制依次移取铁标准使用液0 2 00 4 00 6 00 8 00 10 00ml置150ml锥形瓶中 加入蒸馏水至50 0ml 再加 1 3 盐酸 ml 10 盐酸羟胺 ml 玻璃珠 2粒 加热煮沸至溶液剩15ml左右 冷却至室温 定量转移至50ml具塞比色管中 加一小片刚果红试纸 滴加饱和乙酸钠溶液至试纸刚刚变红 加入10ml缓冲溶液 0 5 邻菲啰啉溶液2ml 加水至标线 摇匀 显色15min后 用10mm比色皿 以水为参比 在510nm处测量吸光度 由经过空白校正的吸光度对铁的微克数作图 总铁的测定 采样后立即将样品用盐酸酸化至pH 1 分析时取50 0ml混匀水样于150ml锥形瓶中 加 1 3 盐酸 ml 盐酸羟胺溶液 ml 加热煮沸至体积减少到15ml左右 以保证全部铁的溶解和还原 若仍有沉淀应过滤除去 以下按绘制校准曲线同样操作 测量吸光度并作空白校正 亚铁的测定 采样时将2ml盐酸放在一个10ml具塞的水样瓶内 直接将水样注满样品瓶 塞好瓶塞以防氧化 一直保存到进行显色和测量 最好现场或现场显色 分析时只需取适量水样 直接加入缓冲溶液与邻菲啰啉溶液 显色5 10min 在510nm以水为参比测量吸光度 并作空白校正 可过滤铁的测定 在采样现场 用0 45 m滤膜过滤水样 并立即用盐酸酸化过滤水至pH 1 准确吸取样品50ml置于150ml锥形瓶中 以下操作与绘制校准曲线的操作步骤相同 5 计算 铁 Fe mg L 式中 m 由标准曲线查得的铁量 g V 水样体积 ml 2 磺基水杨酸比色法 1 原理在酸性介质中 pH1 8 2 5 水样中的二价铁用高锰酸钾或双氧水氧化为三价铁 三价铁与磺基水杨酸反应生成紫色络合物 其颜色深浅与三价铁离子浓度成正比 2 准备工作 配制100g L磺基水杨酸溶液 配制pH2 2缓冲液 230mL0 2mol L盐酸溶液与250mL0 2mol L苯二甲酸氢钾溶液混合 以蒸馏水定容至1L 配制铁标准溶液 准确移取0 8634g铁铵钒Fe NH4 SO4 2 H2O置于烧杯中 以蒸馏水溶解 加入5mL硫酸 转移到1L容量瓶 用蒸馏水定容 得10mg mL铁标准溶液 稀释10倍得0 01mg mL溶液 配制10g L高锰酸钾溶液 配制1 1盐酸 绘制铁标准溶液 在50mL容量瓶中分别加入0 0 50 1 00 1 500 2 00 3 00 4 00 5 000 01mg L铁标准溶液 用蒸馏水稀释到25mL 加入10mL pH2 2缓冲液 1 00mL10 磺基水杨酸溶液 用蒸馏水定容到50mL 摇匀 放置20min 以含铁为0的溶液为空白 在550nm处测定吸光度 得标准曲线 3 检测总铁含量 吸取25mL水样置于50mL比色管中 用蒸馏水作空白 加入1 00mL1 1盐酸 向上述样品中加入1滴10g L高锰酸钾溶液 待颜色褪去再补加1 0mL 将 比色管置于80 水浴中30min 若颜色褪去应补加高锰酸钾溶液直至不褪色 等 溶液冷却后加入1 2滴双氧水使之褪色 用氨水调节 溶液pH至2 0 再加入0 2 0 5mL双氧水 往 溶液中加入10mL pH2 2缓冲液 1 00mL10 磺基水杨酸溶液 用蒸馏水定容到50mL 摇匀 放置20min以含铁为0的溶液为空白 在550nm处测定吸光度 三价铁 吸取25mL水样置于两支50mL比色管中 向 溶液中加入10mLpH2 2缓冲液 向 溶液中一支加入1 00mL10 磺基水杨酸溶液 另一支不加 用蒸馏水定容到50mL 摇匀 放置20min 以不加磺基水杨酸比色管溶液为空白 在550nm处测定吸光度 计算结果 符号说明 ct 水样中总铁 三价铁 含量 mg L mt 标准曲线上查出的铁含量 mg VW 水样体积 mL 3 现场快速测铁法 硫氰酸盐法 1 原理在酸性条件下 KMnO4将Fe2 氧化成Fe3 Fe3 与CNS 作用 生成红色络合物 其颜色深浅与三价铁离子浓度成正比 反应如下 2 材料 25mL或50mL比色管 1mL或5mL注射器 或移液管 1 1盐酸 500g L硫氰酸铵溶液 铁标准溶液 10g L高锰酸钾溶液 3 检测 移取10mL或50mL水样放入50mL比色管中作为样品管 称取10mL或50mL蒸馏水放入另一支50mL比色管中作为标准管 在两支比色管中各加入1 0mL1 1盐酸 滴加10g L高锰酸钾溶液至红色不褪色 放置2min摇匀 加入2 0mL500g L硫氰酸铵溶液 摇匀静置5min 用标准溶液向标准管滴定标准管中的样品 并不断摇匀 直至两管颜色相同 记录铁标准溶液的用量Vt 4 计算结果 符号说明 ct 水样中总铁 三价铁 含量 mg L Vt 在标准管中加入的铁标准溶液的体积 mL Tt 铁标准溶液的浓度 mg mL 注意事项由于含油污水中有各类药剂 会干扰铁的测定 KMnO4需过量以氧化破坏有机物 硫氰酸盐法显色不稳定 需要标准管与样品管同时测定 四 硫酸盐还原菌 SRB 腐生菌 TGB 与铁细菌 IB 含量的测定 1 硫酸盐还原菌 SRB 硫酸盐还原菌是一类在缺氧条件下能将硫酸盐还原成硫化物的细茵 硫酸盐还原菌生长的pH值范围很广 一般为5 5 9 0 最佳为7 0 7 5 该细菌的生长温度随品种而异 分中温及高温两种 中温型 生长温度在20 40 最适温度为25 35 高于45 停止生长 属于该温