水分析基础知识(第二章油田水分析)课件

第二章油田水分析

第一节概论

一、油田水分析的意义和重要性1.水的重要性水是人类生活和生产的重要组成部分。水是工业上使用的最重要的原料。水是油田生产最重要的资源。第二章油田水分析第一节概论12.油田水对油田开发的影响

所谓油田水，是指油田在开发的过程中所使用和开采出来的水的总称，它主要包括地下水、地面水以及经过处理后可以作为注水水源的其他水，如含油污水、生活污水、化工污水等。

2.油田水对油田开发的影响所谓油田水，是2开发早期：水从地层中带出开发中期：注水增加地层压力开发晚期：注水和三次采油并重

随着油田注水的进行带来了两个问题。一是注入水的水源问题，人们希望得到能提供供水量大而稳定的水源；二是原油含水量不断上升，含油污水量越来越大，污水的排放和处理是个大问题。

开发早期：水从地层中带出3二、油田注水水质要求

1.油田注水水质指标的建立为了保证油田开发的顺利进行，防止油田注水对生产设施和地层的破坏，国内外对油田注水的水质有一定的要求，而且某些要求还比较严格。

二、油田注水水质要求1.油田注水水质指标的建立42.国外油田水质标准目前世界各个产油国家分别对油田注水制订了相应的标准，但是由于各地的水质情况、地层条件以及工艺设备的不同，至今国内外对注水水质还没有一个统一的全面的标准。

2.国外油田水质标准5表2-1国外部分油田注水水质的要求

油田名称固体悬浮物溶解氧铁伊朗马龙油田＜1ppm

北海福蒂斯油田

＜0.05ppm0.5-lppm迪拜法特油田11＜0.02ppm0.5-lppm前苏联＜lppm

＜0.5ppm(以Fe203计)沙特阿拉伯加瓦尔油田＜0.2ppm(粒径为2微米以下)

表2-1国外部分油田注水水质的要求油田名称固体悬浮6

3.国内油田水质标准我国石油行业针对油田的不同情况，考虑到各油田注水水源复杂多变，各油田油层的物理化学性质及结构相差较大，只依靠2-3项指标往往不能很好控制注水水质，因此原石油工业部早期临时制订了一些初步的注水水质标准，见表2-2。

3.国内油田水质标准7表2-2原石油工业部早期注水水质标准

水质项目指标要求机械杂质＜2毫克/升铁＜0.5毫克/升氧＜0.1毫克/升硫化氢0.1-0.2毫克/升二氧化碳0.5毫克/升油30毫克/升细菌硫酸盐还原菌＜5菌落/毫升腐生菌＜200菌落/毫升铁细菌＜100菌落/毫升PH6.5-8.5表2-2原石油工业部早期注水水质标准水质项目指标要8

随着油田开发的不断进行，石油行业在原来的标准基础上于1988年又建立了新的标准，即《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY5329-88)。而目前使用的标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/T5329-94)是在1988年制订的标准的基础上经过修订而成。该标准的主要控制指标见教材71页表2-3。

随着油田开发的不断进行，石油行业在原来的标准基础9

新的标准和1988年制订的标准相比，主要指标减少了膜滤系数、溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、总铁等指标，同时增加了点腐蚀、铁细菌两相指标。悬浮固体颗粒直径体积百分比改为中值。新的标准将溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、pH值等指标作为油田注水辅助性指标。实际上膜滤系数是悬浮固体和悬浮物颗粒直径中值的具体体现。

新的标准和1988年制订的标准相比，10注水水质基本要求：1)水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；2)水注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；3)水中不得携带大量悬浮物，以防止堵塞注水井渗透端面及渗流孔道；4)对注水设备腐蚀性小；5)当采用二种水源进行混合注水时，应首先进行室内实验，证实二种水配伍性好，对油层无伤害才可注入；6)评价注水水源确定水质应按补充件要求进行(补充件的主要要求是通过测定水中各种离子组分含量和水质物理性能来评价水质)。

注水水质基本要求：1)水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；11为了充分了解油田水的水质，石油行业又制订了水质分析标准--《油田水分析方法》(SY/T5523-92)。在这项标准中规定了油田水成分分析的标准方法。该标准目前已经过修订，标准号为SY/T5523-2000。为了充分了解油田水的水质，石油行业又制订了水质分析12目前石油行业针对油田水质分析正在实施的两项标准:

一是SY/T5329-1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》，是针对油田水的性质以及对油田注水过程中的质量控制而制订的。二是SY/T5523-2000《油田水分析方法》，是对于油田水质的组分分析和水质综合评价而制订的。目前石油行业针对油田水质分析正在实施的两项标准:一是SY/13三、油田注水水质指标的含义和对生产的影响上述油田注水水质指标中，每一项指标都包含一定的意义，这也正是需要控制这些指标的原因。结合油田水中常见的离子成分，根据油田水对油田生产影响，可以将注水指标和组分指标分为腐蚀、结垢和处理效果评价三类指标。

三、油田注水水质指标的含义和对生产的影响141.腐蚀类

油田水对生产设备的腐蚀主要是对金属的腐蚀，这种腐蚀是电化学腐蚀，按腐蚀的范围可分为全面腐蚀和局部腐蚀。反映腐蚀情况的指标主要有平均腐蚀率、点腐蚀、铁细菌、硫酸盐还原菌、氯离子、溶解氧、硫化物、侵蚀性二氧化碳、铁等。这些指标中平均腐蚀率和点腐蚀直接反映出油田水的腐蚀状况，其它指标是造成腐蚀的主要原因。1.腐蚀类油田水对生产设备的腐蚀主要是对金属的腐蚀151.1平均腐蚀率。它是油田水的腐蚀能力的具体指标。它直接反应出水质的腐蚀能力和腐蚀强度。它反映的是对金属设施的全面腐蚀。1.2点腐蚀。点腐蚀是一种特殊的局部腐蚀，它的发展可以导致金属上产生小孔。主要引起管线的穿孔。

1.1平均腐蚀率。它是油田水的腐蚀能力的具体指标。它直接反应161.3铁细菌。能从氧化二价铁中得到能量的一群细菌，形成的氢氧化铁可在细菌膜鞘的内部或外部储存。铁细菌的含量高，形成的氢氧化铁沉淀会造成地层的堵塞，同时铁细菌的存在会在钢管或钢水罐内壁形成腐蚀瘤。1.4硫酸盐还原菌(SRB)。硫酸盐还原菌是指在一定条件下，能够将硫酸根离子还原成二价硫离子，进而形成副产品硫化氢，对金属有很大的腐蚀作用的一类细菌。腐蚀反应过程中产生硫化铁沉淀，可造成管线的堵塞。1.3铁细菌。能从氧化二价铁中得到能量的一群细菌，形成的氢氧171.5水中有溶解氧时可加剧腐蚀。1.6侵蚀性二氧化碳含量为零时此水稳定，大于零时此水可溶解碳酸钙并对注水设施有腐蚀作用，小于零时有碳酸盐沉淀出现。1.7系统中硫化物增加是细菌作用的结果。硫化物含量过高也会导致水中悬浮物增加。1.5水中有溶解氧时可加剧腐蚀。181.8铁。地层水中天然的铁的含量很低，因此在水系统中铁的存在并达到一定含量时，通常则标志存在着金属的腐蚀。在水中的铁可能以高铁(Fe3+)或低铁(Fe2+)的离子形式存在，也可能作为沉淀出来的铁化合物悬浮在水中，故通常可用铁的含量来检验或监视腐蚀情况。应当注意，沉淀出来的铁化合物还会引起地层的堵塞。1.8铁。地层水中天然的铁的含量很低，因此在水系统中铁的存在191.9氯离子。在采出水中氯离子是主要的阴离子。氯离子的主要来源是氯化钠等盐类，因此有时水中氯离子浓度被用来作为水中含盐量的度量。此外，由于氯离子是一个稳定成分，因此它的含量也是鉴定水质的较容易的方法之一。氯离子可能造成的影响，主要是随着水中含盐量的增加，水的腐蚀性也增加。因此，在其他条件相同的情况下，水中氯离子浓度增高就容易引起腐蚀，尤其是点腐蚀。

1.9氯离子。在采出水中氯离子是主要的阴离子。氯离子的主要来202.结垢类

油田水由于组成复杂，在注水过程中会产生结垢情况，而结垢会导致管线和地层的堵塞。反映油田水结垢情况的指标主要有：悬浮固体、悬浮物颗粒直径中值、腐生菌、钙、镁、钡、碳酸根、重碳酸根、硫酸根等。其中悬浮固体和悬浮物颗粒直径中值直接反映油田水的结垢和堵塞的情况，其它指标则反映了油田水造成堵塞的原因。2.结垢类油田水由于组成复杂，在注水过程中会产212.1悬浮固体。悬浮固体通常是指在水中不溶解而又存在于水中不能通过过滤器的物质。在已知体积的油田水中，用薄膜过滤器过滤出来的固体含量是估计水的结垢堵塞趋势的一个重要依据。悬浮固体含量高，说明水中不溶解的物质多，在注入地层后，会沉积在地层中，堵塞地层，使原油无法开采，同时悬浮团体也会沉积在注水井的管壁中，使管径变窄，使注水量达不到要求。2.2悬浮物颗粒直径中值。颗粒直径中值是指水中颗粒的累计体积占颗粒总体积50%时的颗粒直径。颗粒直径中值越大，堵塞地层的可能性就越大，对地层的影响也就越大。2.1悬浮固体。悬浮固体通常是指在水中不溶解而又存在于水中不222.3腐生菌。在某些特定环境下，很多细菌都可以形成粘膜附着在设备或管线内壁上，也有些悬浮在水中，凡是能形成粘膜的细菌，我们称之为腐生菌。它是好气异养菌的一种。由于许多油田水都能满足它的生长需要，因此腐生菌的存在极其普遍，它们产生的粘液与铁细菌、藻类、原生动物等一起附着在管线和设备上，造成生物垢，堵塞注水井和过滤器，同时也产生氧浓差电池而引起腐蚀。2.3腐生菌。在某些特定环境下，很多细菌都可以形成粘膜附着在232.4钙。钙离子是油田水的主要成分之一，有时它的浓度比较低，但有时它的含量可高达30000毫克/升。钙离子对油田水的影响也是重要的，因为它能很快地与碳酸根或硫酸根离子结合，并沉淀生成附着的垢或悬浮固体，因此通常是造成堵塞的主要原因之一。2.5镁。镁离子的作用与钙离子的作用相近。通常镁离子浓度比钙离子低得多，但镁离子与碳酸根离子结合也会引起结垢和堵塞问题。不同的是通常碳酸镁引起的结垢和堵塞不如碳酸钙那样严重，此外，硫酸镁是可溶解的而硫酸钙则不溶解。2.4钙。钙离子是油田水的主要成分之一，有时它的浓度比较低，242.6钡。钡离子由于能与硫酸根离子结合生成硫酸钡，而硫酸钡是极其难溶的，甚至少量硫酸钡的存在也能引起严重的堵塞。与此类似，油田水中的锶离子也会导致严重结垢和堵塞，但通常钡含量在油田水中含量很低。2.7碳酸根。由于它能与钙、镁、钡等生成不溶解的水垢，会造成管线和地层的堵塞。2.6钡。钡离子由于能与硫酸根离子结合生成硫酸钡，而硫酸钡是252.8重碳酸根。由于它能与生成钙、镁形成重碳酸盐，该盐在一定条件下可以转化为不溶的碳酸盐，形成不溶解的水垢，造成管线和地层的堵塞。2.9硫酸根。由于硫酸根离子能与钙，尤其是与钡生成不溶解的水垢，因此硫酸根离子的含量在油田水中也是值得注意的一个问题。2.8重碳酸根。由于它能与生成钙、镁形成重碳酸盐，该盐在一定263.处理效果

含油这项指标主要反映油田采出水处理效果。含油是指在酸性条件下，水中可以被汽油或石油醚萃取出来的物质，称为石油类。含油量的高低，直接反映了油在水中的含量。对于采出水来讲含油量越高，说明原油的采出量越大，油田注水的效果越好；但对于回注水来讲含油量越高，说明含油污水处理效果越差，对环境的影响越坏，同时说明在原油开采的过程中资源的浪费也越大。

3.处理效果含油这项指标主要反映油田27上面所分的三类说明主要是便于理解这些指标的意义，但是一些指标的作用不可完全按上述归类，例如硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌即可腐蚀又可结垢，同时以上所有指标也都可以部分反映油田水处理的效果。正因为这些指标与油田水质的好坏以及对油田生产造成的影响较大，因此如何准确分析这些指标就尤其重要。上面所分的三类说明主要是便于理解这些指标的意义，28四、油田水分析方法简介目前油田水分析方法是多种多样的，针对分析指标的不同可分为重量法、滴定法、比色法、离子色谱法、电极法、原子吸收光谱法等，但归结起来可以分为两类方法，即化学分析和仪器分析。化学分析包括重量法、滴定法等，仪器分析包括比色法、离子色谱法、电极法、原子吸收光谱法等。对于油田水常用的指标来讲，可采用的方法详见表2-4。四、油田水分析方法简介目前油田水分析方法是多种多样29五、油田水分析的注意事项

油田水成分复杂，水质本身受外界因素的干扰而变化较大，在取样、样品保存和测定的过程中，在一个环节上稍有失误就可能导致最终结果的错误。为此必须要充分了解分析中可能存在哪些误差、误差的来源以及如何减小误差。只有在整个全过程中都能严格遵守油田水分析的操作规程，才会获得真实的结果。但是油田水整个分析过程是十分复杂的，为了减小分析误差，获得可靠的实验数据，在油田水的分析过程中需要注意以下几方面的问题:五、油田水分析的注意事项油田水成分复杂，水质本身301.取样1.1取样容器的选取1.1.1玻璃器皿由于对酸碱及其它化学试剂有一定的耐腐蚀性能，并且具有一定的耐热性能，同时由于无色透明便于观察试样及其变化，因此广泛用于水质样品的采集，但易破裂，不适用于运输。适用于油田水中悬浮固体、悬浮颗粒直径中值、平均腐蚀率、含油、细菌类、溶解氧、硫化物、侵蚀性二氧化碳、pH值以及油田水中阴阳离子成分等指标的取样分析。1.取样1.1取样容器的选取311.1.2塑料器皿由于耐冲击又轻便，对于许多试剂都稳定，但由于吸附有机物且耐热性能较差，因此不适用含油、细菌类指标的取样。特别适用于水中微量的金属元素取样分析。

1.2取样量的选取取样量通常为样品正常测定所需样品用量的2-3倍，以利于对样品测定结果复查。1.1.2塑料器皿由于耐冲击又轻便，对于许多试剂都稳定，但由321.3取样过程取样过程中，首先选取的样品要有代表性，在油田管网中取样时样品应预先畅流3min后取样，以使管线末端的残留水放净。细菌取样应用灭好菌的取样瓶直接取样。取样测定含油时不得用所取样品冲洗，应直接取样。其它指标取样时应用所取水样清洗取样容器。对于溶解氧、硫化物等指标在取样时应加入固定剂，防止样品组分损失。1.3取样过程332.样品的保存时间和保存方法

对于水中各项指标的测定，保存时间越短越好，可以减少组分的损失，同时减少水中物质在条件变化后，改变原来的性质。合理的保存方法可以减少组分的损失和不改变水质原有的性质。具体保存时间和保存方法见表2-5。

2.样品的保存时间和保存方法对于水中各项指标343.样品的测定样品在测定过程中，必须注意以下方面的问题。3.1测定前的准备在所有测定开始之前，必须熟悉标准，熟练操作步骤，了解测定的全过程。同时检查所用仪器和所用试剂的有效性。

3.样品的测定样品在测定过程中，必须注意以下方面的353.2样品的测定3.2.1按样品的分析步骤逐步进行，不可随意取消或增加操作步骤。3.2.2样品的测定必须要由同一分析人测定两个或两个以上的平行样品。测定平行样品有助于减小随机误差。同时它是对测定精密度的检查。3.2.3为保证测定结果的准确性，在分析过程中要进行全程序空白试验值的测定。全程序空白实验值是以纯水代替实际样品，并完全按照实际样品的分析程序同样操作后所测得的试验值。全程序空白实验值的大小及分散程度，对分析结果的精密度和方法的检出限都有很大影响，并在一定程度上反映了一个实验室及分析人员的水平。3.2样品的测定3.2.1按样品的分析步骤逐步进行，不可随意36

在油田水的分析过程中，只有对分析的全过程进行全面的质量控制，才能取得真实有效的结果。尽管在油田水质的具体项目分析测试过程中，每种不同的指标有不同的误差来源，但是无论是何种油田水在测定过程中都必须要了解测定原理，熟练操作方法，控制和减小误差，才会获得真实的测定结果。在油田水的分析过程中，只有对分析的全过程进37第二节悬浮固体含量的测定

一、油田注水中悬浮固体的含义

水中的固体含量包括悬浮固体和溶解性固体。悬浮固体通常是指在水中不溶解而又存在于水中且不能通过过滤器的物质。但不包括水中的油含量及偶然进入水体的草根之类的物质。

第二节悬浮固体含量的测定一、油田注水中悬浮固体的含义38二、油田水中悬浮固体的来源水通常被称为万能溶剂，它能溶解大部分的无机物，油田上大部分水处理问题都是由这一特性引起的。含油污水中的悬浮固体主要是来自于水从地下带出的地层砂、系统中形成的垢的颗粒、腐蚀产物、细菌等。地面水中的悬浮固体主要来自地面的泥砂、工业及生活用水中的各种污染物。

二、油田水中悬浮固体的来源水通常被称为39三、悬浮固体对油田水的影响

目前石油开采基本采用水驱油的方法，水中悬浮固体的含量是水对注采系统堵塞趋势的一个重要依据。悬浮固体的增加使水浑浊，降低透明度，超过一定量时，能够使管线堵塞、地层堵塞，直接影响油层的开采环境，因此，准确测定悬浮固体的含量对油田生产具有重要的意义。

三、悬浮固体对油田水的影响目前石油开40四、测定悬浮固体含量的方法及特点悬浮固体含量的测定方法主要依据重量法原理。悬浮固体是水经过滤所得。因此，所采用的过滤材料的滤孔大小对测定结果有很大影响。根据过滤材料选取的不同分为滤膜法、滤纸法、石棉坩埚法、离心分离法。各种方法的特点见表2-6。

四、测定悬浮固体含量的方法及特点悬浮固体含量的测41五、标准方法

1.原理该方法系让通过已称至恒重的滤膜，根据过滤水的体积和滤膜的增重计算水中悬浮固体的含量。2.设备及材料见教材80页。五、标准方法1.原理423.水样采集将一段乳胶管或塑料管接到阀门上，打开阀门，最少让水流一分钟。注意看水的颜色是否变化，如有变化，就要等到颜色保持不变为止。另外，在阀门和管线的底部可能有一些脏物，在取样前必须把它冲洗干净。取样时把软管的一端插入瓶底，使水从瓶中漫出，迅速盖好瓶盖，以免水与空气接触发生变化，影响测定结果。

3.水样采集434.分析步聚4.1将滤膜放入蒸馏水中浸泡30min后，用镊子(不要用尖镊子，这样容易弄破滤膜)夹起滤膜，用洗瓶反复冲洗3-4次，在清洗过程中，不要用手拿滤膜，以免影响过滤效果。4.2清洗后的滤膜放在平皿里，放入微波炉中，在70℃下烘3min(或在烘箱中，90℃下烘30min)，取出后放入干燥器冷至室温，一般30min左右，称重。重复以上操作，直至恒重(二次称量差小于0.2mg)。4.分析步聚4.1将滤膜放入蒸馏水中浸泡30min后，用镊子444.3将欲测水样装入微孔薄膜过滤器中。4.4将已恒重的滤膜用水润湿装到微孔滤器上。4.5用氮气加压，使薄膜过滤试验仪内压力保持在0.1-0.15MPa(压力对测定结果有很大影响，测定时一定控制好压力，起始压力我们通常控制在0.15MPa)，打开阀门过滤水样，并记录流出体积。4.3将欲测水样装入微孔薄膜过滤器中。454.6用镊子从滤器中取出滤膜并烘干，装入悬浮固体试验装置，用汽油冲洗滤膜直到滤液无色为止(至少洗4次)(若水样不含油，可省去)，再用蒸馏水洗滤膜至水中无氯离子(鉴别有无氯离子可将0.01mol/L硝酸银滴入过滤水中，看是否有白色混浊物，如不能确定，可滴一滴铬酸钾，看滴入硝酸银的过滤水是否呈红色，若呈红色，说明有氯离子，需继续用蒸馏水洗滤膜)。4.7将滤膜烘干，称重，直至恒重。4.6用镊子从滤器中取出滤膜并烘干，装入悬浮固体试验装置，用464.8计算结果式中:Cx----悬浮固体含量，mg/L；mg----试验前滤膜质量，mg；mh----试验后滤膜质量，mg；Vw----通过滤膜的水样体积，L。

4.8计算结果475.注意事项

5.1若水样悬浮固体含量较低，则应增加过滤水样的体积；5.2树枝、水草等杂质应从水样中去除；5.3水样粘度高时，可加2-4倍蒸馏水稀释，振荡均匀，待沉淀物下降后再过滤。

5.注意事项5.1若水样悬浮固体含量较低，则应增加过滤水样48第三节悬浮固体颗粒直径中值的测定

一、悬浮固体颗粒直径中值的含义颗粒直径中值是指水中颗粒的累积体积占颗粒总体积50%时的颗粒直径。通常将悬浮固体用至少使它保持原特征而近似成球形来描述，在注入水中固体颗粒直径的范围是在l微米至几百微米之间。

第三节悬浮固体颗粒直径中值的测定一、悬浮固体颗粒直径中49二、悬浮固体颗粒直径中值的来源与悬浮固体的来源相同。三、油田水中悬浮固体颗粒直径中值对油田生产的影响在悬浮固体含量相同的情况下，颗粒直径中值大的悬浮固体含量越多，油田水中的管线堵塞、地层堵塞情况越严重；另外，测定水中悬浮固体颗粒直径中值，也可了解水处理系统的运行情况，因此，准确检测油田水中悬浮固体颗粒直径中值有着重要的意义。二、悬浮固体颗粒直径中值的来源50四、悬浮固体颗粒直径的测定方法及特点

1.显微镜方法可见显微镜的使用大概是用于检测油田水中颗粒的最原始的传统方法。它是测定颗粒大小、分布的相当慢的方法，如果颗粒分布测定在统计上是有效的，则许多颗粒必须被检测出。该方法通常较多用于测定颗粒的形状和性质，并得出粒径范围。扫描电镜与传统的显微镜相比，扫描电镜有更大的放大倍数，但测定的过程很繁琐。四、悬浮固体颗粒直径的测定方法及特点1.显微镜方法512.库尔特计数器采用一恒定电流通过针孔从阳极流到阴极，当非导电颗粒通过针孔时，引起两个电极之间电阻的变化，电阻与颗粒的体积成正比。电阻的变化导致电压脉冲变化，用电子仪器计算和记数，从而得出粒径分布情况。其测定范围0.5-400um。

2.库尔特计数器523.光散射计数器是采用光散射或光障碍原理来检测水中的颗粒的。水流过传感器元件，并使每个颗粒在传感器中穿过强烈的光束，它能散射出光.这种仪器能测定出每个光散射的脉冲的数量，该量与颗粒的表面积成正比，仪器所给出的颗粒直径就是与实际颗粒表面积相同的球形颗粒直径，测定范围2-900um。另一种类型的用光散射测定颗粒大小的检测器依据的是相同的原理，但使用的是一个激光器作为光源，测定范围0.04-2000um。目前油田多采用库尔特计数器来测定水中悬浮固体颗粒直径即SY/T5329-94中悬浮固体颗粒中值的测定。3.光散射计数器53五、标准方法

1.仪器、材料和试剂(见教材83页)2.分析水样前的准备工作2.1配制电解质溶液:称取分析纯氯化钠20g置于烧杯中，加入蒸馏水1000mL使其溶解，用孔径0.2-0.45um的滤膜过滤，使水中颗粒符合测定要求。2.2选用合适的小孔管和适宜的标准颗粒对仪器进行校正。校正方法详见仪器说明书。2.3悬浮颗粒含量较高的水样，用配制好的电解液稀释。五、标准方法1.仪器、材料和试剂(见教材83页)543.分析步骤

3.1取水样150-200mL直接放在样品架上。3.2将取样方式开关指向压力计(含有悬浮固体颗粒的水样需要靠外力通过侧孔)，同时选择进样体积开关使之指向需要的体积。3.3按照仪器操作规程进行操作。

3.分析步骤3.1取水样150-200mL直接放在样品架上554.打印内容

4.1每一个通道(颗粒直径范围)的颗粒数目与颗粒体积百分数；4.2水样中的颗粒总数目；4.3取样时间；4.4各通道(颗粒直径范围)的累计颗粒数目与累计体积百分数。

4.打印内容4.1每一个通道(颗粒直径范围)的颗粒数目与颗565计算结果

5.1原水样中每个通道(颗粒直径范围)的颗粒数目按下式计算:

式中:：N----原水样中每个通道的颗粒数目，个/mL；n----分析测得的每个通道Vy体积中的颗粒数目，个；Vy----压力计取样体积，uL；Vs----杯中加入被测水样体积，mL；Vd----杯中加入电解质溶液体积，mL5计算结果5.1原水样中每个通道(颗粒直径范围)的颗粒数目575.2水样中颗粒体积计算:5.2.1每个通道颗粒体积按下式计算:V=10-3·D3·π·N/6式中:V----每个通道所含颗粒体积，mm3/m3；D----对应通道的颗粒直径，um；N----对应通道的颗粒数，个/mL。

5.2水样中颗粒体积计算:585.2.2水样中颗粒总体积按下式计算:

ΣV=V1+V2+V3+...+V16式中：ΣV----颗粒总体积，mm3/m3；V1，V2，...，V16----各个通道的颗粒体积，mm3/m3

5.2.3颗粒直径中值的确定：以颗粒直径为横坐标，颗粒累加体积百分数为纵坐标作图，在图上颗粒累加50%时所对应的直径为颗粒直径中值。5.2.2水样中颗粒总体积按下式计算:596.注意事项

使用仪器测定颗粒时，若仪器可自动将测出的颗粒体积累加到100%，那么测出的颗粒体积分布可直接由仪器打印出来.当水中颗粒较少，仪器累加达不到100%时，可采用计算机，运用式5.2.1和5.2.2计算每个通道的颗粒体积V与总体积ΣV的比值，再用累加的办法得出来。6.注意事项60第四节平均腐蚀率的测定

一、腐蚀的含义

自然界的金属大部分都是金属的氧化物或盐类，冶炼纯金属需要耗用大量能量，这个能量被“贮存”起来，就成为使金属恢复原来的状态一氧化物或盐类所需的推动力。这就意味着，金属与其周围环境相比，在大多数情况下，是不稳定的，有转化为其原来较低能量状态的自然趋势，这种转化趋势称为腐蚀。腐蚀是一种电化学过程。第四节平均腐蚀率的测定一、腐蚀的含义61二、影响腐蚀速度的因素1.pH值：水的腐蚀性通常随着pH值的降低而升高。在较高的pH值下，金属表面上形成保护性垢，可防止或减轻进一步腐蚀，但垢下可能会形成一定的点腐蚀。2.溶解氧：氧气腐蚀机理：阳极反应:Fe→Fe2++2e阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-合并为:4Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)3↓由于氧容易与阴极上的电子结合，因此，在大多数情况下，氧能加剧腐蚀速度。在水中含有CO2和H2S情况下，即使水中只有微量氧，也会增大两者的腐蚀性。二、影响腐蚀速度的因素1.pH值：水的腐蚀性通常随着pH值的623.溶解的二氧化碳：二氧化碳溶解于水生成碳酸，使水的pH值降低，腐蚀速率增加。二氧化碳的腐蚀性没有氧的腐蚀性强，但常能造成点腐蚀。CO2+H2O→H2CO3Fe+H2CO3→FeCO3+H23.溶解的二氧化碳：二氧化碳溶解于水生成碳酸，使水的pH值降634.溶解的硫化氢：硫化氢极易溶解于水，溶解以后成为弱酸。H2S+H2OHS-+H++H2O腐蚀反应:Fe+H2S+H2O→FeS+H2+H2O腐蚀生成的FeS极难溶解，常常粘附在管壁上形成垢。FeS是一种良导体，对于垢下的钢来说，FeS是阴极。这样，在钢与FeS之间就形成了一对电偶，使垢下的缺陷处产生加速腐蚀的倾向，通常引起深的点蚀。H2S和CO2结合起来比单一的H2S腐蚀性更大。

4.溶解的硫化氢：硫化氢极易溶解于水，溶解以后成为弱酸。645.硫酸盐还原菌：在油田注水系统中，硫酸盐还原菌能将水中硫酸根中的硫还原成负二价硫离子，生成副产物硫化氢，从而引起腐蚀。另外，随着温度、压力和流速的升高，腐蚀速度加快。硫酸盐还原菌在水系统中产生硫化氢，也是导致腐蚀的重要原因。5.硫酸盐还原菌：在油田注水系统中，硫酸盐还原菌能将水中硫酸65三、腐蚀对油田生产的影响在油田生产中，很多系统都是由金属材料构成的。金属材料的腐蚀能够造成一些位置穿孔，断裂，使系统中的流体大量流失。不仅污染了环境，同时也影响了生产进度，严重时甚至需要停产维修，造成了很大经济损失。因些，准确测定平均腐蚀率对油田生产有着重要的意义。

三、腐蚀对油田生产的影响在油田生产中，66四、测定腐蚀率的方法

测定腐蚀率的方法见表2-7。根据上述方法的特点，通常用挂片法即SY/T5329-94中平均腐蚀率的测定方法。

四、测定腐蚀率的方法测定腐蚀率的方法见表2-7。67五、标准方法

1.原理将试片悬挂在注水体系内，在正常生产条件下，30±2d后取出，根据试验前后试片的损失量计算平均腐蚀率。2.材料及试剂见教材87页。五、标准方法1.原理683.试片的加工3.1材质应以现场实际使用的钢材加工成试片，一般亦可使用A3钢。3.2试片形状及尺寸试片采用长方形，外形尺寸i×b×hmm：76×13×1.5，在一端距边线10mm处钻一直径为8mm小孔并打号。3.3试片加工要求试片经刨、磨工序使其表面粗糙度Ra为0.63-1.25um。3.试片的加工694.准备工作4.1用游标卡尺测量试片尺寸并计算表面积。4.2用石油醚脱脂，再用无水乙醇清洗，取出试片用滤纸擦干，放于干燥器中4h后称重，称准至0.lmg。4.准备工作705.配制试片清洗液5.1称取柠檬酸铁铵10g，加入90mL蒸馏水使其溶解(使用时应在水浴上将溶液加热到60℃)。5.2在5%-10%的盐酸溶液中加1%-2%缓蚀剂(缓蚀剂浓度由空白片失重小于1mg确定)，摇匀待用。6.现场挂片将准备好的试片固定在试片夹座上，然后安装到注水流程上，应使其试片侧面迎着水流方向，挂片时间30±2d，具体安装方法见相关标准附录E。5.配制试片清洗液717.试验后试片的处理将试片取出，用滤纸轻轻擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液(5.1或5.2项)中1-5min(清洗时可用毛刷轻轻刷洗)，试片清洗后用蒸馏水冲洗，再用乙醇脱水并用滤纸擦干表面，将其存放于干燥器中4h后称重。

7.试验后试片的处理728.计算结果

式中：F----平均腐蚀率，mm/a；mgf,mhf----试验前、后试片质量，g；S----试片表面积，cm2；tf----挂片时间，d；ρ----试片材质密度，g/cm3。8.计算结果739.注意事项:

9.1所用的分析天平必须经过有关部门的计量检定，合格后方可使用。9.2清洗试验后试片的彻底与否直接与实验结果的准确度有关，在清洗液处理后如仍不能彻底清除锈蚀，可考虑用湿布蘸取去污粉擦拭至除掉锈蚀部分。9.3为了称重准确，干燥过程要彻底，干燥器中的变色硅胶要保持蓝色，吸水变粉红时要烘干脱水后再用。

9.注意事项:74第五节含油量的测定

一、含油量的含义水中含油量有两类：矿物油和动植物油。我们常说的含油量是指矿物油，即石油类。油田水中含油量是指在酸性条件下，水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油类物质。二、油田水中含油量的来源主要来自油田含油污水。第五节含油量的测定一、含油量的含义75三、含油量对油田生产的影响及意义

水中含油能在油层中产生“乳状块”。可以成为一些固体（如硫化铁）的良好粘结剂，从而增加了地层的堵塞程度。对水中含油量的测定还可反映水处理系统的能力。因此，对水中含油量的检验具有极重要的意义。三、含油量对油田生产的影响及意义76四、含油量的测定方法及特点

含油量测定方法及特点见表2-8。根据注水水质的情况及测定方法的特点，油田水分析采用分光光度法，即《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》水中含油量的测定方法(SY/T5329-94)。

四、含油量的测定方法及特点77五、标准方法

1.原理水中的石油类可以被石油醚、汽油、四氯化碳等有机溶剂提取，提取液的颜色深浅程度与含油量浓度呈线性关系，因此可以用比色的方法进行测定。2.仪器及试剂见教材91页。五、标准方法1.原理783.采集水样用一个清洁干燥的玻璃瓶取样，样品视含油量的多少取水，不能将样品溢出，并迅速盖好，不要使用乳胶管或塑料管，避免油粘附于管壁上。不能用被待取样品清洗取样瓶。3.采集水样794.标准油的提取取适量(500mL左右)含油水样置于分液漏斗中，加入一定量(一般每次加20-25ml)的石油醚或汽油，在酸性条件下(加盐酸5ml，使水样呈酸性)提取水中石油类，萃取液经无水氯化钙(或无水硫酸钠)脱水后过滤，滤液于78-80℃水浴上蒸去石油醚或汽油，即得标准油样。5.标准油溶液的配制称取0.5000g标准油，用汽油溶解于l00mL容量瓶内并稀释至刻度，此溶液含油浓度为5.0mg/mL。

4.标准油的提取806.标准曲线的绘制用移液管分别吸取0.00，0.50，…，3.00mL标准油溶液置于7支50mL比色管中，用汽油稀释至刻度并摇匀，以汽油为空白，在仪器上比色(波长430nm，比色皿3cm)，根据测得的光密度值和对应的含油量绘制标准曲线。

6.标准曲线的绘制817.分析步骤7.1将水样移入分液漏斗中，加(l+1)盐酸溶液2.5-5.0mL。用50mL汽油分两次萃取水样，每次都将清洗取样瓶后的汽油倒入分液漏斗中并振摇1-2min；7.2将两次萃取液都收集于50mL比色管中，用汽油稀释到刻度，盖紧瓶塞并摇匀，同时测量被萃取后水样体积(应减去加盐酸体积)，若萃取液混浊，应用无水硫酸钠(或无水氯化钙)脱水后再进行比色测定；7.3汽油作空白样，在分光光度计上测其光密度值，在标准曲线上查出含量。7.分析步骤828.计算结果式中:Co---含油量，mg/L；mo---在标准曲线上查出的含油量，mg；Vw---萃取水样体积，mL。8.计算结果839.注意事项9.1使用的器皿应避免有机物的污染。9.2水样及空白测定所使用的溶剂应为同一批号，否则会由于空白值不同而产生误差。9.注意事项84第六节腐生菌（TGB）、硫酸盐还原菌（SRB）与铁细菌的测定

一、概述1.油田水中的细菌种类水是细菌广泛分布的天然环境，不论是地表水还是地下水，甚至雨水或雪水，都含有多种微生物，当水体受到人畜粪便、生活污水或某些工农业废水污染时，水中细菌的数量可大量增加。细菌的种类与数量对人们日常生活以及工农业生产包括油田生产有着重大的影响，在油田水中有各种不同类型的细菌，其中对油田生产直接相关的有腐生菌、硫酸盐还原菌和铁细菌等。第六节腐生菌（TGB）、硫酸盐还原菌（SRB）与铁细菌的测852.细菌对油田生产的危害及抑制细菌的措施腐生菌属“异养型”细菌，在一定条件下，它们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。硫酸盐还原菌在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子，进而形成副产物硫化氢，对金属有很大的腐蚀作用，腐蚀反应中产生硫化铁沉淀可造成堵塞。铁细菌能从氧化二价铁中得到能量，形成的氢氧化铁可在细菌膜鞘的内部或外部储存，使管道发生锈蚀。因此，在实际生产中，常常采取脱氧、加化学药剂(如杀菌剂、抑菌剂、灭生剂)等措施抑制细菌的生长及繁殖。

2.细菌对油田生产的危害及抑制细菌的措施863.三类菌含量测定的意义细菌能给我们造成这样多的麻烦其原因是细菌的出现会引起设备或注水井的腐蚀或堵塞，且能以惊人的速度繁殖。所以，为了保证油田注水达到注入用水标准，就要进行水中细菌含量的测定，这对于保障油田的正常生产有重要的意义。

3.三类菌含量测定的意义87二、水中细菌总数的测定方法简介

细菌总数测定是测定水中需氧菌、兼性厌氧菌和异养菌密度的方法。因为细菌能以单独个体、成双成对、链状、成簇等形式存在，而且没有任何单独一种培养基能满足一个水样中所有细菌的生理要求。所以，由此法所得的菌落可能要低于真正存在的活细菌的总数。实际上是指lmL水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后，所生长细菌菌落的总数。

二、水中细菌总数的测定方法简介88水中细菌总数的测定主要有以下几种方法。1.显微计数法：将菌体用化学染料着色后，在显微镜下用血球计数板进行观察计数，通过换算给出单位体积水样中的细菌个数。此方法直观快捷，不需进行培养，适用于水样中菌量较高的情况。水中细菌总数的测定主要有以下几种方法。892.平板培养法：

将水样逐级稀释后分别取各级稀释液于灭菌培养皿中，倾注已融化并冷却至45℃左右的营养琼脂培养基，37℃恒温培养24h进行菌落计数。细菌总数以每个培养皿菌落的总数或平均数乘以稀释倍数而得到。此方法适于大多数好氧菌。2.平板培养法：903.多管发酵法：

根据细菌能发酵乳糖、产酸产气以及对化学染料特异性着色等特点，通过初发酵试验、平板分离、复发酵试验三个步骤进行检验。此方法适于厌氧菌。3.多管发酵法：914.滤膜法：

将水样注入已灭菌的放有滤膜(一种孔径为0.45um的微孔滤膜)的滤器中，经过抽滤，细菌即被截留在膜上，然后将滤膜贴于特定培养基(如品红亚硫酸钠培养基)上培养计数滤膜上生长的菌落总数，根据过滤水样量换算出细菌密度。滤膜法具有高度的再现性，可用于检验体积较大的水样，结果比多管发酵法精密。4.滤膜法：925.延迟培养法：

此法是将水样在现场过滤后，将滤膜放置于输送培养基上(这种培养基能保持细菌的活性但不允许它们在输运到实验室之前长成可见的菌落)，然后运到实验室，在实验室将滤膜转移到特定培养基(如M-FC培养基)上，44.5℃培养24±2h后进行菌落计数。在常规的检验步骤不能实现时，例如在水样运输的途中不能保证所要求的温度，或者在采样后不能在允许的时间内进行检验等都可应用延迟培养法。5.延迟培养法：936.细菌测试瓶法：

将水样用无菌注射器采用绝迹稀释法逐级注入到测试瓶中进行接种，送实验室培养，根据细菌瓶阳性和稀释的倍数，计算出水样中细菌的数目。6.细菌测试瓶法：94三、水样的采集与保存

采集的样品应尽可能地代表所采的环境水体特征，应采取一切预防措施尽力保证从采样到实验室分析这段时间间隔里不受污染和水样成分不发生任何变化。

三、水样的采集与保存951.采样1.1采样容器1.1.1采样瓶：用作采样瓶的材料，要求在灭菌和样品存放期间不应产生和释放出抑制细菌生存能力和促进繁殖的化学物质。所以通常采用以耐用玻璃制成的，带螺旋帽或磨口玻塞的500mL广口瓶，也可用适当大小、广口的聚乙烯塑料瓶或聚丙烯耐热塑料瓶。

1.采样961.1.2采样瓶的洗涤：一般可用加入洗涤剂的热水洗刷采样瓶，用清水冲洗干净，最后用蒸馏水冲洗1-2次。新的采样瓶必须彻底清洗，先用水和洗涤剂清洁尘埃和包装物，再用铬酸和硫酸洗涤液洗涤，然后用稀硝酸溶液冲洗以除去任何一种重金属或铬酸盐的残留物，最后用自来水冲洗干净，再用蒸馏水淋洗。对于聚乙烯瓶，可先用约1mol/L盐酸溶液清洗，再依次用稀硝酸溶液浸泡，蒸馏水冲洗干净。洗涤前须检查采样瓶，已破损及表面被侵蚀的容器应弃去不用。1.1.2采样瓶的洗涤：一般可用加入洗涤剂的热水洗刷采样瓶，971.1.3采样瓶的灭菌：将洗涤干净的采样瓶，瓶口用牛皮纸等防潮纸包好，瓶顶和瓶颈处都要裹好，置于干燥箱160-170℃干热灭菌2h或用高压蒸汽灭菌器，在121℃灭菌15min。不耐热的塑料瓶则应浸泡在0.5%的过氧乙酸溶液中10min或用环氧乙烷气体进行低温灭菌。灭菌后的采样瓶两星期内未使用，使用时须重新灭菌。

1.1.3采样瓶的灭菌：将洗涤干净的采样瓶，瓶口用牛皮纸等防981.1.4去除干扰：采集加氯处理的水样时，余氯的存在会影响待测水样在采集时所指示的真正细菌含量，因此须经去氯处理。可在洗涤干净的样品瓶内，于灭菌前加入足量的硫代硫酸钠，按500mL采样瓶加入0.3mL10%硫代硫酸钠溶液，然后盖好瓶盖(塞)。当被测水样含有高浓度重金属时，则须在采样瓶内，于灭菌前加入螯合剂以减少金属毒性，采样点位置较远须长距离运输的水样更应如此。可按500mL采样瓶加入1mL15%的乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)溶液。1.1.4去除干扰：采集加氯处理的水样时，余氯的存在会影响待991.2采样步骤及注意事项1.2.1将已灭菌和封包好的采样瓶小心开启包装纸和瓶盖，避免瓶盖及瓶子颈部受杂菌污染并注意避免附加设备采样时可能造成的污染。1.2.2在采集江、河、湖、库、地表水样时，可握住瓶子底部直接将采样瓶插入水中，约距水面10-15cm处，瓶口朝水流方向，使水样灌入瓶内。如果没有水流，可握住水平前推，直至充满水样为止，采好水样后，迅速盖上瓶盖和包装纸。1.2采样步骤及注意事项1001.2.3从自来水龙头采集样品时，不要选用漏水的龙头，采水前可先将水龙头用酒精灯火焰灼烧灭菌或用70%的酒精溶液消毒水龙头及采样瓶口，然后打开龙头，放水3min以除去水管中的滞留杂质。采水时控制水流速度，小心接入瓶内。1.2.4采样时不需用水样冲洗采样瓶。采样后在瓶内要留足够的空间，一般采样量为采样瓶容量的80%左右，以便在实验室检查时充分振摇混合，获得具有代表性的样品。

1.2.3从自来水龙头采集样品时，不要选用漏水的龙头，采水前1011.2.5在同一采样点进行分层采样时，应自上而下进行，以免不同层次的搅扰，同一采样点与理化监测项目同时采样时，应先采集细菌学检验样品。1.2.6采样完毕，应将采样瓶编号，作好采样记录。将采样日期、采样地点、采水深度、采样方法、样品编号、采样人及水温、气温情况等登记在记录卡上。1.2.5在同一采样点进行分层采样时，应自上而下进行，以免不1022.样品的保存2.1各种水体，特别是地表水、废水的水样，易受物理、化学或生物的作用，从采水至检验的时间间隔内会很快发生变化。因此，当水样不能及时运到实验室，或运到实验室后不能立即进行分析时，必须采取保护措施。2.样品的保存1032.2采好的水样，应迅速运往实验室，进行细菌学检验。一般从取样到检验不宜超过2h，否则应使用10℃以下的冷藏设备保存样品且不得超过6h。实验室接到送检样后，应将样品立即放入冰箱并在2h内着手检验。如果因路途遥远，送检时间超过6h者，则应考虑现场检验或采用延迟培养法。2.2采好的水样，应迅速运往实验室，进行细菌学检验。一般从取104四、细菌测试瓶法检验腐生菌、硫酸盐还原菌与铁细菌方法介绍腐生菌(TGB)、硫酸盐还原菌(SRB)与铁细菌含量测定分析方法(SY/T5329-94)。1.原理采用绝迹稀释法，即将欲测定的水样用无菌注射器逐级注入到测试瓶中进行接种稀释，送实验室培养，根据细菌瓶阳性反应和稀释的倍数，计算出水样中的细菌的数目。四、细菌测试瓶法检验腐生菌、硫酸盐还原菌与铁细菌方法介绍1052.材料2.1腐生菌(TGB)测试瓶；2.2铁细菌测试瓶与指示剂；2.3硫酸盐还原菌(SRB)测试瓶；2.41ml注射器(在121℃条件下灭菌20min)；2.5恒温培养箱；2.6电热消毒器。

2.材料1063.分析步骤细菌测定推荐采用三次重复法，也可采用二次重复法。3.1将测试瓶排成一组，并依次编上序号，若测铁细菌时，应先用无菌注射器分别向其测试瓶中加入0.3-0.5ml指示剂。3.2用无菌注射器取1.0ml水样注入1号瓶内，充分振荡。3.3用另一支无菌注射器从1号瓶内取1.0ml水样注入2号瓶内，充分振荡。

3.分析步骤1073.4再更换一支无菌注射器从2号瓶中取1.0ml水样注入到3号瓶中，充分振荡。3.5依次类推一直稀释到最后一瓶为止，根据细菌含量决定稀释瓶数，一般稀释到7号瓶。3.6把上述测试瓶放入恒温培养箱中(培养温度控制在现场水温的±5℃内)。SRB菌2周后读数，TGB菌和铁细菌7d后读数。

3.4再更换一支无菌注射器从2号瓶中取1.0ml水样注入到31084.细菌生长的鉴别SRB瓶中液体变黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸盐还原菌。TGB瓶中液体由红变黄或混浊即表示有腐生菌。铁细菌测试瓶出现棕红色沉淀即表示有铁细菌。

4.细菌生长的鉴别1095.菌量计算5.1稀释法三次重复菌量统计查表2-9。5.2稀释法二次重复菌量统计查表2-10。5.3重复样细菌计数示例见表2-11。细菌的查表只与重复性有关，菌量数由表2-9或表2-10中查出近似值，再扩大相应的次方数即可，细菌生长结果计算示例见表2-11。5.菌量计算110五、分析操作过程中的注意事项1.细菌实验室要求通风良好，又能避免尘土、过堂风和温度骤变，并保持室内空气高度清洁和实验室用具的整洁。2.实验室有专供培养基制备和灭菌以及玻璃器皿和其它器具消毒灭菌用的准备室，供分装和制备无菌培养基、转移微生物培养的灭菌接种室。五、分析操作过程中的注意事项1113.实验室器材和设备的校验应按国家标准进行，必须使用纯度合格的试剂、染料，着色剂要具有适当的强度和稳定性。4.三类菌含量测定应在现场接种，同时测定水温，室内培养。若无测试瓶，应现场取样，6h内送实验室接种。5.培养基分装时不宜超过容器的2/3以免灭菌时外溢，分装的量根据使用目的和要求决定，配制好培养基后在2h内灭菌，配制好的培养基不宜保存过久，存放时应避免阳光直射并要避免杂菌侵入和液体蒸发。3.实验室器材和设备的校验应按国家标准进行，必须使用纯度合格112第七节油田水离子成分分析

一、pH值的测定1.前言

pH值为水中氢离子活度的负对数。pH值是水化学中常用的和最重要的检验项目之一，可间接地表示水的酸碱程度。pH值是判断腐蚀与结垢趋势的重要因素之一。因为某些水垢的溶解度与水的pH值有密切的关系，一般，水的pH值越高，结垢的趋势就越大；若pH值较低，则结垢趋势减小。但结垢与腐蚀往往是一对矛盾，因此结垢趋势减小的同时，水的腐蚀性往往会增加。第七节油田水离子成分分析一、pH值的测定1132.测定方法2.1玻璃电极法特点：操作简便，分析速度快，不受色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度的干扰。适用于油田水、饮用水、地面水、工业废水等各种水质。2.2比色法特点：方法简便，适用于色度和浊度很低的天然水、饮用水等。但受色度、浊度、氧化剂、还原剂及盐度的干扰。2.测定方法1143.油田水pH值的测定[玻璃电极法]3.1仪器3.1.1各种型号的pH计或离子活度计。3.1.2玻璃电极。3.1.3甘汞电极或银--氯化银电极。3.1.4磁力搅拌器。3.1.550ml烧杯。最好是聚乙烯或聚四氟乙烯烧杯。

3.油田水pH值的测定[玻璃电极法]1153.2原理

pH值由测量电池的电动势而得。以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极组成电池。在25℃理想条件下，氢离子活度变化10倍，使电动势偏移59.16mV。许多pH计上有温度补偿装置，以便校正温度差异，用于常规水样监测可准确和再现至0.1pH单位。较精密的仪器可准确到0.0lpH单位。为了提高测定的准确度，校正仪器时选取用的标准缓冲溶液的pH值应与水样的pH值接近。

3.2原理1163.3仪器校正3.3.1仪器开启后，先预热20分钟左右，使仪器稳定。3.3.2将pH-mV开关转到pH一档。3.3.3用标准缓冲溶液校正pH计：把玻璃电极和甘汞电极一起插入一个标准pH缓冲溶液中，电流计如不是指在该标准溶液的pH值处，可调节“定位”调节器至指针指在标准缓冲溶液pH值处，然后用另一浓度的pH溶液校正，如果仪器读数与溶液的pH值不同，则只调节“斜率”，若不能调节到标准值，则重新定位。反复调节这两个调节器，直至仪器读数准确。此时仪器已校正好，“定位”和“斜率”调节器不能再动。

3.3仪器校正1173.4测定准备3.4.1玻璃电极在使用前应在蒸馏水中浸泡24小时以上。用毕，冲洗干净，浸泡在水中。3.4.2先用水仔细冲洗两个电极，再用水样冲洗。3.5水样测定将校正后的pH计电极浸入要测定的水样中，小心搅拌或摇动使其均匀，待读数稳定后记录pH值。3.4测定准备1183.6注意事项3.6.1测定时，玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中，使它稍高于甘汞电极的陶瓷芯端，以免搅拌时碰破。3.6.2玻璃电极的内电极与球泡之间以及甘汞电极的内电极与陶瓷芯之间不可存在气泡，以防断路。3.6.3甘汞电极的饱和氯化钾液面必须高于汞体，并应有适量氯化钾晶体存在，以保证氯化钾溶液的饱和。使用前必须先拔掉上孔胶塞。3.6注意事项1193.6.4玻璃电极球泡受污染时，可用稀盐酸溶解无机盐结的垢，用丙酮除去油污(但不能用无水乙醇)。按上述方法处理的电极应在水中浸泡一昼夜再使用。3.6.5为防止空气中二氧化碳溶入或水样中二氧化碳逸失，测定前不宜提前打开水样瓶塞。3.6.4玻璃电极球泡受污染时，可用稀盐酸溶解无机盐结的垢，120二、水中钙镁含量的测定

1.前言1.1水中钙镁的来源众所周知，钙镁元素在自然界中无处不在，钙在地球上的丰度占第五位，镁占第八位，无论是在大陆上还是海洋中它们的含量都很丰富，它们是石灰石、白云石、石膏等岩层的主要成分。随着地下水、地表水等流经石灰石、白云石、石膏等岩层，岩层中的钙镁等元素被水冲刷出来，从而形成了水中的钙镁，随着水体的不断循环，钙镁元素也充满了整个自然界。二、水中钙镁含量的测定1.前言1211.2水中的存在形式浅层的地面水和地下水中钙镁常以Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的形式存在，同时钙镁还与水中的氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子等结合，以其它的盐类形式存在。当外部条件发生变化时水中钙镁的存在形式也会发生变化，如：

1.2水中的存在形式122在加热时：Ca(HCO3)2→CaO+CO2↑+H2OMg(HCO3)2→MgO+CO2↑+H2O在灼烧时：CaCO3→CaO+CO2↑MgCO3→MgO+CO2↑在酸性条件下：CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑MgCO3+2HCl→MgCl2+H2O+CO2↑在碱性条件下：CaCl2+2NaOH→Ca(OH)2↓+2NaClMgCl2+2NaOH→Mg(OH)2↓+2NaCl

在加热时：Ca(HCO3)2→CaO+CO2↑+H2O123

从上面几个简单的反应式可知钙镁的存在形式由于受到外界条件的变化(如加热、灼烧、酸、碱)会产生较大的变化。从上面几个简单的反应式可知钙镁的存在形式1241.3水中钙镁含量的差异对人们的生活和工业生产会产生较大的影响

1.3.1水中钙镁含量高低对人们生活的影响钙镁是人体所必需的两种重要元素，缺少了钙人会得软骨病，钙含量过高会引起人体的肠胃不适、发育迟缓；镁含量的高低会对人的神经系统造成影响，因此人体每日必须摄入一定的钙量和镁量，来保证人们正常的生活和工作。1.3水中钙镁含量的差异对人们的生活和工业生产会产生较大的影1251.3.2锅炉用水中钙镁含量对锅炉生产的影响锅炉用水中钙镁含量过高，在锅炉加热时常常会使锅炉内产生结垢，长期加热使锅炉内壁结垢增加，这影响了锅炉内热的传导，造成了资源浪费，同时，由于锅炉内受热的不均匀还会导致锅炉爆炸，造成人员和财产的损失，因此人们也常常对锅炉用水进行软化处理，或采用加入阻垢剂和除垢剂等方法，改变水中钙镁的含量或存在形式，以利于锅炉的安全正常运行。

1.3.2锅炉用水中钙镁含量对锅炉生产的影响1261.3.3油田用水中钙镁含量高低对油田设施和生产的影响在油田注水中，如果钙镁含量过高，在外界条件的作用下(如温度、CO2存在)会产生碳酸钙、碳酸镁，沉积在注水管线管壁上或地层内，进而堵塞管线和地层，影响油田开采。在聚合物的配制和注入过程中，如果水中钙镁含量过高，会使聚合物发生降解，使聚合物的粘度降低，因而造成了驱油效果和驱油能力的降低。

1.3.3油田用水中钙镁含量高低对油田设施和生产的影响1272.水中钙镁含量测定方法简介目前水中钙镁含量的测定方法主要有以下几种，详见表2-12。3.EDTA滴定法测定钙镁方法介绍EDTA滴定法是一种络合滴定法，它是以络合反应为基础的滴定分析方法。EDTA是一种常用的络合滴定剂，这是因为它有非常特殊的结构，它的两个羧酸基的H转移到N原子上，形成了双极离子。当EDTA与钙(镁)离子相遇时，它的氮原子和氧原子与钙(镁)离子相键合，生成具有多个五元环的螯合物。2.水中钙镁含量测定方法简介128EDTA与钙离子形成五元环的螯合物，其稳定常数为10.69；EDTA与镁离子形成五元环的螯合物，其稳定常数为8.7。正是由于钙镁离子与EDTA形成络合物的稳定常数较大，其形成的络合物比较稳定。EDTA与钙离子形成五元环的螯合物，其稳定常数为11293.1方法原理

在反应开始时，金属指示剂(In)与金属离子(M)(M代表钙镁等金属离子)发生的络合反应如下：M+In(蓝)MIn(红)其中：钙与指示剂络合的稳定常数是5.4，镁与指示剂络合的稳定常数是7.0。当滴入EDTA（Y）时，金属离子与EDTA络合形成的反应如下：M+YMYMIn(红)+YMY+In(蓝)3.1方法原理130由于EDTA与钙、镁等金属离子络合的稳定常数大于指示剂与钙、镁等金属离子络合的稳定常数，因此EDTA将指示剂中的钙、镁等金属离子置换出来，使溶液变成金属指示剂本来的颜色。测钙时加入碱掩蔽镁离子的原因是:Mg+2OH-→Mg(OH)2↓其平衡常数为10.74，大于EDTA与镁离子反应的稳定常数8.7。正是由于该方法测定准确，适用范围广，因此常规的分析方法多采用EDTA滴定法来测定钙镁离子的含量。由于EDTA与钙、镁等金属离子络合的稳定常数大于1314.油田水测定钙镁的分析方法(SY/T5523-2000)目前油田测定水中钙镁含量的方法主要采用中华人民共和国石油天然气行业标准《油气田水分析方法》(SY/T5523-2000)在该标准中钙镁离子含量的测定采用络合滴定法和离子色谱法。本节着重介绍络合滴定法。4.1适用范围适用于油气田水中钙、镁离子含量的测定。

4.油田水测定钙镁的分析方法(SY/T5523-2000)1324.2方法概要

钙、镁、锶、钡离子在pH值为10的缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定测得总量。在pH值为3-4的介质中，用硫酸钠作沉淀剂，除去水样中锶、钡离子。除去锶、钡离子的试样，分别在pH值为10的缓冲溶液中以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，测得钙、镁离子合量；在pH值为12的介质中以钙试剂为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，测得钙离子含量。铁离子有干扰，当试样中铁离子含量大于1mg时，需要除去铁离子。

4.2方法概要133反应方程式如下：

Y4-+M2-MY2-Y4-+Ca2-CaY2-Ba2+(Sr2+)+SO42-BaS04(SrSO4)↓Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓Fe3++3OH-Fe(OH)3↓反应方程式如下：1344.3试剂和材料见教材104页。4.4分析程序4.4.l除铁离子4.3试剂和材料135

用大肚移液管取定体积水样(钙含量应在l00mg)于烧杯中，加水使总体积为80ml，加0.3g氯化铵，用1%盐酸溶液调节溶液pH值至3-4。在电炉上煮沸，搅拌下滴加5-l0m1氨水，煮沸lmin，趁热过滤。用热水洗沉淀至无氯离子。滤液和洗涤液一并收集在另一烧杯中，置烧杯于电炉上，煮沸，逐尽氨。冷却至室温后，用1%盐酸溶液调节滤液pH值至3-4。移入250ml容量瓶中，定容、摇匀。记作滤液D，保留滤液D用于钙镁锶钡离子总量的测定。

用大肚移液管取定体积水样(钙含量应在l00mg)于1364.4.2钙、镁、锶、钡离子总量的测定使用除去铁离子得到的滤液D测钙镁锶钡离子的总量。用大肚移液管取定体积滤液D于三角瓶中，加水使总体积为80ml，加入10ml氢氧化铵--氯化铵缓冲溶液，加3-4滴铬黑T指示剂。用EDTA标准溶液滴定溶液至纯蓝色为终点。EDTA标准溶液消耗体积(ml)，记作Vl。

4.4.2钙、镁、锶、钡离子总量的测定1374.4.3钙镁离子合量的测定用大肚移液管取定滤液D(钙含量应在40mg左右)体积于三角瓶中，加水冲洗至120ml，置烧杯于电炉上，加热至沸。搅拌下滴加10ml5%M硫酸钠溶液，煮沸3-5min。在约60℃处静置4h。将溶液和沉淀一并移入250ml容量瓶中，定容，摇匀。放置数分钟后，在滤纸上干过滤。记作滤液E，保留滤液E用作钙、镁离子的测定。使用除去锶钡离子得到的滤液E测钙镁离子的合量。用大肚移液管取定体积滤液E(与测定钙镁锶钡四种离子总量的原水样体积相同)于三角瓶中，按4.4.2条程序进行测定，EDTA标准溶液消耗的体积(ml)记作V2。

4.4.3钙镁离子合量的测定1384.4.4钙离子的测定使用除去锶、钡离子得到的滤液E测钙离子含量。用大肚移液管取与测定钙镁合量的体积相同的滤液E于三角瓶中，加水使总体积为80ml，加l0ml4%氢氧化钠溶液，加3mg钙试剂。用EDTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。EDTA标准溶液消耗的体积(ml)记作V3。4.4.4钙离子的测定1394.4.5结果计算见教材106页。5.样品分析操作过程中的注意事项5.1试验准备阶段:5.1.1所用分析天平和玻璃容器必须经过有关部门的检定，检定合格后方可使用。5.1.2所用试剂(如EDTA等)需要定期标定。5.1.3所用的玻璃仪器必须是清洁干净的。5.1.4实验室环境温度应控制在18-25℃。4.4.5结果计算1405.2操作过程:5.2.1关于待测样品的取定体积。在标准中没有明确给定，建议在测定过程中样品的取样体积为25ml或不低于25ml。5.2.2这里使用的指示剂为金属指示剂，在碱性溶液中，该指示剂放置时间过长，会被氧化，因此在加入后要立即进行滴定操作。5.2.3在滴定终点附近时反应变慢，EDTA溶液要每次少量地加入，即“勤摇慢滴”。5.2.4在反应终点难以判定时，最好在试样中加入同样的指示剂，加入过量的EDTA试剂，使其完全变色。把此种溶液放在旁边，一面比较，一面滴定，求出终点。5.2操作过程:1415.2.5测钙时加入氢氧化钠后，要放置3-5分钟，使氢氧化铁沉淀完全。氢氧化铁沉淀过多时，指示剂会吸附在它上面，终点变色就不明显。这种情况下，如果把第一次试验作为预备试验，第二次先在试样中加入比第一次所用的EDTA的量约少1ml的溶液，然后在加入氢氧化钠溶液，放置，继续滴定，就可以得到明显的终点结果。5.2.6吸取样品到三角瓶后，应用少量碱液调节pH值到中性。5.2.7在样品的测定过程中，一些重金属离子过高会产生干扰，因此常加入氯化钾来进行掩蔽。对于锰的掩蔽常使用三乙醇胺。

5.2.5测钙时加入氢氧化钠后，要放置3-5分钟，使氢氧化铁142三、氯离子含量的测定氯离子是水和废水中一种常见的无机阴离子。氯离子的主要来源是氯化钠等盐类，因此有时氯离子的浓度被用来作为水中含盐量的度量。此外，由于氯离子是一个稳定成分，因此它的含量也是鉴定水质的较容易的方法之一。氯离子可能造成的影响，主要是随着水中含盐量的增加，水的腐蚀性也增加。

三、氯离子含量的测定氯离子是水和废水中一1431.测定方法氯离子测定方法简介，详见表2-13。2.测定[硝酸银滴定法]2.1适用范围适用油气田水中氯离子含量在100mg/L以上，溴、碘离子合量为氯离子含量的1%以下时的氯离子含量的测定。

1.测定方法1442.2原理在中性或弱碱性溶液中，硝酸银与氯离子反应生成白色沉淀。过量的银离子与铬酸钾指示剂生成桔红色铬酸银沉淀。由于氯化银的溶解度小于铬酸银的溶解度，氯离子首先被完全沉淀后，铬酸根才以铬酸银形式沉淀出来，产生桔红色，指示滴定终点。根据硝酸银的消耗量计算氯离子含量，反应方程如下:Ag++Cl-→AgCl↓白色2Ag++CrO42-→Ag2CrO4↓桔红色2.2原理145

铬酸根离子的浓度，与沉淀形成的快慢有关，必须加入足量的指示剂。且由于稍过量的硝酸银与铬酸钾形成铬酸银沉淀的终点较难判断，所以需要以蒸馏水作空白滴定，做对照判断(使终点色调一致)。铬酸根离子的浓度，与沉淀形成的快慢有关，必须加入146

此方法中指示剂的用量和溶液的酸度是两个值得注意的问题：(1)指示剂的用量太低，要使滴定剂过量，才能析出铬酸银沉淀。指示剂用量太高，妨碍铬酸银沉淀颜色的观察，影响终点的判断。所以要严格按标准的要求加指示剂。(2)铬酸银易溶于酸，所以滴定不能在酸性溶液中进行。但如果溶液的碱性太强，则有氧化银沉淀析出：2Ag++2OH-→2AgOH↓→Ag2O↓+H2O通常要求溶液的酸度范围为pH=6.5-10.5。油田水的pH值通常都在7-9之间，故一般不用做中和处理。

此方法中指示剂的用量和溶液的酸度是两个值得注意的1472.3样品保存