一種測定羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法
【專利摘要】本發明涉及一種測定羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法。主要解決了應用現有技術不能準確測定油田污水中羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的問題。其特征在于：包括以下步驟：（1）配制內標溶液：取正辛烷加鄰二甲苯溶解并稀釋，配制得內標溶液；（2）配制對照品溶液：取己二酸精密加入內標溶液和氫碘酸溶液，一次性加入2?碘丙烷，密封，振搖靜止，直接取上層液體作為對照品溶液；（3）配制待測樣品溶液：取己二酸加入待測樣品，精密加入內標溶液和氫碘酸溶液，密封，精密稱定；于130℃反應60min后冷卻，取上層液體作為待測樣品溶液；（4）色譜測定；（5）計算。該測定羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法準確靈敏，適用范圍更寬，檢出限更低。
【專利說明】
-種測定哲丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法
技術領域：
[0001] 本發明設及油田污水水質檢測技術領域，具體地設及一種測定徑丙基瓜爾膠壓裂 液含量的方法。
【背景技術】：
[0002] 隨著石油資源的日趨緊張，各大油田主要增產措施為不斷發展和應用大規模壓裂 技術。大規模應用壓裂技術過程中產生了含有大量壓裂液的油田污水，對生產和環境造成 了十分嚴重的影響，高效處理含有壓裂液的油田污水迫在眉睫。在油田壓裂采出液處理過 程中，對壓裂液含量進行即時測定可W直觀體現出對污水的處理效果，利于采出液處理工 藝的設計與優化。目前，對油田污水中壓裂液含量的測定方法還沒有定論。有人根據污水中 離子濃度進行壓裂液含量的估算，其問題在于污水中的離子不僅僅來自于壓裂液，地層中 也可能會有相關離子溶解其中，從而對測定結果產生干擾，因此不能達到準確測定油田污 水中壓裂液的含量。還有人采用分光光度法進行壓裂液含量的測定，雖然結果比較準確，但 適用范圍有限，主要針對污水中徑丙基瓜爾膠含量為2.0~8. Og/L的情況，而對低濃度壓裂 液含量的測定結果不甚理想。
【發明內容】
：
[0003] 本發明在于克服【背景技術】中存在的應用現有技術不能準確測定油田污水中徑丙 基瓜爾膠壓裂液含量的問題，而提供一種測定徑丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法。該測定徑 丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法，適用范圍更寬，測定靈敏度更高，對含量較低的情況同樣有 效，所得測定結果可為提高油田污水處理效率提供重要參考。
[0004] 本發明解決其問題可通過如下技術方案來達到:該測定徑丙基瓜爾膠壓裂液含量 的方法，包括W下步驟：
[0005] (1)配制內標溶液
[0006] 取正辛燒加鄰二甲苯溶解并稀釋，配制得內標溶液；
[0007] (2)配制對照品溶液
[000引取己二酸精密加入上述步驟（1)配制的內標溶液和氨艦酸溶液，一次性加入2-艦 丙烷，密封，振搖靜止，直接取上層液體作為對照品溶液；
[0009] (3)配制待測樣品溶液
[0010] 取己二酸加入待測樣品，精密加入步驟（1)配制的內標溶液和氨艦酸溶液，密封， 精密稱定;于130°c反應60min后，冷卻，取上層液體作為待測樣品溶液；
[0011] (4)色譜測定
[0012] 依次通過色譜測定上述內標溶液、對照品溶液、待測樣品溶液，進樣量各化L注入 氣相色譜儀，記錄色譜圖；
[OOU] (5)計算
[0014]按內標法W對照品2-艦丙烷峰面積計算，將結果乘W系數;2-艦丙烷轉換為徑丙
[0016] 氧基系數為0.4417。[0015] 所述步驟(5)計算公式：
[0017]
[001 引 H=MS/2.95
[0019] H* = HX75/58
[0020] cg = c7H*
[0021 ]地=CG/V
[0022] W上各式中：
[0023] 斷服一對照品加入量，mg(質量=體積JiLX密度（1.703mg/]iL))
[0024] V取一所取待測樣體積，L
[0025] MS-徑丙基取代度(根據產品指標，一級MS > 0.30，二級MS > 0.15。取0.15)
[00%] H-徑丙基的質量分數
[0027] lf-徑丙氧基的質量分數
[0028] 75-徑丙氧基基團的摩爾質量 [00巧]162-糖單元的摩爾質量
[0030] 58-徑丙基基團的摩爾質量
[0031] 75-徑丙氧基基團的摩爾質量
[0032] 2.95-徑丙基質量分數和徑丙基取代度的換算系數
[0033] CG-徑丙基瓜爾膠濃度，g/L
[0034] C*-徑丙氧基含量g/L(根據需要可轉化為ppm, % )
[0035] C壓一水樣中壓裂液的含量，g/L
[0036] W-壓裂液配方中徑丙基瓜爾膠的實際比例(根據現場情況選擇，取0.5%)。
[0037] 該測定徑丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法原理:壓裂液中含有穩定的徑丙基瓜爾膠 成分，而徑丙基瓜爾膠中的徑丙氧基可與氨艦酸反應生成2-艦丙烷。W正辛燒為內標，2-艦 丙烷為對照品，采用氣相色譜法測定生成2-艦丙烷的量。計算待測樣品中徑丙氧基含量，進 而推算徑丙基瓜爾膠及壓裂液的含量。徑丙基瓜爾膠結構式如圖1。
[0038] 徑丙基瓜爾膠側鏈上的徑丙氧基與氨艦酸發生反應如下：
[OOW] G-OCH2C 冊肥出巧 I 一 G-OH+C 出 CHICH3
[0040] (G--瓜爾膠基團）
[0041] 本發明與上述【背景技術】相比較可具有如下有益效果:該測定徑丙基瓜爾膠壓裂液 含量的方法，采用了氣相色譜法，檢測性能穩定、靈敏快捷;測定結果重現性好、誤差小。通 過檢測壓裂液中穩定的徑丙基瓜爾膠成分計算壓裂液在污水中的含量，相比現有技術大大 提高了測定結果準確度、拓展了測定范圍，特別對于壓裂液含量較低時，顯示出較其它方法 更低的檢出限。該測定方法完全可W滿足油田污水處理工藝中徑丙基瓜爾膠壓裂液含量測 定的需要，根據壓裂液含量選擇投藥量、投藥點等工藝參數，有助于提高污水處理效率，節 約成本，保護環境。
【附圖說明】：
[0042] 附圖1是本發明中徑丙基瓜爾膠的結構式；
[0043] 附圖2是本發明實施例1對照樣品譜圖（譜圖中，1-內標溶液;2-對照樣溶液）；
[0044] 附圖3是本發明實施例1中1號待測樣品譜圖（譜圖中，1-內標溶液；2-對照樣溶 液)。
【具體實施方式】：
[0045] 下面結合附圖及實施例將對本發明作進一步說明：
[0046] 實施例1
[0047] (1)配制內標溶液:取正辛燒0.5克(密度0.703，約0.7mL)，置100血量瓶中，加鄰二 甲苯溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得內標溶液；
[0048] (2)配制對照品溶液:取己二酸SOmg于頂空進樣瓶中，精密加入內標溶液和氨艦酸 溶液各2. OmL，一次性加入2-艦丙烷0.5~50化，密封;振搖靜止，直接取上層液體ImL作為對 照品溶液；
[0049] (3)配制待測樣品溶液:取己二酸SOmg于頂空進樣瓶中，加入1號待測樣品20化L， 精密加入內標溶液和氨艦酸溶液各2. OmL，密封，精密稱定;于130°C反應30min，振搖2min， 繼續加熱30min后，冷卻，取上層液體(有機相)ImL作為供試品溶液；
[0050] (4)色譜測定：依次測定內標樣、對照品溶液、待測溶液;進樣量各1化注入氣相色 譜儀，記錄色譜圖。
[0051 ] (5)徑丙基瓜爾膠含量的計算方法：
[0052]用氣相色譜法計算徑丙基瓜爾膠含量(對照樣品譜圖見附圖2,1號待測樣品譜圖 見附圖3):
[0化3]
[0054] 徑丙基質量分數： H=MS/2.95 = 0.15/2.95 = 0.05;
[0055] 徑丙氧基基質量分數： H* = H X 75/58 = 0.065
[0化6]徑丙基瓜爾膠含量： cg = c7H* = 0.118/0.065 = 1.815g/L
[0化7] 測定值與實配值的相對誤差：Er= (1.815-1.900)/1.900 = -4.4%
[0058] 實施例2-實施例5中，除步驟(3)配制待測樣品溶液中加入待測樣品分別為2號待 測樣品、3號待測樣品、4號待測樣品、5號待測樣品外，其余步驟皆相同。實施例1-5中，實驗 室配制5個低濃度徑丙基瓜爾膠樣品溶液進行平行實驗，分別測定。實配值見表1。
[0059] 所述5個待測樣品的氣相色譜法測定結果與實配值的比較列于表1。
[0060] 表巧圣丙基瓜爾膠測定值與實配值的比較 「nnAi1
[0062] 由表1可見，5個待測樣品溶液中徑丙基瓜爾膠含量的測定值與實配值的相對誤差 絕對值均小于5%，說明該測定方法準確可靠。采用該法反復進行W上實驗，大量統計數據 結果表明，該法對低濃度測定準確度較高，重現性較好，測定下限可低至30ppm。
[0063] 測定現場壓裂液含量，只需按照方法所述求得待測樣品(現場水樣）中徑丙基瓜爾 膠含量，之后除W基液配方中其所占百分數即可。目前現場配方中，徑丙基瓜爾膠的含量為 壓裂液含量的0.5% (W = O. 5%)。
[0064] 2015年7月2015年11月期間，采用該法對大慶油田采油屯廠葡=聯合站水樣進行 了跟蹤測定，系列數據能夠體現污水處理過程中壓裂液含量的變化規律，已經為現場水處 理工藝提供了重要參考。如下列表2:
[0065] 表2現場水樣的測定壓裂液含量結果 [00661
[0067] 注:測定值單位根據情況選擇，Ippm= Img/!;ppm換算為百分比的公式為X(ppm)/ 10000 = X(%)
[0068] 表2可見，來水中壓裂液含量較高，經過沉降及過濾處理后，壓裂液含量有所降低， 二次沉淀、過濾后效果更明顯，可W滿足后續工藝要求。
【主權項】
1. 一種測定羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法，其特征在于:包括以下步驟： (1) 配制內標溶液 取正辛烷加鄰二甲苯溶解并稀釋，配制得內標溶液； (2) 配制對照品溶液 取己二酸精密加入上述步驟（1)配制的內標溶液和氫碘酸溶液，一次性加入2-碘丙烷， 密封，振搖靜止，直接取上層液體作為對照品溶液； (3) 配制待測樣品溶液 取己二酸加入待測樣品，精密加入步驟（1)配制的內標溶液和氫碘酸溶液，密封，精密 稱定;于130 °C反應60min后，冷卻，取上層液體作為待測樣品溶液； (4) 色譜測定 依次通過色譜測定上述內標溶液、對照品溶液、待測樣品溶液，進樣量各lyL注入氣相 色譜儀，記錄色譜圖； (5) 計算 按內標法以對照品2-碘丙烷峰面積計算，將結果乘以系數;2-碘丙烷轉換為羥丙氧基 系數為0.4417。2. 根據權利要求1所述的測定羥丙基瓜爾膠壓裂液含量的方法，其特征在于:所述步驟 (5)計算公式： H=MS/2.y〇H* = HX 75/58 cg = c7H* c壓=cg/w 以上各式中： HR*一對照品加入量，mg V取一所取待測樣體積，L MS-羥丙基取代度 Η-羥丙基的質量分數 f一羥丙氧基的質量分數 75-羥丙氧基基團的摩爾質量 162-糖單元的摩爾質量 58-羥丙基基團的摩爾質量 75-羥丙氧基基團的摩爾質量 2.95-羥丙基質量分數和羥丙基取代度的換算系數 cc 一羥丙基瓜爾膠濃度，g/L f 一羥丙氧基含量g/L(根據需要可轉化為ppm，％ ) CJ1一水樣中壓裂液的含量，g/L w-壓裂液配方中羥丙基瓜爾膠的實際比例。
【文檔編號】G01N30/02GK105954437SQ201610584271
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月22日
【發明人】鄧進軍, 趙麗, 劉洪勝, 吳迪, 趙忠山, 馬士平, 李玉春, 薛宗浩, 于婷, 佟艷斌, 智春生
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局