龔山華(中原油田石油工程技術(shù)研究院,河南濮陽(yáng)457000)
分光光度法檢測(cè)高含氯、硫地層水中的硝酸鹽
龔山華(中原油田石油工程技術(shù)研究院,河南濮陽(yáng)457000)
本文針對(duì)硝酸鹽示蹤劑在普光氣田高含氯、硫地層產(chǎn)出水中的檢測(cè)問題,開展了分光光度法的檢測(cè)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了水樣預(yù)處理研究,得出檢出限,分析硝酸鹽示蹤劑的優(yōu)缺點(diǎn)。
硝酸鹽示蹤劑;檢測(cè)方法;分光光度法
本文通過重氮—偶氮分光光度法開展硝酸根在普光復(fù)雜產(chǎn)出水中的檢測(cè)實(shí)驗(yàn),弄清硝酸根在普光高含氯、硫產(chǎn)出水中的檢出限,比較其優(yōu)缺點(diǎn)。
1.1 外觀
回注污水及產(chǎn)出水組分繁雜、外觀黃濁、具有難聞氣味;水搖動(dòng)有豐富泡沫,單束光照有丁達(dá)爾現(xiàn)象。
1.2 部分井產(chǎn)出水離子含量
表1 回注井周邊井產(chǎn)出水離子含量
該地層產(chǎn)出水高含氯、硫,組分繁雜。
2.1 反應(yīng)原理
先在測(cè)定溶液中加入鋅粉,使其還原成亞硝酸鹽,水中亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸重氮化,再與1-奈胺產(chǎn)生偶合反應(yīng)。生成紫紅色的偶氮染料,比色定量。
2.2 檢測(cè)試劑
20%的HCl,NO3-標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000mg/L),鋅粉,除硫氯劑(硝酸銀或硫酸汞)。
顯色原液(10%的HAc溶解10g的對(duì)氨基苯磺酸,加入少許α-萘胺鹽酸鹽于1000mL容量瓶中)。
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
取被測(cè)溶液20mL,置于25mL比色管中;加入1mL20%HCl和一藥匙Zn粉,室溫反應(yīng)15分鐘;加入顯色原液4mL,搖勻反應(yīng)1分鐘;上液倒入比色皿,于540nm波長(zhǎng)下檢測(cè)吸光值。
3.1 水樣預(yù)處理及顯色實(shí)驗(yàn)
鑒于分光光度法要求水樣均一、透明,檢測(cè)之前,需對(duì)水樣進(jìn)行脫濁、過濾等預(yù)處理。本文通過對(duì)水樣進(jìn)行過濾、稀釋和加入除硫氯劑等方法,根據(jù)水樣加標(biāo)的顯色情況,確定最終的水樣預(yù)處理方法。結(jié)果見表2。
表2 不同方法處理水樣的吸光度和顯色情況
綜上分析:普光氣田產(chǎn)出水中高濃度的Cl-、S2-,使得NO3-還原為NO2-的反應(yīng)不能發(fā)生,從而顯色反應(yīng)不能發(fā)生,沒法檢測(cè)。過濾或稀釋,水樣變得澄清透明,但氯和硫大量存在;水樣經(jīng)過除氯和硫后,硝酸根可以被還原為亞硝酸根,顯色反應(yīng)能發(fā)生。
3.2 檢出限實(shí)驗(yàn)
水樣均按加除氯硫劑后過濾
根據(jù)國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)對(duì)檢出限D(zhuǎn).L的規(guī)定,D.L=K'Sb,其中Sb空白多次測(cè)得信息的標(biāo)準(zhǔn)偏差,K'為根據(jù)一定置信水平確定的系數(shù),K'=3相應(yīng)的置信水平大約為90%。本文通過對(duì)30組水樣測(cè)其NO3-吸光度值,先算出Sb;再通過對(duì)水樣進(jìn)行系列加標(biāo),即分別使其中的NO3-的濃度為0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0 mg/L,分別按本文2.3檢測(cè)步驟測(cè)其吸光度,找到K'=3時(shí),即吸光度約為3 Sb時(shí)對(duì)應(yīng)的NO3-的濃度,為NO3-在該水體中的檢出濃度。通過對(duì)30組水樣測(cè)試,得出Sb= 0.004。K'=3,吸光度約為0.012,查找吸光度為0.012時(shí)的濃度為0.5 mg/L,即普光氣田產(chǎn)出水中硝酸根的檢出限位0.5 mg/L。
普光氣藏具有層厚、井距遠(yuǎn)、低滲、產(chǎn)出水組分復(fù)雜等特點(diǎn),對(duì)示蹤劑的要求更高,如耐120度的地層溫度、減少對(duì)地層傷害,要求低用量、微檢出等,本文通過分光光度法檢測(cè)方法得出NO3-的檢出限較高,不是理想的示蹤劑,需尋求適用于該復(fù)雜水體的檢出濃度ppb級(jí)、ppt級(jí)的示蹤劑。
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