钻井液滤液中氯离子含量的不确定度评定

孟丽艳 宋士军 甄剑武 雷祖猛

中原石油勘探局 钻井工程技术研究院 （河南 濮阳 457001）

钻井液滤液中氯离子含量的不确定度评定

孟丽艳 宋士军 甄剑武 雷祖猛

中原石油勘探局 钻井工程技术研究院 （河南 濮阳 457001）

依据测量不确定度的评价原则，从方法概述、确定不确定度的来源、建立数学模型、计算相对标准不确定度分量、合成相对标准不确定度、扩展不确定度等入手，通过实例详细阐述了钻井液滤液中氯离子含量测定的不确定度评定方法。

不确定度 氯离子 钻井液 滤液

测量不确定度是目前对于误差分析中的最新理解和阐述，用来表征合理地赋予被测量之值的分散性，是与测量结果相联系的参数。氯离子含量的测定是钻井液滤液分析中一项主要的参数指标，尤其是衡量盐水或饱和盐水钻井液体系性能的重要检测项目。CNAS-CL07:2006《测量不确定度评估和报告通用要求》[1,2]中规定中国合格评定国家认可委员会(CNAS)在认可实验室的技术能力时，必须要求检测实验室制定与检测工作特点相适应的测量不确定度评估程序，并将其用于不同类型的检测工作。不确定度评定工作的好坏直接体现出一个实验室技术水平和管理能力的高低。经过有关质量控制数据验证后，不确定度估计值能可靠地适用于实验室在以后使用相同方法实验得到的结果中。根据引起不确定度的因素，能够使今后的检测工作中，尽量减少引起不确定度的环节，提高检测的准确度。本文以中原油田文51-65H井钻井液滤液的氯离子含量这个常用的技术指标为例，对其检测结果的不确定度进行评定。

方法概述

本实验方法依据GB/T 16783.1-2006《水基钻井液现场测试程序》[3]，实验过程如下：用移液管移取1.0mL钻井液滤液于25mL锥形瓶中，和酚酞指示剂（5g/L）2～3滴（用0.1mol/L的硝酸溶液调至粉红色刚刚消失），加入20mL蒸馏水和5～10滴铬酸钾溶液（50g/L）。用已标定的硝酸银标准溶液滴定至刚刚有砖红色沉淀出现并保持30s为止，记录下到达终点消耗的硝酸银溶液的体积。重复测量三次，求平均值。

数学模型

氯离子含量的质量浓度

式中 C(AgNO3)—硝酸银标准溶液的浓度，mol/L;

M(Cl-)—氯离子的摩尔质量，g/mol；

V2—滴定滤液消耗AgNO3溶液的体积，mL;

V1—移取滤液的体积，mL,V1=1mL。

不确定度分量来源

从数学模型与测量过程中不难看出，氯离子含量的测量不确定度主要来源于以下几个方面[4,5]。

A类相对标准不确定度来源：滤液中氯离子含量测定的重复性。

B类相对标准不确定度来源：①硝酸银标准溶液浓度的不确定度（由供应商说明书中提供）；②氯原子摩尔质量的不确定度；③移液管移取待测滤液体积的不确定度；④滴定时消耗硝酸银溶液的体积产生的不确度。

以上各分量彼此相互独立无关。

标准不确定度分量的评定

1 A类不确定度评定

滴定氯离子含量时，三次重复测定的试验结果如下：C1(Cl-)=117 975.47mg/L,C2(Cl-)=118 128.69mg/L, C3(Cl-)=118 128.69mg/L。

根据国家计量技术规范JJF 1059-1999,当测定次数n<10时,使用极差法得到的标准差较贝塞尔法更为可靠。所以，

2 B类不确定度评定

（1）硝酸银标准溶液浓度的不确定度

（2）氯原子量的不确定度

查相对原子质量表得：M(Cl-)=35．452 7

此分量很小，可忽略不计。

（3）1mL移液管体积的不确定度

·校准：1mL移液管的不确定度为±0.01mL，近似为三角形分布，标准不确定度为：

·温度：实验室温度变化介于±4℃之间,水的膨胀系数2.1×10-4℃-1，采用矩形分布，其标准不确定度为：

（4）酸式滴定管体积的不确定度

合成标准不确定度和扩展不确定度

钻井液滤液中氯离子含量：

钻井液中氯离子含量扩展不确定度：

扩展不确定度u(Cl-)=5.4×102×2=1.1×103mg/L(P=95%k=2)

报告：氯离子的含量C(Cl-)=(1.2×105±1.1×103）mg/L,k=2,P=95%。

[1]CNAS-CL07:2006测量不确定度评估和报告通用要求[S].

[2]JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示[S]．

[3]GB/T 16783.1-2006水基钻井液现场测试程序[S].

[4]沈园,郭亚东.硝酸银标准滴定溶液的不确定度评定.干旱环境监测,2005,19(3):172.

[5]邓乐平.氢氧化钠标准溶液浓度不确定度的评定.化学分析计量，2004,13(3).

Based on the evaluation principle of measuring uncertainty,the research starts with explaining the method generally,determining the origin of uncertainty,establishing the mathematic model,calculating the uncertainty amount of relative standards,integrating the uncertainty of relative standards,and expanding the uncertainty.Then,the example is used in explaining the evaluation method of the uncertainty about the measurement of chlorion content in the drilling filtrate.

uncertainty;chlorion;drilling fluid;filtrate

孟丽艳（1982-），女，硕士，工程师，主要从事钻井液检测与油层保护研究。

2009-11-11