龚山华(中原油田石油工程技术研究院,河南濮阳457000)
分光光度法检测高含氯、硫地层水中的硝酸盐
龚山华(中原油田石油工程技术研究院,河南濮阳457000)
本文针对硝酸盐示踪剂在普光气田高含氯、硫地层产出水中的检测问题,开展了分光光度法的检测实验,进行了水样预处理研究,得出检出限,分析硝酸盐示踪剂的优缺点。
硝酸盐示踪剂;检测方法;分光光度法
本文通过重氮—偶氮分光光度法开展硝酸根在普光复杂产出水中的检测实验,弄清硝酸根在普光高含氯、硫产出水中的检出限,比较其优缺点。
1.1 外观
回注污水及产出水组分繁杂、外观黄浊、具有难闻气味;水摇动有丰富泡沫,单束光照有丁达尔现象。
1.2 部分井产出水离子含量
表1 回注井周边井产出水离子含量
该地层产出水高含氯、硫,组分繁杂。
2.1 反应原理
先在测定溶液中加入锌粉,使其还原成亚硝酸盐,水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化,再与1-奈胺产生偶合反应。生成紫红色的偶氮染料,比色定量。
2.2 检测试剂
20%的HCl,NO3-标准溶液(1000mg/L),锌粉,除硫氯剂(硝酸银或硫酸汞)。
显色原液(10%的HAc溶解10g的对氨基苯磺酸,加入少许α-萘胺盐酸盐于1000mL容量瓶中)。
2.3 实验方法
取被测溶液20mL,置于25mL比色管中;加入1mL20%HCl和一药匙Zn粉,室温反应15分钟;加入显色原液4mL,摇匀反应1分钟;上液倒入比色皿,于540nm波长下检测吸光值。
3.1 水样预处理及显色实验
鉴于分光光度法要求水样均一、透明,检测之前,需对水样进行脱浊、过滤等预处理。本文通过对水样进行过滤、稀释和加入除硫氯剂等方法,根据水样加标的显色情况,确定最终的水样预处理方法。结果见表2。
表2 不同方法处理水样的吸光度和显色情况
综上分析:普光气田产出水中高浓度的Cl-、S2-,使得NO3-还原为NO2-的反应不能发生,从而显色反应不能发生,没法检测。过滤或稀释,水样变得澄清透明,但氯和硫大量存在;水样经过除氯和硫后,硝酸根可以被还原为亚硝酸根,显色反应能发生。
3.2 检出限实验
水样均按加除氯硫剂后过滤
根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对检出限D.L的规定,D.L=K'Sb,其中Sb空白多次测得信息的标准偏差,K'为根据一定置信水平确定的系数,K'=3相应的置信水平大约为90%。本文通过对30组水样测其NO3-吸光度值,先算出Sb;再通过对水样进行系列加标,即分别使其中的NO3-的浓度为0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0 mg/L,分别按本文2.3检测步骤测其吸光度,找到K'=3时,即吸光度约为3 Sb时对应的NO3-的浓度,为NO3-在该水体中的检出浓度。通过对30组水样测试,得出Sb= 0.004。K'=3,吸光度约为0.012,查找吸光度为0.012时的浓度为0.5 mg/L,即普光气田产出水中硝酸根的检出限位0.5 mg/L。
普光气藏具有层厚、井距远、低渗、产出水组分复杂等特点,对示踪剂的要求更高,如耐120度的地层温度、减少对地层伤害,要求低用量、微检出等,本文通过分光光度法检测方法得出NO3-的检出限较高,不是理想的示踪剂,需寻求适用于该复杂水体的检出浓度ppb级、ppt级的示踪剂。
[1]宋吉水,王岩楼,廖广志等.井间示踪技术[M].北京:石油工业出版社,2003.
[2]杜惠文,杨卫芳,史常云.离子色谱法和化学法测定NO3-, NO2-,SO4-2的实验研究[J].贵州化工,2003,28(6):26-28.
[3]唐仕明,袁存光.还原—紫外分光光度法测定水中NO3-[J].石油大学学报,2002(26):88-90.