J16块聚/表复合驱注采液中表活剂浓度检测方法研究*

张艳娟，战洪浩，徐玲玲，郭丽娜，赵 晔

（辽河油田公司 勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

随着三次采油技术的发展，化学驱已成为中、高渗油田大幅度提高采收率的重要手段[1,2]，其中表面活性剂的应用越来越普遍，用于提高原油采收率方面也倍受重视[3]，化学驱中聚/表二元复合驱作为一种新的驱油方法[4]，利用粘弹性特征和超低界面张力特征[5]，可以最大限度地发挥聚合物扩大波及体积和表面活性剂的洗油作用，驱油效率可提高20%以上，且没有碱带来的复杂问题[6]，目前受到广泛关注。由于表活剂浓度不同，界面张力不同，驱油效果不同[7]，所以表活剂浓度的控制非常重要，如何快速准确地测量表面活性剂的浓度，已经成为人们普遍关心的问题。随着技术进步，新型高效表面活性剂出现，组分也相对复杂，没有准确的浓度检测方法控制其产品质量；而且注入时一般是一泵一井或一泵多井等[8]，要掌握每个井口的注入浓度[9]以及表活剂在地下运移情况；油井采出液颜色深浅不同，离子种类复杂，干扰因素多，急需建立准确快速检测新型表面活性剂浓度的方法。J16块二元驱工业化试验26注39采，累注1.34PV，整体试验效果明显，截止2020年8月底，采出程度70.5%，阶段提高采收率19.5%。经研究，J16块化学驱用表活剂是由2组物质组成，一组为两性表活剂，另一组为阴离子表活剂；主要为两性表活剂。建立液-质联用仪准确检测表活剂主要组份的含量，实现对表活剂产品的质量控制、室内评价，以及对表活剂现场注入液浓度进行严格控制，保证现场试验效果。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

WATERS 1525-2489-2707液相色谱；表面活性剂含量检测色谱柱（中科院兰州化学物理研究所研制）；Agilent 6545 LC/Q-TOF质谱。

表面活性剂样品（J16现场用，纯度约50%，取自辽河油田锦16块二元驱注入站），液相色谱流动相（流动相组成属保密范畴）。

1.2 实验方法

1.2.1 标准品制备 取现场（取自辽河油田锦16块二元驱注入站）应用的某批次表面活性剂直接作为标准品。配制一系列表面活性剂标准溶液，质量分数分别为1、5、10、20、40、80mg·L-1。

1.2.2 液相色谱法检测表面活性剂溶液质量分数 利用高效液相色谱-质谱联用仪，对表活剂溶液进行检测，安装表活剂专用色谱柱，配制流动相，调节波长至需要值，测试每个标准溶液（1.2.1中）的色谱图，用手动积分法测得峰面积[10]。在excel中输入标准样品质量分数和测得峰面积，获得工作曲线方程。对于待测样，首先测试表活剂峰面积然后根据工作曲线方程，计算出表活剂溶液质量分数。

2 结果及讨论

2.1 线性关系及检出限考察

在一定的色谱条件下，表活剂具有良好的线性关系，检出限也较低（见表1），可用于未知浓度采出水中表活剂的分析检测。

表1 液质联用测得的表活剂的线性关系与检测限Tab.1 Linear relationship and detection limit of surfactant measured by LC-MS/MS

2.2 检测数据重复性的考察

对10mg·L-1表活剂在不同时间分别进样3次，考察检测数据的重复性，结果见表2。

表2 检测结果重复性考察Tab.2 Repeated investigation on test results

由表2可以看出，检测数据具有良好的重复性。

2.3 加标回收率的考察

依据线性关系，计算3种不同采出水中加标50mg·L-1表活剂的检测浓度，考察加标回收率（见表3、4），加标回收率在95.89%～111.43%之间，检测结果准确性良好，所建立的分析方法可用于不同采出液中表活剂的浓度分析。

表3 紫外检测加标回收率结果Tab.3 Results of recovery rate of UV detection by adding normal dosage

表4 质谱检测加标回收率结果Tab.4 Results of recovery rate of mass spectrometry by adding normal dosage

2.4 现场应用

表活剂进入油层，可溶于水中，也可溶于油中，还可被岩心吸附，为了分析表活剂在地下油层中运移情况，需要检测不同介质中表活剂的浓度，通过对采出水及原油进行不同处理，可以很好的检测采出水及采出原油中表活剂浓度。

通过对现场取样分析采出水与原油中的表活剂，发现均未检测出表活剂，为进一步验证分析方法的正确性，往采油井丙5-A237、丙6-A235、7-A237的采出液中分别添加20、50、100、200mg·L-1J16用表活剂，测定加标回收率，考察分析方法准确性，数据见表5、6。

表5 表活剂加入采出水中的浓度检测Tab.5 Concentration detection of surfactant added into produced water

表6 表活剂加入采出水中的回收率检测Tab.6 Recovery detection of surfactant added into produced water

由表5、6可以看出，往采出水中添加表活剂（低至20mg·L-1），均可以测出表活剂，且测定浓度与加标浓度数值接近，证明了分析检测方法的准确性。采出液样品中均没有表活剂检出，经分析，主要原因可能是辽河表活剂在地下损失较大[11]，导致浓度低，而且该类表活剂在低浓度条件下，于采出水环境中存在不稳定性、生物降解性等情况。

注入井口液是用注入水直接配制表面活性剂溶液，取样处理后，可以检出表活剂，证明了检测方法的正确性。

3 结论

（1）用液质联用分析检测方法可以检测J16辽河表活剂的有效含量，准确、快速、灵敏。

（2）该方法线性关系较好，检出限较低，具有较好的重复率，加标回收率高，表明该方法可行。

（3）利用建立的分析检测方法，可以实现对表活剂产品的质量控制、室内评价，对表活剂现场注入液浓度进行严格控制，保证试验注入有效，对采出液中表活剂浓度进行检测，掌握表活剂在地下运移情况及作用效果。