紅崗二元驅用化學藥劑檢測方法研究

曾 鳴

（吉林油田油氣工程研究院 吉林松原 138000）

紅崗113-3區塊二元驅（聚合物+JN-1型表面活性劑）礦場試驗是中國石油天然氣集團公司的重大試驗項目。隨著試驗的進行，聚合物和表面活性劑的應用越來越多，如為礦場試驗方案調整提供依據等，因此，如何檢測聚合物和JN-1型表面活性劑濃度顯得日益重要。

本項目利用液相色譜法檢測聚合物濃度，利用氣相色譜法檢測JN-1型表面活性劑濃度，同時考察了兩種方法的準確性，并進一步分析了聚合物分子量和JN-1表面活性劑對檢測結果的影響。

1 實驗用儀器及試劑

儀器：液相色譜儀（美國Agilent公司）；Agilent6890氣相色譜儀（包括氫火焰離子化檢測器、進樣器、柱溫箱、色譜工作站等）；聚合物色譜專用柱（蘭州化學物理研究所）；氣相色譜專用分析柱（30m×0.32mm×0.33μm，蘭州化學物理研究所）；DZF-6051型真空干燥箱；電子天平（Max=220g，d=0.1mg）。

試劑：聚合物樣品（聚丙烯酰胺，固含量約90%，取自吉林油田紅113塊二元驅注入站）；液相色譜流動相（0.25mol/L NaH2PO4水溶液，經0.45μm濾膜過濾）；淀粉－碘化鎘溶液、甲酸鈉溶液、飽和溴水、三水合乙酸鈉醋酸緩沖溶液等；吉林油田JN-1型表面活性劑，甲醇、乙醇、蒸餾水等

2 聚合物檢測方法研究

2.1 聚合物標準溶液制備

取現場應用的聚合物直接作為標準品，根據其有效物含量和分子量，配制標準溶液，有效物濃度分別為2.00、5.00、10.00、20.00、50.00、80.00、100.00mg/L。

2.2 液相色譜法檢測聚合物濃度

安裝聚合物專用色譜柱，配制流動相，開啟液相色譜儀并調節波長至200nm，測試每個標準溶液色譜圖，用手動積分法測得峰面積。在Excel表格中輸入標準樣品濃度和峰面積，獲得工作曲線方程。對于待測樣品，首先測試出聚合物峰面積，然后根據工作曲線方程，計算出聚合物濃度。

2.3 聚合物工作曲線的建立

以聚丙烯酰胺為標樣，聚合物的有效物含量為89.66%，分子量為2500萬。用緩沖鹽溶液配制標準溶液，有效物濃度分別為2.00、5.00、10.00、20.00、50.00、80.00、100.00mg/L。用液相色譜儀測試峰面積，通過濃度－峰面積曲線獲得工作曲線方程為y=8.385x-2.576（圖1），R2為0.9999。工作曲線選用的是分子量為2500萬的聚合物，具有一定代表性。

圖1 液相色譜法聚合物濃度檢測工作曲線

3 JN-1型表面活性劑檢測方法研究

3.1 采出液前處理及保留時間分析

由于采出液中往往含有聚丙烯酰胺成份，需在氣相色譜分析前除去樣品中的聚丙烯酰胺。采出液中的無機鹽、其他表面活性劑以及少量原油等組分，也需通過方法優化選擇（色譜柱的制備、色譜條件的優化篩選等）予以排除，以免影響待測樣品的準確定量分析。

根據進樣分析，JN-1型表活劑中陽離子組分保留時間約13.65min。

3.2 JN-1型表面活性劑標準溶液制備

以甲醇為溶劑，準確配置濃度分別為10、25、50、100、200、500、1000、2000mg/L的一系列JN-1型表面活性劑標準溶液，作為繪制標準曲線的工作溶液。

3.3 JN-1型表面活性劑標準曲線的建立

在確定的色譜分離條件下，對不同濃度的JN-1型表面活性劑標準溶液進大樣分析：以標準溶液濃度為橫坐標，JN-1型表面活性劑對應的色譜峰的峰面積為縱坐標，進行線性回歸。通過濃度－峰面積曲線獲得工作曲線方程為y=0.2548x + 19.424（圖2），有良好的線性關系，R2為0.989，達到現場可采用標準。

圖2 JN-1型表活劑濃度檢測標準曲線

4 不同分子量聚合物及復配后對液相色譜法檢測結果的影響

取分子量分別為1300萬、2000萬、3500萬的聚合物，并將1300萬與3500萬等比例復配后，然后在工作曲線濃度范圍內，用緩沖鹽溶液配制一系列已知濃度聚合物溶液。用液相色譜儀測試峰面積，再用工作曲線方程y=8.385x-2.576計算出聚合物溶液濃度，并與已知濃度對比，用來驗證工作曲線的適用性。

由表1可知，聚合物分子量及不同分子量產品復配后對濃度測試偏差在±10%以內。這表明以上樣品使用同一個工作曲線，均可獲得準確的濃度結果。

5 紅崗水質及不同聚合物檢測方法的對比研究

5.1 淀粉-碘化鎘法與液相色譜法的對比研究

油井污水成分復雜，顏色深淺不一，易對測試結果產生影響。在標準曲線濃度范圍內，分別用紅崗清水、紅崗污水將分子量為2500萬的聚合物（聚丙烯酰胺）配制成一系列已知濃度（有效物濃度分別為5.00、10.00、30.00、50.00、80.00mg /L）的聚合物溶液，分別用淀粉－碘化鎘法和液相色譜法測定濃度（表2、表3）。

從測試結果可以看出：清水條件下，在工作曲線濃度范圍內，淀粉－碘化鎘法和液相色譜法都很準確，檢測結果與已知濃度符合得很好，偏差在±10%范圍內；污水條件下，淀粉－碘化鎘法檢測結果與已知濃度相差很大，偏差在-33%～-50%。因此，液相色譜法的適應性較好。

6 聚合物及表面活性劑檢測方法在礦場中的實際應用

自2013年3月利用該方法對試驗區塊及周圍井進行聚合物及表面活性劑檢測，檢測結果表明，試驗區北部聚合物濃度明顯高于南部，與動態吻合良好。同時，聚合物檢測發現試驗區出現明顯地聚合物外溢現象，現場根據此檢測結果，及時進行調控，保證試驗效果。

表1 不同分子量聚合物液相色譜法濃度測定結果

表2 紅崗清水條件下聚合物濃度測定值

表3 紅崗污水條件下聚合物濃度測定值

7 結論

（1）建立了聚合物液相色譜檢測方法，不受聚合物分子量及復配影響，可準確檢測采出液中聚合物的含量。該法的線性范圍為2～100mg/L，最小檢出量為3mg/L，完成一次分析約需5min。

（2）建立了JN-1型表面活性劑氣相色譜檢測方法，可有效分離干擾物質，準確靈敏地檢測采出液中JN-1型表面活性劑的含量。該法的線性范圍為10～2000mg/L，最小檢出量為10mg/L，完成一次分析約需25min。

（3）在測定聚合物溶液方面，淀粉－碘化鎘法和液相色譜法均能快速、準確測定以清水配制的聚合物的濃度，但對污水配制的聚合物溶液，前者測試結果偏差很大，后者仍能適用。

（4）根據試驗區塊周圍井聚合物及表面活性劑的檢測結果，可對化學驅方案及時調控，從而保證試驗效果。同時，該方法也為完善二元驅監測技術、現場動態分析和調控以及紅崗二元驅方案推廣提供技術支撐。

[1]楊承志.化學驅提高石油采收率[M].北京：石油工業出版社，1999：45-50.

[2]李華斌.大慶油田締合聚合物提高驅油效率及機理研究[D].成都：西南石油大學，2006.

[3]盧國祥.聚合物驅后進一步提高采收率方法及其作用機理研究[J].大慶石油地質與開發2007，26（6）：113.

[4]牛金剛.大慶油田聚合物驅提高采收率技術的實踐與認識[J].大慶石油地質與開發，2004，23（5）：91.

[5]孔柏嶺.聚合物含量檢測技術研究[J].鉆采工藝，1995，18（2）：75.

[6]孔柏嶺.聚丙烯酰胺含量測量方法綜述[J].油田化學，1996，13（3）：284-288.