鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽中鉀的含量測(cè)定的不確定度評(píng)定

王潔（中原油田技術(shù)監(jiān)測(cè)中心化工產(chǎn)品監(jiān)測(cè)總站， 河南 濮陽 457001）

鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽中鉀的含量測(cè)定的不確定度評(píng)定

王潔
（中原油田技術(shù)監(jiān)測(cè)中心化工產(chǎn)品監(jiān)測(cè)總站， 河南 濮陽 457001）

測(cè)量不確定度是現(xiàn)在各個(gè)國家通用的用來表示測(cè)量結(jié)果的方法。下一步就是對(duì)檢測(cè)結(jié)果好壞的判定。怎么合理的判斷它的好壞，這個(gè)問題一直困擾著科研工作者們。經(jīng)過多年的研究，人們漸漸形成了一套判定檢測(cè)結(jié)果的原則。第一點(diǎn)是對(duì)四苯硼鈉、滴定度等一系列可能產(chǎn)生誤差的量進(jìn)行計(jì)算，第二點(diǎn)就是鉀含量的測(cè)定，進(jìn)行不確定度的計(jì)算。通過對(duì)鉆井中聚丙烯酰胺鉀鹽鉀含量的測(cè)定，制定一定的標(biāo)準(zhǔn)。目的是對(duì)鉆井液中其他化學(xué)試劑提供方法模型。

鉆井液；聚丙烯酰胺鉀鹽；鉀的含量測(cè)定；不確定

1 對(duì)聚丙烯酰胺鉀鹽的介紹

聚丙烯酰胺鉀鹽也叫它聚丙烯酸鉀，一般是白色和淡黃色，含羧鉀聚丙烯酰胺衍生物之一，只是大量鉆井液中的一種，它的特點(diǎn)是能夠增強(qiáng)粘土和碎屑顆粒之間的粘性，使他們不易分散。例如，對(duì)于頁巖而言聚丙烯酰胺鉀鹽是很好抑制劑，防止頁巖分散。同時(shí)還有控制地層巖漿的作用，也能改變潤滑性。同腐植酸一樣聚丙烯酰胺鉀鹽有一定的降率失量和抗鹽性，在高溫下亦同樣適用。能夠阻止地下造漿物質(zhì)進(jìn)行造漿。它的含量的測(cè)底對(duì)于尋找尤其起很大的作用，并且能保護(hù)油氣。同時(shí)它還有一定的使用條件，主要是淡水、鹽水、飽和鹽水鉆井。另一方面在是以各種形式用于鉆井中不同泥漿的條件下，主要是防止井壁塌陷。其中有很大作用的鉀離子，主要是阻止軟泥頁巖和脆性較好頁巖的水化和掉落，最終目的是加固井壁，與處理劑配合有更加好的性能?？蓱?yīng)用的范圍更加廣泛了，可用于直井、水平井、深井。

2 聚丙烯酰胺鉀鹽在鉆井液中的運(yùn)用

（1）比例 聚丙烯酰胺鉀鹽可以用于比重不相同的聚合物不分散的泥漿體系中，也可用于分散型的泥漿體系中，但是相比較而言，聚丙烯酰胺鉀鹽在淡水泥漿應(yīng)用中效果更加明顯。在不同的水基鉆井液體系中，不需要和其他試劑配合使用，直接加入即可。然后根據(jù)不同的情況來分析，其加入量也不盡相同，一般情況下為0.1%到0.6%。這里還要稍加解釋，加入量的量是體積和質(zhì)量的比值。

（2）聚丙烯酰胺鉀鹽的混合過程 簡單描述聚丙烯酰胺鉀鹽的混合過程：加入泥漿前，首先配制成溶液，而且要把聚丙烯酰胺鉀鹽磨成粉末，配制成的溶液濃度不大，一般為0，5%到1%。注意不能把磨的干粉直接投入泥漿池中，要先潤濕干粉，試劑一般是使用乙醇等水溶性低碳醇，然后配制成稀溶液。配置過程是在充分?jǐn)嚢璧乃芯徛尤敫煞?，直至其完全溶解?/p>

（3）測(cè)試過程及環(huán)境條件 ①鉀離子滴定度的計(jì)算過程。②式樣的實(shí)驗(yàn)過程，測(cè)試過程包括式樣的質(zhì)量測(cè)定、式樣的灰化及滴定。溫度為20 攝氏度左右，上下波動(dòng)范圍2攝氏度左右，相對(duì)濕度上限值是60%。

（4）模型的建立 整個(gè)計(jì)算過程的公式依據(jù)：H=T（20-10A/B）100/M，其中H是鉀的含量，T代表測(cè)定度，A是十六烷基三甲基溴化銨的消耗體積，B是四苯硼鈉和十六烷基三甲基溴化銨反應(yīng)體積，M代表式樣的質(zhì)量。

3 測(cè)試結(jié)果的不確定度的討論與分析

（1）尋找因果關(guān)系 在進(jìn)行不確定度的評(píng)定時(shí)，我們必須要討論分析引起不確定度產(chǎn)生的原因，了解它對(duì)不確定度的影響范圍，通過對(duì)不確定度辨別和其分量的分析來形成一種平衡關(guān)系。

（2）造成不確定度的原因 ①在測(cè)試過程中需要多次測(cè)量試樣的質(zhì)量，然后計(jì)算其平均值，在此過程中產(chǎn)生測(cè)量的不確定度，這是A類不確定度。②200毫升，四苯硼鈉的體積所產(chǎn)生的不確定度。這是B類不確定度。 ③試樣質(zhì)量產(chǎn)生的不確定度，屬于B類不確定度。④十六烷基三甲基溴化銨體積所產(chǎn)生的不確定度。⑤由滴定度所產(chǎn)生的不確定度。 ⑥其他相關(guān)系數(shù)。

4 舉例說明不確定度的評(píng)定

（1）A類不確定度的相關(guān)評(píng)價(jià)及其計(jì)算 首先選擇樣品很重要，要有代表性。把試樣分成10份，然后把每一份的樣品都準(zhǔn)確的測(cè)量一次。接下來求不確定度的第一步是，求平均值。第二步根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。第三步對(duì)樣品數(shù)量求根號(hào)。第四步標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算，用標(biāo)準(zhǔn)偏差除以第三步求完根號(hào)的值來求得。

（2）B類不確定度的評(píng)價(jià)及其計(jì)算 ①由于四苯硼鈉體積引起的不確定度。由試管量取溶液體積時(shí)產(chǎn)生了三種不確定度來源：第一個(gè)是忽略由體積變化引起的重復(fù)性。第二是試管上標(biāo)定的刻度所產(chǎn)生的不確定度。。第三是溫度差異所引起的，主要是量取體積后的溫度變化與標(biāo)準(zhǔn)溫度的對(duì)比。②稱取樣品質(zhì)量時(shí)產(chǎn)生的不確定度。首先要有相同的環(huán)境，干燥器與天平同時(shí)放上硅膠，這種情況下把他們的環(huán)境視為相同。天平經(jīng)過校準(zhǔn)后才能進(jìn)行測(cè)量，在校準(zhǔn)過程中有幾個(gè)可能引起不確定度的操作。第一個(gè)是天平的靈敏度，這個(gè)影響很小，可以將其忽略。第二個(gè)是其線性關(guān)系，對(duì)于電子天平而言，其鑒定證書上面寫的線性分量大約為0.15毫升，關(guān)于其本身制造過程中的不確定度可以采用矩形分布將線性分量變成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。③十六烷基三甲基溴化銨消耗的體積產(chǎn)生的不確定度。在這個(gè)過程中產(chǎn)生的不確定度有以下幾種來源：a.關(guān)于滴定體積變動(dòng)的重復(fù)性。b.量取溶液時(shí)試管上所標(biāo)的刻度引起的不確定度。c.溫度差即滴定時(shí)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值。d.最后時(shí)的檢測(cè)所引起的不確定度。

（文章標(biāo)題：鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽中鉀的含量測(cè)定的不確定度評(píng)定）

5 結(jié)語

聚丙烯酰胺鉀鹽的純度是非常重要的，是鉆井液眾多重要指標(biāo)之一。檢測(cè)純度的時(shí)候我們采用加入稀鹽酸來溶解混入的無機(jī)鹽，至今這種方法是比較科學(xué)先進(jìn)的，但需要考慮鹽酸加入的最佳量和本身的濃度。注意檢測(cè)鉆井液中聚丙烯酰胺鉀鹽純度的時(shí)候，要考慮水分的存在，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都需要水的參與，時(shí)刻考慮水對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的不同影響。鉆進(jìn)液中聚丙烯酰胺鉀鹽純度的標(biāo)準(zhǔn)一般認(rèn)為大于75.0%為宜。