巖心氯鹽與碳酸鹽含量檢測方法及影響檢測結果因素

阿曼古麗·阿西木(新疆油田公司準東采油廠勘探開發研究所實驗中心，新疆 阜康 831511)

0 引言

在油田勘察階段，若想充分了解油藏的具體性質，應針對巖心區域的碳酸鹽含量以及氯鹽含量進行分析。本文結合檢測項目中的操作規程、設備用品、質量要求、注意事項完成分析闡述，深入分析影響檢測試驗結果的主要因素，為巖心檢測以及油田勘察工作提供思路。

1 巖心氯鹽、碳酸鹽含量檢測方法分析

1.1 巖樣選擇

在巖心中間未受到污染的區域提取30g的樣品，將其完全粉碎，當完成取樣工作后，需及時清理設備，防止巖屑混合使材料出現混雜情況。借助分析儀器可以在樣品和稀鹽酸反應過程中產生二氧化碳，并在容器內增加壓力，使系統測試碳酸鹽含量。

1.2 設備用品

本課題中檢測巖心碳酸鹽、氯鹽含量的設備如下：瓷研缽、金屬研缽、25ml的棕色滴定管、0.001g的電子天平、標準篩(型號是0.6mm)、范圍是1-14pH的試紙、定性濾紙、鉻酸鉀(K2CrO4)、硝酸銀(AgNO3)、硼砂溶液50g/L(Na2B4O2·10H2O)、硫酸鋁鉀[KAl(SO4·12H2O)]、雙氧水(H2O2)、稀硝酸溶液5%(HNO3)、70%的電解液(將700mL的冰乙酸溶解在300mL的去離子水內)型號是0.18mm的分樣篩、鹽酸(HCL)、碳酸鹽測定儀(型號是GMY-3A)，以上用品全部屬于分析純。

1.3 測試原理和過程

1.3.1 測試原理

本課題將鉻酸鉀當作指示劑，借助硝酸鹽標準液對巖心中提取的樣品完成滴定。主要過程如下：借助移液管提取10mL的萃取液轉移至三角瓶內，在其中添加5滴鉻酸鉀溶液，借助硝酸銀標準完成滴定。其中氯離子和硝酸銀會發生化學反應產生白色沉淀，其中過量銀離子會與之前的氯酸鉀指示劑發生反應，進而產生絡酸銀沉淀，顏色是磚紅色。本實驗可以結合絡酸銀被消耗的量得出氯離子含量，其消耗量用V3表示。

1.3.2 測試過程

具體的測試步驟如下：第一，制備樣品。建議借助瓷研缽、金屬研缽粉碎樣品30g，使用型號是0.6mm的標準篩過濾，完成后放入烘箱中，在105±5℃的環境中烘烤4小時，并將其放置在干燥箱內準備。第二，溶解樣品。量取去離子水(25ml)，稱取0.25g-10g的樣品，準確稱量到0.001g，加入100mL的廣口瓶內，再添加0.3g的硫酸鋁鉀，借助振蕩器搖晃30分鐘，使試劑靜置浸泡6小時，記錄其體積是V。第三，量取樣品。當萃取液狀態澄清后，可以使用定性濾紙完成過濾。將液體過濾至三角瓶內，借助移液管量取10ml的過濾液放入另外的三角瓶中等待測量。第四，準備滴定。在25ml的棕色堿性滴定管內加入硝酸銀溶液，將調刻度和排氣數值調整到整數范圍。第五，空白滴定。利用移液管量取10ml的萃取液，再轉移至三角瓶內，再加入5滴的鉻酸鉀指示劑。借助硝酸銀標準溶液完成滴定，當溶液出現磚紅色沉淀后停止操作，記錄消耗的硝酸銀溶液，其消耗量為V3。第六，滴定樣品。建議將調樣品的ph值設置為6.3～8.5，重復滴加2～3滴鉻酸鉀試劑，記錄消耗的硝酸銀溶液。第七，計算巖心氯鹽的含量，具體公式如下：

式中：B為巖心氯鹽含量(mg/kg)；CAgNO2為硝酸銀的標準溶液濃度(mol/L)；V為萃取液的總體積(mL)；V3為試樣硝酸銀的溶液消耗量；V4為空白測試階段硝酸銀溶液的實際消耗量(mL)；m為巖樣萃取的質量(g)，在計算后填寫相關檢測報告。

1.4 碳酸鹽測定分析

1.4.1 杯碳酸鹽測定實驗

其一，制備樣品。建議使用瓷研缽、金屬研缽粉碎樣品，使用0.6mm的標準篩過濾，將其放置在105±5℃的環境中烘烤4小時。其二，稱取樣品。依據巖石的編碼情況稱取0.050～0.400g巖石粉末。其三，開啟GMY-3A碳酸鹽含量測試儀，輸入巖樣編號。其四，測試樣品。開啟閥門1和2，打開測定儀的反應瓶，量出10～25mL的鹽酸溶液。借助鑷子將石子放入樣品容器內，閉緊反應瓶。其五，開啟設備測試功能，通過磁攪拌方式科學調整轉速，反應時間設置為15分鐘，確保壓力曲線的穩定性。其六，當反應結束后，應點擊壓力錄取功能，借助電腦軟件計算實際的百分比，得出最終化驗結果。

1.4.2 10杯碳酸鹽測定實驗

(1)制備樣品。使用瓷研缽、金屬研缽粉碎樣品，借助0.6mm的標準篩進行過濾，將其放置在105±5℃的環境中烘烤4小時。(2)稱取樣品，依據巖心樣品編號使用傘形器，結合碳酸鹽量取0.050～0.400g的巖石粉末。(3)配置樣品。開啟排氣閥，擰開含量測定反應瓶，在其中量取10～25ml的鹽酸溶液，再關閉排氣閥，將樣品放入反應瓶中。(4)震蕩并反應30分鐘。(5)開啟GMY-3A碳酸鹽含量測試儀，輸入巖樣編號，保存樣品的質量、標號、樣品號、建井號等要素。(6)當反應結束后，應開啟總排氣閥、1號反應瓶放氣閥。開啟數據錄入功能，分別記錄反應瓶的實際壓力值，借助軟件計算其百分含量。

1.5 檢測注意要點

化驗階段的注意事項如下：(1)當使用滴定管加入試劑完成數值調整后，應填寫相關記錄。(2)確保萃取液的pH值在6.3～8.5的范圍內，若ph值小于6.3，則可以加入定量硼砂溶液進行中和；若pH值大于8.5，則建議添加稀硝酸完成中和。同時，萃取液中包含的氯化物的濃度應控制在10～500mg/L，若超過該范圍，則需要降低樣品的質量，進而減少萃取液中的氯化物濃度、此外，若對相同萃取液開展兩次滴定工作時，其硝酸銀的消耗量誤差應≤0.025mL。(3)若實驗階段出現硫化氫干擾問題，可以加入30%的數滴雙氧水排除干擾問題。(4)在使用GMY-3A碳酸鹽含量測試儀工作時，切勿將樣品灑出。2杯階段反應時間低于15分鐘。如果壓力曲線尚未穩定，則建議拉長反應時間直至壓力穩定。(5)測試結束后倒出剩余鹽酸溶液，清洗蒸餾水。(6)維持測試環境的整潔，定期檢查設備儀器，對問題區域進行維護和保養，提升檢測環境穩定性。對于硝酸銀溶液需要注意避光存儲，每月定期標定1次。

1.6 質量要求

在測定氯鹽含量時，應對每一批的巖心樣品完成10%雙樣抽查，若超過30%則需對樣品完成重測操作。氯鹽測試時雙樣抽查的偏差要求為：氯鹽含量大于1000mg/kg時，相對偏差低于0.5%。當數值在500～1000mg/kg時，相對偏差低于1%。數值在100～500mg/kg時，相對偏差小于5%；數值在50～100mg/kg時，相對偏差低于10%；當氯鹽含量≤50時，其相對誤差低于15%。此外，在測定巖心的鹽酸鹽含量時，可以抽取10%的樣品，若其大于允許偏差的范圍，應對其完成重測。碳酸鹽的樣品測試偏差值為：c(碳酸鹽)≥50%時，相對偏差是1.6%；30≤c＜50時，相對偏差是1.2%；5≤c＜30時，相對偏差是0.8%；c＜5時，相對偏差為0.4%。

在測量前期應科學選擇測量儀，校準溫度因素，注意在使用之前需要接通電源并預熱30分鐘。結合壓力傳感器的實際量程和反應瓶的具體容量，選擇0.050～0.400g的碳酸鈣樣品，與10～25mL的鹽酸充分反應，產生二氧化碳氣體。具體的反應公式為：CaCO3+2HCL=CaCl2+H2O+CO2↑,能夠計算1g碳酸鈣反應生成的二氧化碳，公式為：X=22.4×1/100=224mL，進而計算反應室的壓力。在實際測試中檢測設備可以將碳酸鹽和氯鹽的化學反應所形成的壓力信號轉變為電信號，并實現模數轉換，獲取最終碳酸鹽的物質含量，注意兩次壓力示值的偏差需低于1%，確保含量分析儀器值契合國家標準。

2 巖心氯鹽、碳酸鹽含量檢測影響因素分析

2.1 磨樣過篩

在檢測實驗中，磨樣和過篩流程應進行多次，確保取樣的巖心粉末實際粒徑較小，進而在氯鹽檢測階段將氯離子充分溶解在蒸餾水中，和鹽酸完全反應釋放氣體。若過篩與磨樣過程不完全，導致樣品中存在粒徑較大的類型，使反應無法充分進行，導致實際檢測結果相較于預估值較低。應降低研磨顆粒尺寸，確保其與標準樣品相對應。

2.2 鹽酸濃度與氣密性測試

在對巖心樣本開展預處理工作時，需要切割質量均勻、大小合適的巖心塊，上部不可存在易碎巖心屑。若出現巖心掉屑問題，會使樣品在洗油前期與后期的質量較真實值相差較大，含油飽和度較高。同時，在氣密性測試中使用GMY-3A碳酸鹽含量測試儀開展工作時，需要在反應瓶內加入鹽酸，再擰緊反應瓶蓋。當緊閉排氣閥后移開磁鐵，調零裝置。若碳酸鹽測定儀器或反應瓶的氣密性較差導致漏氣，則降低了容器內部的反應壓力，使得實際檢測的結果低于真實值。

2.3 檢測樣本溶解性

在實驗滴定前期應充分溶解氯鹽樣品，在100mL的廣口瓶內加入25mL的去離子水，并將0.001g的樣品、0.3g的硫酸鋁鉀加入瓶中。當蓋緊塞后利用振蕩器搖晃30分鐘，并將試劑靜置浸泡6小時。若浸泡的時間較短，會導致樣品無法充分溶解，進而導致最終的檢測結果低于正常值。

2.4 微觀因素的影響

(1)巖心樣品顆粒之間經過重結晶、膠結、溶蝕等過程，會增加膠結物的實際含量，導致巖心彈性模量提升，并改變樣本的孔隙度，影響測試結果準確性。(2)樣品中由于流體類型具有差異性，其中流體含量、種類與其彈性模量存在聯系。通過構建碳酸鹽流體飽和度模型后發現，該數值越大其模量越高。此外，在使用分析設備進行測試時，會受到儀器自身以及其他因素的影響，使相關圖像出現噪聲點、空白帶等問題。建議借助高斯濾波、中值濾波、均值濾波的方式消除噪聲點，完成對比操作。

2.5 含量分析儀誤差

第一，稱量誤差。部分樣品量采樣量較小，若其質量增加會使測試誤差加大。通常樣品測量誤差是0.001g，此誤差值和分析階段密切相關，若分析時長較短，會增加分析誤差值，影響測試結果。第二，樣品混合情況。在測試分析階段，若未及時混合鹽酸和樣品，會直接影響樣品準確性。因此，建議在測試開始的30秒內完全混合材料，降低測試誤差，維護試驗精確性。第三，試驗環境溫度。在標定樣品階段，若分析過程的室溫和實驗溫度差距較大，會影響實驗結果誤差，需將實驗溫度控制在標定溫度范圍。

因此，巖心碳酸鹽和氯鹽在含量分析階段會受到溫度、時間等方面的影響，若測試溫度出現明顯改變，建議及時調準GMY-3A碳酸鹽含量測試儀。同時，在實際巖心檢測階段，可以使用標準物質方法加強鹽酸、碳酸鈣的充分反應，實現儀器校準。如果缺少標準物質，還能夠利用標準壓力技術校準設備，連接標準壓力、反應池設備，借助對應壓力值校準輸出值，科學分析碳酸鹽和氯鹽的含量。應將裝置設置在溫度恒定的環境中，容量以50mL作為標準。

3 結語

文章通過對巖心碳酸鹽及氯鹽含量檢測方式進行分析，圍繞多項數據分析檢測影響因素，總結巖心碳酸鹽和氯鹽含量檢測方法和要點，為后續優化檢測模式、提升檢測效果提供理論和實踐支持。經過分析可以得出，檢測過程中磨樣過篩、鹽酸濃度、儀器氣密性等因素均會影響檢測結果，需要在日后完成優化改進。