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行业应用

便携式离子色谱仪在石油勘探、钻井中的应用 应用详情

石油勘探和开采

地质岩石调查是石油开采的基础性勘探工作。在油田的勘探过程中,选用示踪剂来分析油水的连通性、地层剩余油的饱和度及油藏的非均质特性,可以为制定开采方案提供依据。无机溴(Br)是石油开采中常用的一种示踪剂,检测溴的常用方法有分光光度法、动力学法、碘量法,但是检测过程受反应程度的影响较大,操作繁琐。目前利用离子色谱仪的抑制电导检测法可方便检测油田地质岩石中Br,该方法简便实用,准确度高。

油田水中阴、阳离子的分析

原油和天然气的勘探和生产中,水样的分析非常重要,油和气的储存常伴有结构水。这种结构水一般含有高浓度的盐,其组分与地质结构相关,主要成分为氯化钠,有的高达10000mg/L。与海水相比,结构水含有较高浓度的维持生命所必需的元素,如溴、碘和氮以及低浓度的Mg2+、胺和铁。
对水质的分析,除了检测CL和HCO3之外,还应检测Br、SO42‐和I。有些情况还需要检测NO3、PO43‐、F、SCN和有机酸。针对勘探中水质的分析,可了解结构水是否有回流发生,观察注入水或勘探泥浆对结构水的影响等。
油田废水常含有Cl、Br、NO3、SO42‐等无机阴离子,为了防止外排的油田污水对于自然界水体的污染,需对这类废水进行检测。采用离子色谱法分析油田废水中无机阴离子的含量,可以废水处理工艺的完善提供依据。
 

预报水垢的形成

水垢的形成主要是由于碳酸盐和硫酸盐沉淀的生产。石油钻井中最常形成的盐是碳酸盐、硫酸钡和硫酸锶,这种沉淀成为水垢。这种沉淀的成因,主要是结构水与注入水的混合,结构水是与地下的石油或天然气共存的水,结构水的化学成分与当地的地质结构有关。为了增加油的回收,常将另一种天然水注入油田中,当注入水与结构水具有不协调的化学性质时,即形成水垢。这种水垢黏附于管道、 泵、阀和机械设备的其他部件。水垢的形成不仅降低产量,清洗耗资,有时还造 成危险事故。对注入水、结构水以及混合水中Ca2+、Sr2+、Ba2+、CO32‐和SO42‐的及时检测,可有效预报水垢的形成。钻井中常用SCN等做示踪剂,以了解油井之 间的情况,用亲水性的阴离子分离柱,离子色谱法很容易测定这些易极化的阴离 子,如I、SCN和S2O32‐等。


 

阻垢剂的检测

为了阻止水垢的形成,常在油田水中加入阻垢剂,如多磷酸盐、聚丙烯酸酯和多磷酸盐等。及时地测定油田中水的阴、阳离子以决定阻垢剂的需要量,及时检测阻垢剂的消耗情况以决定阻垢剂的增补量在石油勘探和钻井中非常重要。

 
总结

离子色谱是高效液相色谱的一种,主要应用于待测样品中阴阳离子的测定。基于该方法高选择性、高灵敏度等特点,已广泛应用于石油领域。对于石油勘探、钻井这类野外现场作业、危险程度比较高的工作,便携式离子色谱仪方便快捷、性能稳定、说走就走的优势更适用于野外现场检测、应急检测的要求。
总之,同其他领域一样,离子色谱在石油领域有着广阔的应用前景。如果加强这方面的研究和开发工作,特别是石油化工样品的预处理工作,离子色谱在这一领域的应用必将有更大发展。