专利名称：氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法
技术领域：
本发明涉及石油开采化学驱中测定接枝类高聚物的浓度的方法，特别涉及一种氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法。
背景技术：
在化学驱油藏耐温耐盐接枝共聚类产品的应用中，目前，只有对部分聚丙烯酰胺 HPAM浓度的检测方法，最常用的方法是淀粉-碘化镉光度法。这种方法为部分聚丙烯酰胺 HPAM浓度的检测作出了贡献，但其同时存在着如下的缺点或不足①检测范围小，一般在 0. 5 1. 0 mg/L ；②程序较复杂，需将高聚物富集；③采出液一般带有黑褐色，对于蓝色判断带来较大困难；④测试采出液中HPAM的浓度存在误差较大，对接枝类高聚物的测试误差太大，无法使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法， 采用用氨气敏电极法测定法，给出溶液配制方式、最佳测试条件、测试分析步骤及最优实验方法，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。本发明所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，包括如下步骤A、绘制标准曲线、B、配制活性高分子溶液及浓度测试，其特征在于还包括C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度、D、配制所需溶液、E、制定最佳实验条件、F、测定步骤、G、得出测定结果。其中，所述步骤A、绘制标准曲线为对于每一批产品，测试前应该重新绘制标准曲线。所述步骤B、配制活性高分子溶液及浓度测试为室内在25°C下，分别测试用蒸馏水配制浓度为200mg/L的溶液、用活性高分子配制浓度为50mg/L的溶液所述步骤C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度为采用常规的稀释法和氨电极法相结合的方法测试。所述步骤D、配制所需溶液为①氨电极内充液成分为0. 02 0. 04 mol/L NH4Cl + 0. 3 0. 5 mol/L NaCl 溶液；②背景调节液3. 0 5. 0 mol/L NaCl + 0.2 0.4 mol/L NaOH ；③电极清洗存放液将②中配制的背景调节液稀释10倍即可；④电极深度回洗液为酸性0. 32 0. 42 mol/L NaCL溶液；⑤NaOH溶液称取72. 0 82. Og的分析纯NaOH，溶于50 ml的三次蒸馏水中溶解，冷却，备用；⑥离子强度调节液ISA 即20. Og 30. Og EDTA + 10. Og 15. Og的NaOH溶液，加入NaOH溶液中冷却，定容于500 ml容量瓶。所述步骤E、制定最佳实验条件为(1)选择EDTA和NaOH为摩尔比1 :1的混合液作为离子强度调节液，测试样取样量为40 ml时，加入7 9 ml离子强度调节液；(2)采用常规稀释法测定浓度；(3)操作温度为25°C 35°C，并采取密封操作方式；(4)气敏电极响应时间应在3 min-5min ； (5)氨气敏电极主要感应的是氨，当钙、镁离子的浓度> 0. 15g/L、试样滴加NaOH使pH达到11 12，有Mg(0H)2、Ca(OH)2絮状沉淀生成时需过滤；(6)做工作曲线时，所用标准样品要进行干燥处理；(7)如果样品中含表活剂成分或产出液含油，应将测试电极置于测试溶液上方1 3cm进行测试。F、测定步骤为(1)将加入100 ml模拟地层水(矿化度组成见附表1)的烧杯置于磁力搅拌器上，准确称取0. 5556 g接枝聚合物样品溶解其中，3 4小时，待溶解完全，再定容于1000 ml容量瓶中，制得0. 5g/L的待测接枝聚合物溶液；(2 )将上述溶液在250 ml容量瓶中依次稀释，分别得到0.001，0.005，0.01，0.05，0. 1,0. 25,0. 5 g/L的溶液；(3) 取250 ml的不同浓度待测溶液于1000 ml的凯氏定氮瓶中，加50 SOmL浓H2SO4,加强热处理，直到冒出浓厚的白烟，1 后，将定氮瓶取下，冷却；(4)将冷却液倒入250 ml烧杯中，用⑤中制得的NaOH浓溶液将pH调至6 7 ； (5)取40 ml不同浓度待测样品溶液于烧杯中，恒温25°C 35°C，加入7 9ml离子强度调节液，迅速将电极插入溶液，待读数稳定后记下数据，在25°C、30°C、35°C下分别测定上述不同浓度下的数据，测定3组平行数据，得到平均值，将所得数据做成标准曲线。所述步骤G为得出测定结果不同条件下测试结果不同。本发明与现有技术相比较具有如下优点
1、测试设备简单，方法快捷；
2、制作的标准曲线线性关系好，拟合程度高；
3、室内配制活性高分子溶液浓度检测误差小于5%，并可快速测试现场产出液中接枝类高聚物浓度；
4、快速简捷的采出液中接枝类高聚物浓度的分析，给出溶液配制方式、最佳测试条件、 测试分析步骤及最优实验方法，使其在现场能够推广应用；
5、整套方法测试准确率高。
图1为本发明一种实施例的25°C时0. 1 500 mg/L宽范围浓度-电势示意图； 图2为按图1所示的30°C时0. 1 500 mg/L宽范围浓度-电势示意图3为按图1所示的35°C时0. 1 500 mg/L宽范围浓度-电势示意图； 图4为按图1所示的25°C时0. 5 500 mg/L窄范围浓度-电势示意图； 图5为按图1所示的30°C时0. 5 500 mg/L窄范围浓度-电势示意图； 图6为按图1所示的35°C时0. 5 500 mg/L窄范围浓度-电势示意图；具体
具体实施例方式
参阅图1-图6，一种氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，包括如下步骤:A、绘制标准曲线、B、配制活性高分子溶液及浓度测试。还包括C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度、D、配制所需溶液、E、制定最佳实验条件、F、测定步骤、G、得出测定结果。步骤A、绘制标准曲线为对于每一批产品，测试前应该重新绘制标准曲线。许多高分子聚合物的结构式是简约式，实际上，不但相对摩尔质量存在一个较宽的范围，而且主链上、支链的官能团也不一定是按规则排列的，因此，对同一型号可能因为不是同一批的产品，标准曲线不一定一致。步骤B、配制活性高分子溶液及浓度测试为室内在25°C下，分别测试用蒸馏水配制浓度为200mg/L的溶液、用活性高分子配制浓度为50mg/L的溶液，一种接枝类高聚物，测试后由标准曲线反算出活性高分子浓度分别为189 mg/L、48 mg/L，检测误差小于5%。步骤C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度为采用常规的稀释法和氨电极法相结合的方法测试。含活性高分子的污水中测得活性高分子(接枝类高聚物)浓度为160mg/L。步骤D、配制所需溶液为①氨电极内充液成分为0.02 0.04 mol/L NH4Cl + 0. 3 0. 5 mol/L NaCl 溶液，即称取 0. 268 g 0. 535 g NH4Cl 和 4. 38 g 7. 31 g NaCl 均为优级纯，置于烧杯中加入三次蒸馏水溶解，在250 ml容量瓶中定容而成。②背景调节液3. 0 5. 0 mol/L NaCl+ 0. 2 0. 4 mol/L NaOH,即称取 175. 5 四2. 5 g NaCl 和 8.0 16. Og NaOH均为优级纯，置于大烧杯中用三次蒸馏水溶解，转入1000 ml容量瓶中定容，备用。③电极清洗存放液将②中配制的背景调节液稀释10倍即可。④电极深度回洗液为酸性0. 32 0. 42 mol/L的NaCl溶液，即称取18. 72 24. 57g优级纯NaCl，置于大烧杯中用三次蒸馏水溶解，转入1000 ml容量瓶中定容，并滴加3 5滴浓硫酸2. 5mol/ L0⑤NaOH溶液称取72. 0 82. Og分析纯NaOH，溶于50 ml的三次蒸馏水中溶解，冷却， 备用；⑥离子强度调节液ISA 即称取20. 0 30. 0 g EDTA + 10. 0 15. Og NaOH溶液加入NaOH溶液中冷却，定容于500 ml容量瓶。步骤E、制定最佳实验条件为(1)为了防止金属离子与NH4+的络合作用，选择摩尔比1 :1的EDTA和NaOH的混合液作为离子强度调节齐U，测试样取样量为40 ml时，加入7 9 ml离子强度调节液；(2)采用常规稀释法测定浓度(高浓度样时用此法);(3)操作温度为25°C 35°C，并采取密封操作方式；由于本实验方法，中间步骤有NH3的逸失，为保证实验的准确度，应尽量减少NH3的散失。(4)响应时间应在3 min-5min，达到电势稳定为止，保证真正达到平衡；气敏电极响应的是NH3而不是NH4+, 即存在反应和扩散两个过程。(5)过滤；因氨气敏电极主要感应的是氨，当钙、镁离子的浓度< 0. 15g/L时，对分析结果的影响是很小的，或当钙、镁离子的浓度> 0. 15g/L、试样滴加 NaOH使pH达到11 12，有Mg (OH) 2、Ca (OH) 2絮状沉淀生成时，影响分析结果，故此时须过滤。(6)做工作曲线时，所用标准样品要进行干燥处理。因为聚丙烯酰胺类物质具有很强的吸水性，特别是当粉碎成小颗粒时吸水性更加明显，所以绘制曲线时所用试样的固含量必须清楚。(7)如果样品中含表活剂成分会对滤膜有溶蚀作用或产出液含油，应将测试电极置于测试溶液上方1 3cm进行测试。F、测定步骤为(1)将加入100 ml模拟地层水(矿化度组成见表1)的烧杯置于磁力搅拌器上，准确称取0. 5556g (固含量90%)的接枝聚合物样品溶解其中，3 4小时待溶解完全，溶液均一，没有成坨的粘稠状溶液，再定容于1000 ml容量瓶中，制得0. 5g/L待测接枝聚合物溶液；(2)将上述溶液在250 ml容量瓶中依次稀释， 分别得到 0.001，0. 005，0.01，0.05，0. 1，0.25，0.5 g/L 的溶液；(3)取 250 ml 的不同浓度待测溶液于1000 ml的凯氏定氮瓶中，加50 80ml浓H2SO4，加强热处理，直到冒出浓厚的白烟，1 池后，将定氮瓶取下，冷却，若瓶中存在少量白色絮状沉淀不影响实验测定。(4) 将冷却液倒入250 ml烧杯中，用⑤中制得的NaOH浓溶液将pH调至6 7，pH偏小，会导致测定时调PH费时间太长，NH3逸失，影响数据线性；反之，NH3会快速逸失。(5)取40 ml不同浓度待测样品溶液于烧杯中，恒温25°C 35°C，加入7 9ml离子强度调节液，迅速将电极插入溶液，待读数稳定后记下数据，在25°C、30°C、35°C下分别测定上述不同浓度下的数据，测定3组平行数据，得到平均值，将所得数据做成标准曲线。应注意，许多高分子聚合物的结构式是简约式，实际上，不但相对摩尔质量存在一个较宽的范围，而且主链上、支链的官能团也不一定是按规则排列的。因此，对同一型号可能因为不是同一批的产品，标准曲线不一定一致。所以，对于每一批产品，测试前应该重新绘制标准曲线。步骤G得出测定结果为不同条件下测试结果不同。结果见表1、图1 一图6。在25° C、30° C、35° C下分别测定上述不同浓度下的数据见表1:
权利要求
1.一种氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，包括如下步骤:A、绘制标准曲线、B、配制活性高分子溶液及浓度测试，其特征在于还包括C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度、D、配制所需溶液、E、制定最佳实验条件、F、测定步骤、G、得出测定结果。
2.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤A、绘制标准曲线为对于每一批产品，测试前应该重新绘制标准曲线。
3.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤B、配制活性高分子溶液及浓度测试为室内在25°C下，分别测试用蒸馏水配制浓度为200mg/L的溶液、用活性高分子配制浓度为50mg/L的溶液。
4.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度为采用常规的稀释法和氨电极法相结合的方法测试。
5.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤D、配制所需溶液为①氨电极内充液成分为0.02 0.04 mol/L NH4Cl + 0. 3 0. 5 mol/L NaCl 溶液；②背景调节液3. 0 5. 0 mol/L NaCl + 0. 2 0. 4 mol/ L NaOH;④电极深度回洗液为酸性0.32 0.42 mol/L NaCl溶液；⑤NaOH溶液称取 72.0 82. Og分析纯的NaOH，溶于50 ml的三次蒸馏水中溶解，冷却，备用；⑥离子强度调节液ISA 即称取20. 0 30. 0 g EDTA + 10. 0 15. 0 g NaOH溶液加入NaOH溶液中冷却， 定容于500 ml容量瓶。
6.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤E、制定最佳实验条件为(1)选择摩尔比为1 1的EDTA和NaOH的混合液作为离子强度调节剂，测试样取样量为40 ml时，加入7 9 ml离子强度调节液；(2)采用常规稀释法测定浓度；(3)操作温度为25°C 35°C，并采取密封操作方式；(4)气敏电极响应时间在3 min-5min ;(5)氨气敏电极主要感应的是氨，钙、镁离子的浓度>0. 15g/L、试样滴加NaOH使pH达到11 12，有Mg(OH)2、Ca(OH)2絮状沉淀生成时需过滤；(6)做标准曲线时，所用标准样品要进行干燥处理；(7)如果样品中含表活剂成分或产出液含油，应将测试电极置于测试溶液上方1 3cm进行测试。
7.根据权利要求1所述的氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，其特征在于所述步骤F、测定步骤为(1)将加入100 ml模拟地层水的烧杯置于磁力搅拌器上， 准确称取0.5556 g接枝聚合物样品溶解其中，3 4小时，待溶解完全，再定容于1000 ml容量瓶中，制得0. 5g/L待测接枝聚合物溶液；(2)将上述溶液在250 ml容量瓶中依次稀释，分别得到 0.001，0.005，0.01，0.05，0. 1，0.25，0.5 g/L 的溶液；(3)取 250 ml 的不同浓度待测溶液于1000 ml的凯氏定氮瓶中，加50 80ml浓H2SO4，加强热处理，直到冒出浓厚的白烟，1 池后，将定氮瓶取下，冷却；(4 )将冷却液倒入250 ml烧杯中，用⑤中制得的NaOH浓溶液将pH调至6 7 ； (5)取40 ml不同浓度待测样品溶液于烧杯中，恒温25°C 35°C，加入7 9ml离子强度调节液，迅速将电极插入溶液，待读数稳定后记下数据，在25°C、30°C、 35°C下分别测定上述不同浓度下的数据，测定3组平行数据，得到平均值，将所得数据做成标准曲线。
全文摘要
一种氨气敏电极法测定化学驱中接枝类高聚物浓度的方法，包括如下步骤A、绘制标准曲线、B、配制活性高分子溶液及浓度测试，其特征在于还包括C、测试现场产出液中接枝类高聚物浓度、D、配制所需溶液、E、制定最佳实验条件、F、测定步骤、G、得出测定结果。本发明具有测试设备简单，方法快捷、制作的标准曲线线性关系好，拟合程度高、室内配制活性高分子溶液浓度检测误差小于5%，并可快速测试现场产出液中接枝类高聚物浓度、快速简捷的采出液中接枝类高聚物浓度的分析，给出溶液配制方式、最佳测试条件、测试分析步骤及最优实验方法，使其在现场能够推广应用、整套方法测试准确率高等特点，广泛在石油开采化学驱中测定接枝类高聚物的浓度领域中应用。
文档编号G01N27/26GK102507673SQ20111032241
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者关悦, 刘军, 唐延彦, 尹相文, 张冬会, 汪庐山, 田玉芹, 胡秋平, 赵玲, 郭宏伟, 陈雷, 高生伟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院