本发明属于定量分析领域，具体涉及一种适于海上油田的部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的检测方法。
背景技术：
聚合物浓度检测是注聚油田的重要作业任务之一，涉及注入、采出及采出液处理流程的全过程，是聚合物驱重要的基础数据及理论分析依据。目前，海上油田所采用的聚合物浓度分析方法为淀粉-碘化镉法，所用药剂溴水和冰醋酸，具强腐蚀性和挥发性，对检测人员的身体健康及环境均存在危害及污染。为了减小药剂危害性，往往需要通风橱等大型设备。海上平台空间狭小承载有限，普遍不具备实验条件，因此只能采用“平台取样-船只运输-陆地化验”的测试模式，存在经济成本高(涉及物流运输及人员装卸操作)且时效性差(检测周期长达20～40天)的问题。海上平台的特殊性，要求采出液处理流程中聚合物浓度检测方法应准确快捷、所需设备体积小，重量轻，可直接携带或安置在平台上，以满足现场取样、就地化验的需求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适于海上油田的部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的检测方法。
本发明提供的检测部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的方法，包括如下步骤：
1)对待测样品依次进行总氮值、氨氮值的测定，将所得总氮值和氨氮值代入式i，计算得到所述待测样品的表观聚合物氮值：
pn1＝tn-(nh4-n)式i
所述式i中，tn表示总氮值；
nh4-n表示氨氮值；
pn1表示表观聚合物氮值；
2)将步骤1)所得pn1代入式ii，计算得到待测样品的实际聚合物氮值：
pn＝pn1-pn0式ii
所述式ii中，pno表示背景氮值；
pn表示实际聚合物氮值；
3)根据pn-c标准曲线，由步骤2)所得pn得到所述待测样品中的聚合物的浓度；
所述pn-c标准曲线中，横坐标为聚合物浓度，以c计；纵坐标为聚合物氮值，以pn计。
上述方法的步骤1)中，总氮值(tn)和氨氮值(nh4-n)的测定均采用凯式定氮法，具体可由凯式定氮仪完成；
所述总氮值的测定包括消化、蒸馏、滴定与计算；
所述氨氮值的测定由蒸馏、滴定与计算，无需消化过程。
所述步骤(2)中，背景氮值(pno)按照如下方法测定：
收集待测样品所在井口或流程中所有处理剂，采用现场配注水，按照平台现场配注浓度配制背景溶液，测定所述背景溶液的总氮值和氨氮值，代入式iii计算得到所述背景氮值(pno)；
pn0＝tn'-(nh4-n')式iii
所述式iii中，tn’表示背景溶液的总氮值；
nh4-n’表示背景溶液的氨氮值。
具体的，所述待测样品来源于注入井口或采出井口时，处理剂为化学添加剂；所述处理剂具体包括表面活性剂；
所述待测样品来源于采出液处理流程时，处理剂包括清水剂、絮凝剂、消泡剂、缓蚀剂、防腐剂、破乳剂和杀菌剂。
所述步骤3)中，所述pn-c标准曲线通过如下方法建立：
a)采用现场配注水配制至少5个不同已知浓度c的聚合物标准水溶液；
b)检测步骤a)所得聚合物标准水溶液的总氮值(tn”)、氨氮值(nh4-n”)，代入式iv计算得到聚合物标准水溶液的聚合物氮值pn”；
pn"＝tn"-(nh4-n")式iv
c)以步骤a)所得聚合物标准水溶液的浓度c为横坐标，以步骤b)所得聚合物氮值pn”为纵坐标，绘制得到pn-c标准曲线，并拟合得到线性方程。
上述建立pn-c标准曲线的步骤a)中，所述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺；
所述聚合物的分子量为800～2000万，具体可为1700万；水解度为10％～40％，具体可为37％。
所述聚合物标准水溶液的浓度c为0～500mg/l，具体可为0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280或300mg/l。
所述步骤b)中，检测步骤a)所得聚合物标准水溶液的总氮值(tn”)、氨氮值(nh4-n”)的方法具体可为凯式定氮法；
所述总氮值(tn”)的测定包括消化、蒸馏、滴定与计算；
所述氨氮值(nh4-n”)的测定由蒸馏、滴定与计算，无需消化过程。
所述线性方程具体可为pn＝c/7.92；
所述检测部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的方法还可包括如下步骤：当待测样品中聚合物的浓度超过500mg/l时，先对所述待测样品进行稀释；所述稀释的目的是将聚合物的浓度调节至线性范围以便测定；所述稀释具体可为直接用现场配注水稀释。
所述稀释步骤中，稀释的倍数具体为2～10倍。
所述聚合物标准水溶液可由聚合物母液稀释得到；所述聚合物母液由聚合物标准品与油田现场配注水混合后经静置过夜得到，具体可通过将聚合物标准品(聚合物干粉)在油田现场配注温度下加入到现场配注水中经搅拌得到，所述搅拌速度可为300～500rpm；
所述聚合物母液的浓度可为4000～10000mg/l，具体可为5000mg/l。
所述检测部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的方法还可包括如下步骤：所述待测样品来源于采出井口及采出液处理流程时，对所述待测样品先进行除油和过滤。
具体的，所述除油为萃取除油；除油步骤可除去样品中大部分油类物质；
所用萃取剂为正己烷或石油醚；
所述过滤为微滤膜过滤；具体为多级微滤膜过滤，如可为两级微滤膜过滤；过滤步骤可除去固体悬浮物、剩余油类及细菌等杂质；
具体的，所述微滤膜过滤中，所用过滤器为带有微滤膜针头的注射器；
所述注射器腔体的直径具体为10～50mm；
构成所述微滤膜的材质选自聚醚砜、醋酸纤维、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和尼龙中任意一种；
所述微滤膜的孔径为0.2-3μm，具体可为3μm或0.45μm。
该过滤步骤具体可为：通过注射器吸取所述样品，插上微滤膜针头式过滤器，手推注射器实现过滤。
所述待测样品来源于注入井口时，可直接进行测定，不需要如上除油和过滤步骤。
本发明提供的部分水解聚丙烯酰胺类聚合物浓度的检测方法，充分考虑并去除了各项干扰因素，根据部分水解聚丙烯酰胺类聚合物的聚合物浓度与聚合物氮值之间的线性关系，通过测定聚合物氮值从而达到检测聚合物浓度的目的，该方法测试结果准确且数据重现性好，且操作方法简单，设备轻巧便携，可满足海上平台现场取样、就地化验的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1、渤海某油田采出液处理流程中聚合物浓度检测
(1)pn-c标准曲线建立：
50℃、400rpm条件下将现场用部分水解聚丙烯酰胺(水解度为分子量为1200万，水解度37％)干粉与现场配注水混合，完全溶解后静置过夜，得5000mg/l母液。将母液用现场配注水稀释成浓度分别为0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300mg/l的聚丙烯酰胺标准水溶液。采用凯氏定氮法依次分别检测水样的总氮值(tn”)及氨氮值(nh4-n”)，代入式iv计算得到聚丙烯酰胺标准水溶液的聚丙烯酰胺氮值pn”：
pn"＝tn"-(nh4-n")式iv
以聚丙烯酰胺的浓度c(mg/l)为横坐标，以聚丙烯酰胺的氮值pn(mg/l)为纵坐标，绘制pn-c标准曲线，并拟合出线性方程，为pn＝c/7.92。
(2)背景氮值pno确定
收集采出液流程中所有处理药剂(包括清水剂、絮凝剂、消泡剂、缓蚀剂、防腐剂、破乳剂、杀菌剂等)，采用现场配注水，采用凯氏定氮法依次分别检测水样的总氮值(tn’)及氨氮值(nh4-n’)，代入式iii计算得到背景氮值(pno)；
pn0＝tn'-(nh4-n')式iii
结果如表1所示。表1为采出液流程中所用处理药剂与其引起的背景氮值的对应表。
表1、采出液流程中所用处理药剂与其引起的背景氮值的对应表
由表1可知，原油系统背景氮值pno值为0.039mg/l，而水系统背景氮值pno值为0.035mg/l。
(3)采出液处理流程中聚合物浓度检测
首先对采出液处理流程中各取样点样品进行分级微滤预处理(两次微滤处理的微滤膜孔径分别为3μm及0.45μm，微滤膜材质为聚四氟乙烯，注射器直径为10mm)，具体为通过注射器吸取样品，插上孔径为3μm的微滤膜针头式过滤器，手推注射器实现一级过滤；过滤完毕后替换为孔径为0.45μm的微滤膜针头式过滤器，手推注射器实现二级过滤。
然后采用凯氏定氮法依次分别检测水样的总氮值(tn)及氨氮值(nh4-n)，将所得总氮值和氨氮值代入式i，计算得到水样的表观聚合物氮值(pn1)：
pn1＝tn-(nh4-n)式i
将所得水样的表观聚合物氮值(pn1)代入式ii，计算得到水样的实际聚合物氮值：
pn＝pn1-pn0式ii
再根据步骤1)所得pn-c线性方程得到水样中聚丙烯酰胺的浓度，测试结果如下表2所示。
同时采用淀粉碘化镉方法检测，比较数据的准确性。
表2、采用本发明方法及淀粉-碘化镉法测定的聚合物浓度值
由表2可知，数据结果与淀粉-碘化镉法测定聚合物浓度值在误差允许的范围内，保持了较好的一致性，方法准确可靠。
实施例2、渤海某油田注入井口聚合物浓度检测
(1)pn-c标准曲线建立：
同实施例1步骤(1)
(2)背景氮值pno确定
因注入端注入的聚合物溶液中不加入其他化学药剂，因此无需进行背景氮值pno的测定。
(3)聚合物浓度检测
因注入井口聚合物浓度超过检测范围，先将样品用现场配注水稀释10倍后备用。
再按照实施例1步骤3)的步骤进行，测试结果如下表3所示。
同时采用淀粉碘化镉方法检测，比较数据的准确性。
表3、采用本发明方法及淀粉-碘化镉法测定的聚合物浓度值
由表2可知，数据结果与淀粉-碘化镉法测定聚合物浓度值在误差允许的范围内，保持了较好的一致性，方法准确可靠。
实施例3、渤海某油田采出井口聚合物浓度检测
(1)pn-c标准曲线建立：
同实施例1步骤(1)
(2)背景氮值pno确定
因采出井口的聚合物溶液中不加入其他化学药剂，因此无需进行背景氮值pno的测定。
(3)聚合物浓度检测
再按照实施例1步骤3)的步骤进行，测试结果如下表4所示。
同时采用淀粉碘化镉方法检测，比较数据的准确性。
表4、采用本发明方法及淀粉-碘化镉法测定的聚合物浓度值
由表4可知，数据结果与淀粉-碘化镉法测定聚合物浓度值在误差允许的范围内，保持了较好的一致性，方法准确可靠。