一种测定羟丙基瓜尔胶压裂液含量的方法
【专利摘要】本发明涉及一种测定羟丙基瓜尔胶压裂液含量的方法。主要解决了应用现有技术不能准确测定油田污水中羟丙基瓜尔胶压裂液含量的问题。其特征在于：包括以下步骤：（1）配制内标溶液：取正辛烷加邻二甲苯溶解并稀释，配制得内标溶液；（2）配制对照品溶液：取己二酸精密加入内标溶液和氢碘酸溶液，一次性加入2?碘丙烷，密封，振摇静止，直接取上层液体作为对照品溶液；（3）配制待测样品溶液：取己二酸加入待测样品，精密加入内标溶液和氢碘酸溶液，密封，精密称定；于130℃反应60min后冷却，取上层液体作为待测样品溶液；（4）色谱测定；（5）计算。该测定羟丙基瓜尔胶压裂液含量的方法准确灵敏，适用范围更宽，检出限更低。
【专利说明】
-种测定哲丙基瓜尔胶压裂液含量的方法
技术领域：
[0001] 本发明设及油田污水水质检测技术领域，具体地设及一种测定径丙基瓜尔胶压裂 液含量的方法。
【背景技术】：
[0002] 随着石油资源的日趋紧张，各大油田主要增产措施为不断发展和应用大规模压裂 技术。大规模应用压裂技术过程中产生了含有大量压裂液的油田污水，对生产和环境造成 了十分严重的影响，高效处理含有压裂液的油田污水迫在眉睫。在油田压裂采出液处理过 程中，对压裂液含量进行即时测定可W直观体现出对污水的处理效果，利于采出液处理工 艺的设计与优化。目前，对油田污水中压裂液含量的测定方法还没有定论。有人根据污水中 离子浓度进行压裂液含量的估算，其问题在于污水中的离子不仅仅来自于压裂液，地层中 也可能会有相关离子溶解其中，从而对测定结果产生干扰，因此不能达到准确测定油田污 水中压裂液的含量。还有人采用分光光度法进行压裂液含量的测定，虽然结果比较准确，但 适用范围有限，主要针对污水中径丙基瓜尔胶含量为2.0~8. Og/L的情况，而对低浓度压裂 液含量的测定结果不甚理想。
【发明内容】
：
[0003] 本发明在于克服【背景技术】中存在的应用现有技术不能准确测定油田污水中径丙 基瓜尔胶压裂液含量的问题，而提供一种测定径丙基瓜尔胶压裂液含量的方法。该测定径 丙基瓜尔胶压裂液含量的方法，适用范围更宽，测定灵敏度更高，对含量较低的情况同样有 效，所得测定结果可为提高油田污水处理效率提供重要参考。
[0004] 本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到:该测定径丙基瓜尔胶压裂液含量 的方法，包括W下步骤：
[0005] (1)配制内标溶液
[0006] 取正辛烧加邻二甲苯溶解并稀释，配制得内标溶液；
[0007] (2)配制对照品溶液
[000引取己二酸精密加入上述步骤（1)配制的内标溶液和氨舰酸溶液，一次性加入2-舰 丙烷，密封，振摇静止，直接取上层液体作为对照品溶液；
[0009] (3)配制待测样品溶液
[0010] 取己二酸加入待测样品，精密加入步骤（1)配制的内标溶液和氨舰酸溶液，密封， 精密称定;于130°c反应60min后，冷却，取上层液体作为待测样品溶液；
[0011] (4)色谱测定
[0012] 依次通过色谱测定上述内标溶液、对照品溶液、待测样品溶液，进样量各化L注入 气相色谱仪，记录色谱图；
[OOU] (5)计算
[0014]按内标法W对照品2-舰丙烷峰面积计算，将结果乘W系数;2-舰丙烷转换为径丙
[0016] 氧基系数为0.4417。[0015] 所述步骤(5)计算公式：
[0017]
[001 引 H=MS/2.95
[0019] H* = HX75/58
[0020] cg = c7H*
[0021 ]地=CG/V
[0022] W上各式中：
[0023] 断服一对照品加入量，mg(质量=体积JiLX密度（1.703mg/]iL))
[0024] V取一所取待测样体积，L
[0025] MS-径丙基取代度(根据产品指标，一级MS > 0.30，二级MS > 0.15。取0.15)
[00%] H-径丙基的质量分数
[0027] lf-径丙氧基的质量分数
[0028] 75-径丙氧基基团的摩尔质量 [00巧]162-糖单元的摩尔质量
[0030] 58-径丙基基团的摩尔质量
[0031] 75-径丙氧基基团的摩尔质量
[0032] 2.95-径丙基质量分数和径丙基取代度的换算系数
[0033] CG-径丙基瓜尔胶浓度，g/L
[0034] C*-径丙氧基含量g/L(根据需要可转化为ppm, % )
[0035] C压一水样中压裂液的含量，g/L
[0036] W-压裂液配方中径丙基瓜尔胶的实际比例(根据现场情况选择，取0.5%)。
[0037] 该测定径丙基瓜尔胶压裂液含量的方法原理:压裂液中含有稳定的径丙基瓜尔胶 成分，而径丙基瓜尔胶中的径丙氧基可与氨舰酸反应生成2-舰丙烷。W正辛烧为内标，2-舰 丙烷为对照品，采用气相色谱法测定生成2-舰丙烷的量。计算待测样品中径丙氧基含量，进 而推算径丙基瓜尔胶及压裂液的含量。径丙基瓜尔胶结构式如图1。
[0038] 径丙基瓜尔胶侧链上的径丙氧基与氨舰酸发生反应如下：
[OOW] G-OCH2C 册肥出巧 I 一 G-OH+C 出 CHICH3
[0040] (G--瓜尔胶基团）
[0041] 本发明与上述【背景技术】相比较可具有如下有益效果:该测定径丙基瓜尔胶压裂液 含量的方法，采用了气相色谱法，检测性能稳定、灵敏快捷;测定结果重现性好、误差小。通 过检测压裂液中稳定的径丙基瓜尔胶成分计算压裂液在污水中的含量，相比现有技术大大 提高了测定结果准确度、拓展了测定范围，特别对于压裂液含量较低时，显示出较其它方法 更低的检出限。该测定方法完全可W满足油田污水处理工艺中径丙基瓜尔胶压裂液含量测 定的需要，根据压裂液含量选择投药量、投药点等工艺参数，有助于提高污水处理效率，节 约成本，保护环境。
【附图说明】：
[0042] 附图1是本发明中径丙基瓜尔胶的结构式；
[0043] 附图2是本发明实施例1对照样品谱图（谱图中，1-内标溶液;2-对照样溶液）；
[0044] 附图3是本发明实施例1中1号待测样品谱图（谱图中，1-内标溶液；2-对照样溶 液)。
【具体实施方式】：
[0045] 下面结合附图及实施例将对本发明作进一步说明：
[0046] 实施例1
[0047] (1)配制内标溶液:取正辛烧0.5克(密度0.703，约0.7mL)，置100血量瓶中，加邻二 甲苯溶解并稀释至刻度，摇匀，即得内标溶液；
[0048] (2)配制对照品溶液:取己二酸SOmg于顶空进样瓶中，精密加入内标溶液和氨舰酸 溶液各2. OmL，一次性加入2-舰丙烷0.5~50化，密封;振摇静止，直接取上层液体ImL作为对 照品溶液；
[0049] (3)配制待测样品溶液:取己二酸SOmg于顶空进样瓶中，加入1号待测样品20化L， 精密加入内标溶液和氨舰酸溶液各2. OmL，密封，精密称定;于130°C反应30min，振摇2min， 继续加热30min后，冷却，取上层液体(有机相)ImL作为供试品溶液；
[0050] (4)色谱测定：依次测定内标样、对照品溶液、待测溶液;进样量各1化注入气相色 谱仪，记录色谱图。
[0051 ] (5)径丙基瓜尔胶含量的计算方法：
[0052]用气相色谱法计算径丙基瓜尔胶含量(对照样品谱图见附图2,1号待测样品谱图 见附图3):
[0化3]
[0054] 径丙基质量分数： H=MS/2.95 = 0.15/2.95 = 0.05;
[0055] 径丙氧基基质量分数： H* = H X 75/58 = 0.065
[0化6]径丙基瓜尔胶含量： cg = c7H* = 0.118/0.065 = 1.815g/L
[0化7] 测定值与实配值的相对误差：Er= (1.815-1.900)/1.900 = -4.4%
[0058] 实施例2-实施例5中，除步骤(3)配制待测样品溶液中加入待测样品分别为2号待 测样品、3号待测样品、4号待测样品、5号待测样品外，其余步骤皆相同。实施例1-5中，实验 室配制5个低浓度径丙基瓜尔胶样品溶液进行平行实验，分别测定。实配值见表1。
[0059] 所述5个待测样品的气相色谱法测定结果与实配值的比较列于表1。
[0060] 表巧圣丙基瓜尔胶测定值与实配值的比较 「nnAi1
[0062] 由表1可见，5个待测样品溶液中径丙基瓜尔胶含量的测定值与实配值的相对误差 绝对值均小于5%，说明该测定方法准确可靠。采用该法反复进行W上实验，大量统计数据 结果表明，该法对低浓度测定准确度较高，重现性较好，测定下限可低至30ppm。
[0063] 测定现场压裂液含量，只需按照方法所述求得待测样品(现场水样）中径丙基瓜尔 胶含量，之后除W基液配方中其所占百分数即可。目前现场配方中，径丙基瓜尔胶的含量为 压裂液含量的0.5% (W = O. 5%)。
[0064] 2015年7月2015年11月期间，采用该法对大庆油田采油屯厂葡=联合站水样进行 了跟踪测定，系列数据能够体现污水处理过程中压裂液含量的变化规律，已经为现场水处 理工艺提供了重要参考。如下列表2:
[0065] 表2现场水样的测定压裂液含量结果 [00661
[0067] 注:测定值单位根据情况选择，Ippm= Img/!;ppm换算为百分比的公式为X(ppm)/ 10000 = X(%)
[0068] 表2可见，来水中压裂液含量较高，经过沉降及过滤处理后，压裂液含量有所降低， 二次沉淀、过滤后效果更明显，可W满足后续工艺要求。
【主权项】
1. 一种测定羟丙基瓜尔胶压裂液含量的方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 配制内标溶液 取正辛烷加邻二甲苯溶解并稀释，配制得内标溶液； (2) 配制对照品溶液 取己二酸精密加入上述步骤（1)配制的内标溶液和氢碘酸溶液，一次性加入2-碘丙烷， 密封，振摇静止，直接取上层液体作为对照品溶液； (3) 配制待测样品溶液 取己二酸加入待测样品，精密加入步骤（1)配制的内标溶液和氢碘酸溶液，密封，精密 称定;于130 °C反应60min后，冷却，取上层液体作为待测样品溶液； (4) 色谱测定 依次通过色谱测定上述内标溶液、对照品溶液、待测样品溶液，进样量各lyL注入气相 色谱仪，记录色谱图； (5) 计算 按内标法以对照品2-碘丙烷峰面积计算，将结果乘以系数;2-碘丙烷转换为羟丙氧基 系数为0.4417。2. 根据权利要求1所述的测定羟丙基瓜尔胶压裂液含量的方法，其特征在于:所述步骤 (5)计算公式： H=MS/2.y〇H* = HX 75/58 cg = c7H* c压=cg/w 以上各式中： HR*一对照品加入量，mg V取一所取待测样体积，L MS-羟丙基取代度 Η-羟丙基的质量分数 f一羟丙氧基的质量分数 75-羟丙氧基基团的摩尔质量 162-糖单元的摩尔质量 58-羟丙基基团的摩尔质量 75-羟丙氧基基团的摩尔质量 2.95-羟丙基质量分数和羟丙基取代度的换算系数 cc 一羟丙基瓜尔胶浓度，g/L f 一羟丙氧基含量g/L(根据需要可转化为ppm，％ ) CJ1一水样中压裂液的含量，g/L w-压裂液配方中羟丙基瓜尔胶的实际比例。
【文档编号】G01N30/02GK105954437SQ201610584271
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】邓进军, 赵丽, 刘洪胜, 吴迪, 赵忠山, 马士平, 李玉春, 薛宗浩, 于婷, 佟艳斌, 智春生
【申请人】中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局