油田原油含鹽量化驗(yàn)創(chuàng)新分析

趙清清(黑龍江省大慶市第四采油廠試驗(yàn)大隊(duì)中心化驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

任何原油都會存在一定程度的結(jié)晶鹽，大多數(shù)是以氯化鈉為主，占據(jù)總體的75%左右，之后是氯化鈣與氯化鎂，占10%～15%，其不僅會將煉油的設(shè)備腐蝕掉，還會在二次加工的過程中，對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。例如：石油焦灰成分增加，瀝青延展程度降低等?，F(xiàn)在煉廠對于原油含鹽量檢測的方法是，根據(jù)拖延裝置在運(yùn)行時的情況進(jìn)行分析的。

1 油田原油含鹽量化驗(yàn)的意義

為了對注水開發(fā)的相應(yīng)動態(tài)進(jìn)行實(shí)時跟蹤，需要多次化驗(yàn)部分油田內(nèi)所產(chǎn)原油的含鹽量。同時根據(jù)數(shù)值的高低情況，將其分為新開發(fā)、高產(chǎn)、重點(diǎn)生產(chǎn)、低含水油等多種類型的油井。部分地區(qū)大多都是屬于注水開發(fā)的類型，特別是相對零散的小規(guī)模，使用最多的便是地下淺層水。原油中含鹽量的數(shù)值變化會在注水開發(fā)過程中體現(xiàn)出來，為技術(shù)人員提供了準(zhǔn)確的地層信息。同時，為后期的動態(tài)調(diào)整以及剩余油聚集區(qū)域的分析工作，打下良好的基礎(chǔ)。

2 油田原油含鹽量化驗(yàn)的具體方法

如果對含鹽量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度要求不高的話，可以使用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6532—1986《原油及產(chǎn)品的鹽含量測定法》。依據(jù)其中經(jīng)過簡單化的操作過程，并使用涉及到的三套化驗(yàn)裝置。在前期進(jìn)行準(zhǔn)備工作時，需要使用的時間較長，對工具進(jìn)行沖洗的方法繁瑣一些，即使是去掉溶液冷卻的一個簡單過程，完成整場實(shí)驗(yàn)仍是需要長達(dá)15 min的時間，同時相應(yīng)技術(shù)人員需要承擔(dān)被高溫蒸汽所燙傷的安全風(fēng)險(xiǎn)。不僅如此，以上表述的問題，都會對含鹽量化驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時性產(chǎn)生嚴(yán)重影響[1]。

2.1 裝置與操作步驟

化驗(yàn)原油含鹽量的具體操作步驟：(1)對在原油中抽取的樣品，進(jìn)行簡單的預(yù)熱，通過實(shí)驗(yàn)工具量杯，取出10 mL，并將其倒入分液漏斗之中，放入適量的蒸餾水；(2)使用電磁爐對錐形瓶中的蒸餾水進(jìn)行加熱，將其升溫至沸騰之后，通過玻璃管插入分液漏斗的方式，對油樣進(jìn)行細(xì)致沖洗，大約6 min左右，便會經(jīng)過下層所放置的濾紙進(jìn)行過濾，再用實(shí)驗(yàn)工具燒杯進(jìn)行將其收集起來；(3)使用工具表面皿，從分液漏斗之中取出少許沖洗液，在其中滴入硝酸銀的標(biāo)準(zhǔn)液，來對其沖洗的程度進(jìn)行檢驗(yàn)；(4)再次對液體進(jìn)行多次反復(fù)的沖洗，并依據(jù)第三步驟的方式對其檢驗(yàn)，直至無法被檢測出具備氯離子；(5)對完成的液體進(jìn)行濃縮，直至到150 mL即可，并將其冷卻到與室溫相同；(6)將液體的酸堿值調(diào)節(jié)到中性，并使用硝酸銀對其進(jìn)行檢驗(yàn)。從以上步驟中可以得出，整體實(shí)驗(yàn)過程使用的裝置與實(shí)驗(yàn)器皿是：量杯、錐形瓶、分液漏斗、表面皿、電磁爐等工具。

2.2 現(xiàn)行方法的不足

(1)使用時間較長。在錐形瓶中蒸餾水由室內(nèi)溫度加熱到沸騰狀態(tài)，并產(chǎn)生蒸汽，到液體沖洗結(jié)束后，再將其濃縮到150 mL，整體操作要長達(dá)15 min之久。(2)存在一定的安全隱患。在進(jìn)行人工試驗(yàn)的過程中，一旦發(fā)生操作上的失誤，技術(shù)人員便有可能被高溫的蒸汽所燙傷，同時錐形瓶底部在冷熱交替時，容易導(dǎo)致容器破裂，使電磁爐發(fā)生漏電事情，造成人力與物資上的損失。(3)操作一旦發(fā)生失誤便有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。在進(jìn)行加熱的過程中，如果不能對溫度進(jìn)行完美地掌控，錐形瓶內(nèi)的溫度下降，會導(dǎo)致存在于分液漏斗中的沖洗液因壓力吸入到其中，從而讓整體實(shí)驗(yàn)失敗。同時，還要注重污水核查的事件，可引進(jìn)新型HI931100型便攜設(shè)備。但是因?yàn)楝F(xiàn)場的客觀因素，會使其誤差值較大，需要進(jìn)行多次的校驗(yàn)、數(shù)據(jù)不可靠、維護(hù)成本高等多方面的因素，讓其無法進(jìn)行現(xiàn)場的測定。

2.3 化驗(yàn)方法理論分析

通過對油田現(xiàn)場開展的含鹽量化驗(yàn)操作規(guī)則進(jìn)行細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)其主要原理是：使用蒸餾水的方式，對原油進(jìn)行多次的沖洗，將其中存在的鹽類物質(zhì)，或者是析出的鹽顆粒溶解在高溫水中，并通過滴定的方法，對其進(jìn)行測定相關(guān)含量數(shù)值，以此計(jì)算含鹽量。

3 油田原油含鹽量化驗(yàn)的創(chuàng)新

3.1 裝置創(chuàng)新

在裝置更新的過程中，先應(yīng)該考慮到投資成本數(shù)量少、操作性較強(qiáng)、以及設(shè)備與裝置的常見性。首先就是用原油乳化水含水率分析裝置，其次將當(dāng)前使用的設(shè)備更換掉，通過對其合理運(yùn)用，最后使得增加設(shè)施方面的投資不斷減少[2]。

3.2 操作方式

使用煮沸的方式，來代替以往的沖洗操作，以此徹底杜絕在操作的過程中，出現(xiàn)技術(shù)人員燙傷、沖洗液倒吸等一系列失誤的現(xiàn)象。在化驗(yàn)室中經(jīng)常使用的調(diào)溫電熱套裝一共有兩種型號，二者之間的區(qū)別在于加熱器的數(shù)量是4個還是8個。同時，該裝置還能夠?qū)Χ鄠€原油樣進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.3 方法步驟

在能夠保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信、操作安全指數(shù)高、工作效率較高的情況下，可以將主要步驟確定為：(1)對在原油中抽取的樣品進(jìn)行預(yù)熱，并使用量杯裝取10 mL，并將其倒入導(dǎo)500 mL容量的圓底燒瓶之中；(2)取用100 mL的蒸餾水，并將全部使用于沖洗剩余量杯內(nèi)部與圓底燒瓶口部的原油，同時將經(jīng)過沖洗的原液倒入該燒瓶之中；(3)將設(shè)備與設(shè)施連接起來之后，同時將其中冷凝管的循環(huán)水功能打開，再使用調(diào)溫的電熱套，給圓底燒瓶底部進(jìn)行加熱；(4)對電熱套的溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，避免因?yàn)樯郎厮俣冗^快而產(chǎn)生爆沸，保證圓底燒瓶內(nèi)油與水的混合液，一共持續(xù)沸騰6 min；(5)需要在圓底燒瓶內(nèi)混合液通過自然的方式，將溫度冷卻到40 ℃以下；(6)通過漏斗與濾紙的配合，將過濾后的液體收集到燒杯之中；(7)將濾液的酸堿值調(diào)節(jié)到中性，同時，使用標(biāo)準(zhǔn)的硝酸銀溶液對其進(jìn)行滴定。改善過后的方式，主要是通過對蒸餾水的把控，將其加熱的時間進(jìn)行適當(dāng)減少，可以避免在加熱之后還需對液體進(jìn)行濃縮與沖洗過程中不徹底等問題，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。

3.4 電導(dǎo)方法

電導(dǎo)方法主要適用于測定原油之中的氯鹽含量，數(shù)值范圍每千克要在500 mg以內(nèi)。主要是使用原油中的氯化物會產(chǎn)生測量電導(dǎo)，包括有氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣等。不僅如此，其中存在的個別物質(zhì)同樣會被檢測到。實(shí)驗(yàn)的原理是：以標(biāo)準(zhǔn)液為基礎(chǔ)，搭建電導(dǎo)與鹽含量之間的校準(zhǔn)曲線，原油通過對于二甲苯溶劑、混合醇等進(jìn)行融合搖晃，使其均勻地存在于液體之中，并進(jìn)行測量導(dǎo)電的性質(zhì)、讓最終數(shù)值與校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對，從而得出鹽的含量。電導(dǎo)法中的標(biāo)準(zhǔn)曲線，是將氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉加入鹽溶液中，作為標(biāo)準(zhǔn)值制作而成的，所以鹽含量是以其總電導(dǎo)為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算的，被稱為“總鹽”?；旌消}溶液中的三種試劑比例分別為：10∶20∶70，這是在原油中真實(shí)存在的比例。如果想讓結(jié)果更加精確，還要參考被檢測原油中的比例進(jìn)行配置。

3.5 電量方法

電量方法主要適用于在對原油、重油以及油田之中濃度為0.2～10 000.0 mg/L氯化鈉的鹽含量測試。主要使用的原理是：將在原油中抽取的油樣通過二甲苯溶液進(jìn)行加熱，再使用醇與水將其中存在的鹽提取出來，并讓氧化氫來把其中硫化物所帶來的影響消除掉。將提取液中具備的銀離子，提出來一定數(shù)量，并將其注入到乙酸電解液中，把其中鋁離子與銀離子的反應(yīng)收取出來，讓缺少的部分使用通過電解陽極電生來補(bǔ)充。并依據(jù)電生銀離子在反應(yīng)中所消耗的電量使用達(dá)拉第定律計(jì)算，從而得出油樣中的鹽分含量。本方式在法拉第定律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電量變化求含鹽量時，通過總電量除以2.722 μC(相當(dāng)于1 ng氯所消耗掉的電量)，以此來得出鹽含量的濃度數(shù)值。在現(xiàn)實(shí)中，大多是通過參與化學(xué)反應(yīng)的氯根，來計(jì)算油樣中的含鹽指數(shù)，所以該方式中的鹽大多是指氯鹽、氯化鎂、CaCl2、KCl、AlCl3等物質(zhì)。油樣中較多一些的是NaCl、CaCl2、MgCl2。

面對該方式中測試出來的鹽分，是否能夠與Ag+所形成的沉淀鹽?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析：先配置50、500、1 000、3 000 mg/L的硫酸鈉溶液各一份，通過電量法SY/T 0536—1994開展相關(guān)測試，以此得出硫酸鹽的含量。配置成硫酸鹽的無水硫酸鈉中具備小于0.01%的Cl-，從該結(jié)果看來，氯化鈉的量并未被檢測出來，所以并不參加與該反應(yīng)之中。

為了對硫酸鹽的存在進(jìn)一步證實(shí)，通過對氯鹽測試結(jié)果的影響，配制出10、20、50、100 mg/L，四種不同的氯化鈉溶液，并依次與硫酸鈉溶液進(jìn)行融合，并使用SY/T0536進(jìn)行相關(guān)測試，想要以此得出氯化鈉的加標(biāo)回收率。通過所得出的結(jié)果，在原油總體含硫量較高時，在其中加入雙氧水會對最終的檢測結(jié)果產(chǎn)生較大影響，一定要對其所包含的數(shù)值進(jìn)行考慮分析，如果是處于偏大的劣質(zhì)油，依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)加入兩滴雙氧水，并不能將問題解決掉[3]。實(shí)驗(yàn)中所用的水大多為去離子水，對分析過程中使用的微量注射器清洗時，采用的是丙酮和無水乙醇，禁止利用工業(yè)苯與酒精等物質(zhì)，會導(dǎo)致硫化物與氫離子的污染，使得最終結(jié)果數(shù)值變高。經(jīng)過離心后的抽液，要盡快應(yīng)用到測試之中，避免長久存放后揮發(fā)值不斷變大，將其中的鹽成分進(jìn)行濃縮，從而使結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

4 結(jié)語

通過不斷地對其進(jìn)行試驗(yàn)與實(shí)踐可以得出，采用煮沸等方式進(jìn)行含鹽量的化驗(yàn)，會讓數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度不斷提升。主要使用調(diào)溫電熱套與相應(yīng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式，能夠?qū)⑹覂?nèi)化驗(yàn)的數(shù)量不斷增加，提高工作上的效率，還可對多個油樣同時開展，節(jié)省所需的時間，并降低人員發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)的可能，值得被大范圍推廣。