采出水中阴离子型表面活性剂含量测定方法的改进

采出水中阴离子型表面活性剂含量测定方法的改进

张会平

（大庆油田工程有限公司化学工程部， 黑龙江，大庆163712）

摘要：针对采用两相滴定法测定高表面活性剂含量、高硅含量三元复合驱采出水中石油磺酸盐表面活性剂和重烷基苯磺酸盐表面活性剂的含量，受胶束中增溶原油和酸化水样中硅酸的干扰，达到滴定终点时氯仿层颜色突变不明显，滴定终点难以判断的问题，引入了水样稀释和除硅预处理步骤，并采用分光光度计测定氯仿层吸光度曲线拐点代替肉眼观测氯仿层颜色突变来确定滴定终点，使两相滴定法适用于高硅含量、高表面活性剂含量的三元复合驱采出水中阴离子型表面活性剂含量的测定。

关键词：三元复合驱 采出水 阴离子型表面活性剂 两相滴定

大庆油田三元复合驱采出水中阴离子型表面活性剂（重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐）含量测定均采用两相滴定法[1]。该方法采用手工滴定，依靠肉眼判定滴定终点，简单易行。在跟踪监测大庆油田喇北东试验区强碱体系三元复合驱采出水中重烷基苯磺酸盐表面活性剂含量的过程中发现，由于采出水硅含量高达1811mg/L，随滴定剂海明试剂的加入，酸化水样中的硅酸与海明试剂作用形成沉淀物，悬浮在水层和氯仿层之间，到达滴定终点时氯仿层颜色变化缓慢，滴定终点判定困难。在跟踪监测大庆油田北二西试验区弱碱体系三元复合驱采出水中石油磺酸盐表面活性剂含量的过程中发现，由于水样中胶束增溶的原油[2]干扰氯仿层颜色，到达滴定终点时氯仿层带有黄色，而正常水样滴定至终点时氯仿层为淡蓝色，滴定终点难于判断，造成测试结果偏差大。

为消除三元复合驱采出水中高含量的硅对表面活性剂含量测定的干扰，可在水样酸化前加入氯化镁，使其与硅酸反应形成硅酸镁沉淀经过滤除去；为消除胶束増溶原油对表面活性剂含量测定的干扰，可增加水样稀释预处理步骤 并采用分光光度计测定氯仿层吸光度曲线拐点代替肉眼观测氯仿层颜色突变来确定滴定终点。

1 改进的三元复合驱采出水中阴离子表面活性剂含量测定方法

水样预处理：一般的水样经过双层滤纸过滤后即可进行测定；对于高硅含量的水样，需加入30g/L氯化镁后振荡并静止4h，再用双层定性滤纸过滤后进行测定。对于胶束増溶原油干扰大的水样，一般需将水样稀释5倍以上后再测定。

测定方法：用移液管吸取20mL经过预处理后的水样加到100mL具塞量筒中，再依次加入20mL氯仿、2mL 1mol/L硫酸溶液、20mL蒸馏水后剧烈振荡；加入10mL酸性混合指示剂后剧烈振荡，然后用海明试剂进行滴定。当下层氯仿层由粉红色变为淡蓝色时停止滴加。水和氯仿静止分层后抽取下层液体在波长为626nm处测定吸光度，吸光度为0.021±0.002处为滴定终点。水样中表面活性剂含量计算公式为：

C?N1V1Ew?1000 V2 式中：N1—海明1622浓度，mol/L；

V1—消耗海明溶液体积，mL；

Ew—表面活性剂平均摩尔质量，g/moL； V2—待测水样加入量，mL；

C—表面活性剂含量，mg/L；

2 结果及讨论

北二西试验站三元复合驱采出水表面活性剂含量测定曲线如图1中所示。由图1中可见，当海明试剂的加量为0.52mL时氯仿层吸光度为0.014，当时氯仿层已经转为蓝色，但颜色较浅；随后在海明试剂加量为0.52和0.62mL之间有一个弛豫过程，吸光度几乎不变，颜色变化也很缓慢。当海明试剂加量达到0.67mL时，吸光度迅速升高为0.021。根据吸光度的变化规律，定义吸光度为0.021左右为滴定终点。

氯仿层吸光度0.050.040.030.020.0100.520.570.620.670.720.770.820.87海明试剂加量,mL

图1北二西试验站三元复合驱采出水的滴定液加量—吸光度曲线

改进后的表面活性剂含量测试方法的加标回收率评价数据见表1。由表1中可见，喇北东试验区三元复合驱采出水中表面活性剂加标后回收率较低，为86.53%，其原因为硅含量较高的水样预处理过程中需要加入氯化镁除硅剂，水样中的硅酸与其发生沉淀反应生成絮团，絮团中吸附了一部分表面活性剂导致表面活性剂含量测试数据偏低；对于硅含量较低的北二西试验区三元复合驱采出水，改进方法的加标回收率可达到100±2.5%以内。

表1加标回收率评价数据 水样 北二西试验站站游离水脱除器放水 样品本体值mg/L 67.76 加标量 mg/L 41.74 加标后测定值mg/L 108.90 加标回收率 % 98.55 喇291试验站三相分离器放水 103.20 51.66 147.90 86.53

改进后的表面活性剂含量测试方法的精密度评价测试数据见表2。由表2中可见，改进后的测试方法的相对标准偏差在5%以内。

表2精密度评价数据

样品名称 测定值 mg/L 平均值 mg/L 相对标准偏差 % 北二西试验站三合一放水 60.5 63.8 66.0 62.9 4.3 60.5 66.0 60.5 喇291试验站三相分离器放水 110.1 113.5 113.5 113.7 2.6 116.1 117.8 110.9

3 结论

除硅、稀释和采用分光光度计测定氯仿层吸光度曲线拐点代替肉眼观测氯仿层颜色突变来确定滴定终点的方法能够显著提高高硅含量、高表面活性剂含量采出水中阴离子表面活性剂含量的测试精度，使两相滴定法适用于高硅含量、高表面活性剂含量的三元复合驱采出水中阴离子型表面活性剂含量的测定。 参考文献：

［1］ Zhi-ping Li et al, Two-pHase mixed indicator titration method for determination of anionic surfactants[J], Anal. Chem., 1981, 53 (9), 1516–1519

［2］ 吴迪，王翀，赵凤玲，张会平等. 石油磺酸盐表面活性剂弱碱体系三元复合驱采出

水的显微结构和油水分离特性[C]. 全国油田水处理技术及化学品研讨会，青岛，2012年7月23日-26日 作者简介：张会平(1979-)，女，工程师，工学硕士，大庆油田工程有限公司（大庆油田设计院）化学工程部，主要从事油田地面工程化学剂研究工作。电话 0459-5903844 邮箱 zhanghp_dod@petrochina.com.cn