Количественный анализ тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах

Изобретение относится к спектрофотометрическим методам анализа и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах многокомпонентных композиций индикаторов, например тиомочевины и флуоресцеина натрия. Количественный анализ, при котором исследуемую пробу отделяют от нефти, очищают от механических примесей, осветляют в центрифуге, добавляют щелочь для количественного определения флуоресцеина натрия люминесцентным методом, а концентрацию тиомочевины и флуоресцеина натрия определяют интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений, одно из которых относится к исследуемой пробе, а два других к модельным растворам, приготовленным из исследуемой пробы путем фиксированного разбавления пластовой водой и фиксированной добавки исследуемого индикатора в таком количестве, чтобы сигнал одного из модельных растворов был больше, а для другого меньше, чем сигнал исследуемой пробы. Причем для анализа тиомочевины в исследуемую пробу добавляют фиксированное количество пентацианоакваферриата натрия и флуоресцеин натрия в количестве, равном измеренному в исследуемой пробе люминесцентным методом. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения концентрации тиомочевины и флуоресцеина натрия. 1 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к спектрофотометрическим методам анализа и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах, специально закачиваемых в продуктивные пласты различных водорастворимых, малосорбируемых породой и экологически безопасных органических и неорганических соединений, называемых индикаторами или трассерами.

Известно (см.: Соколовский Э.В., Соловьев Г.Б., Тренчиков Ю.Т. Индикаторные методы изучения нефтегазоносных пластов. М.: Недра, 1986. - 158 с.), что в качестве индикаторов на нефтяных промыслах применяют флуоресцеин натрия, роданид аммония, хлористый натрий, нитраты, карбамид, тиомочевину и другие вещества. Наиболее сложной стадией индикаторных исследований является количественное определение в пластовых жидкостях метящего вещества (индикатора). Это связано с многокомпонентным составом пластовых жидкостей и их большой загрязненностью. Поэтому пробу пластовой воды перед измерением отделяют от нефти, фильтруют и добавляют соответствующие реагенты для анализа.

Известна методика определения концентраций четырехкомпонентной композиции индикаторов (флуоресцеин натрия, нитрат аммония, карбамид, тиокарбамид) при их совместном присутствии в пластовых водах с использованием спектрофотометрии и специальных градуировочных зависимостей для каждого отдельного индикатора (см.: Чернорубашкин А.И., Макеев Г.А., Гавриленко Г.А., Шамкин В.Н. // Нефтепромысловое дело. ВНИИОЭНГ, 1980. №5. С.15-15).

Известен способ спектрофотометрического определения концентраций трех различных индикаторов в пластовых водах (флуоресцеин натрия, роданид калия и карбамид) интерполяционным методом без построения градуировочных зависимостей с использованием двух и более растворов с фиксированным содержанием исследуемых компонентов в качестве внешних стандартов (см.: Онучак Л.А., Арутюнов Ю.И., Кудряшов С.Ю., Сизоненко Г.М., Дейнека О.В. Патент РФ №2003134880 от 01.12.2003 г.).

Известна также меченая жидкость для контроля за разработкой нефтегазового месторождения, содержащая в качестве метящего вещества тиомочевину. Количественно тиомочевина в пластовой воде определяется по реакции с калием железосинеродистым в присутствии уксусной кислоты (см.: Соловьев Г.Б., Соколовский Э.В., Сааков С.А. Авторское свидетельство СССР №646036 от 05.02.1979 г. по заявке Северо-Кавказского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной промышленности №2554605 от 15.12.1977 г.).

Однако известные методики определения количественного содержания как индивидуальных индикаторов, так и отдельных индикаторов при их совместном присутствии в пластовых водах (за исключением флуоресцеина натрия методом люминесценции) имеют относительно низкие значения чувствительности и точности измерения концентрации из-за неучтенных при градуировке погрешностей, вносимых изменяющимся в процессе исследований составом пластовых вод и непостоянным уровнем фона неопределяемых ранее закаченных индикаторов на результаты измерения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ определения количественного содержания индикаторов в пластовых водах, при котором пробу, содержащую флуоресцеин натрия в присутствии многокомпонентной композиции индикаторов (нитрат натрия, роданид калия, карбамид), очищают от механических примесей, осветляют центрифугированием, в полученный раствор добавляют щелочь для количественного определения флуоресцеина натрия люминесцентным методом по предварительно выполненной градуировочной зависимости, причем концентрацию отдельных индикаторов в пробе определяют интерполяцией по результатам трех совокупных спектрофотометрических измерений на длинах волн, фиксированных для каждого отдельного индикатора, одно из измерений проводят для очищенной исследуемой пробы с добавками соответствующих реагентов, а два других измерения проводят для модельных растворов, приготовленных из исходной пластовой воды (без индикаторов) с добавлением флуоресцеина натрия в количестве, равном измеренному в пробе по градуировочной зависимости, и навески исследуемого индикатора в таком количестве, чтобы сигнал спектрофотометра для одного из модельных растворов был больше, а для другого - меньше, чем сигнал исследуемой пробы (см.: Онучак Л.А., Арутюнов Ю.И., Кудряшов С.Ю., Сизоненко Г.М., Астров В.И. Патент РФ №2301409 от 20.06.2007 г. по заявке СамГУ №2005124417 от 01.08.2005 г.).

В известном способе количественное содержание флуоресцеина натрия определяют по предварительно выполненной градуировочной зависимости с использованием модельных минерализованных растворов дистиллированной воды с фиксированными добавками флуоресцеина натрия при рН 9.

Недостатками известного способа являются отсутствие возможности спектрофотометрического определения содержания тиомочевины при одновременном присутствии флуоресцеина натрия в пробе из-за наложения его спектра поглощения на спектр тиомочевины, а также снижение точности измерения концентрации флуоресцеина натрия по предварительно выполненной градуировке на модельных растворах дистиллированной воды за счет влияния изменения состава и свойств пластовой воды при исследовании нефтегазовых месторождений.

Задачей изобретения является повышение точности спектрофотометрического определения концентрации тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах.

Эта задача решается за счет того, что при количественном анализе тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах исследуемую пробу отделяют от нефти, очищают от механических примесей, осветляют в центрифуге, добавляют в полученный раствор щелочь для количественного определения флуоресцеина натрия люминесцентным методом, причем концентрации тиомочевины и флуоресцеина натрия определяют интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений, одно из которых относится к исследуемой пробе, а два другие к модельным растворам, приготовленным из исследуемой пробы, с фиксированным разбавлением исходной пластовой водой (без индикатора) и фиксированной добавкой исследуемого индикатора в таком количестве, чтобы сигнал одного из модельных растворов был больше, а для другого меньше, чем сигнал исследуемой пробы, для анализа тиомочевины добавляют в исследуемую пробу фиксированное количество пентацианоакваферриата натрия и флуоресцеина натрия в количестве, равном измеренному в исследуемой пробе люминесцентным методом.

При решении поставленной задачи создается технический результат, который заключается в следующем:

- измерение концентрации тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пробе осуществляют интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений, одно из которых относится к анализу исследуемой пробы, а два других к модельным растворам, приготовленным из исследуемой пробы путем фиксированного разбавления и фиксированной добавки исследуемого индикатора в таком количестве, чтобы сигнал для одного из растворов был больше, а для другого меньше сигнала исследуемой пробы;

- добавление флуоресцеина натрия в исследуемую пробу в количестве, равном измеренному люминесцентным методом в пробе при анализе тиомочевины, уменьшает погрешность спектрофотометрического измерения, связанную с наложением спектров поглощения флуоресцеина натрия на спектр комплексного соединения тиомочевины и пентацианоакваферриата натрия на длине волны 590 нм;

- интерполяционный метод измерения позволяет уменьшить погрешность измерения по сравнению с методом абсолютной градуировки за счет линеаризации только участка градуировочной зависимости, в точке измерения между двумя фиксированными внешними добавками, одна из которых обеспечивает большую, а другая меньшую концентрацию индикатора по отношению к его концентрации в исследуемой пробе, а не во всем рабочем диапазоне, как в случае построения градуировочной зависимости от минимальной до максимально возможной концентрации индикатора.

Пример конкретного выполнения способа

Предлагаемый способ количественного анализа тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах выполняют с использованием серийных флуоресцентных и спектрофотометрических анализаторов, например, Флюорат 02-3М («Люмэкс», Санкт-Петербург) и КФК-2.

Способ осуществляют следующим образом. Пробу пластовой воды из нефтедобывающей скважины, содержащую флуоресцеин натрия в присутствии тиомочевины, предварительно отделяют от нефти в делительной воронке, механические примеси удаляют фильтрованием через бумажный фильтр ФОФС-17 «синяя лента». Затем пробу осветляют путем осаждения коллоидных примесей с помощью коагулянта FeCl3 в щелочной среде. Полученный раствор переливают вместе с осадком в центрифужные пробирки и центрифугируют при 8-10 тыс. об/мин до тех пор, пока проба не станет прозрачной (без видимой опалесценции). Приготовленные описанным выше способом пробы пластовой воды подвергают следующим дополнительным операциям для определения концентрации флуоресцеина натрия и тиомочевины:

1) определение флуоресцеина натрия. В пробу добавляют несколько капель 2 н. NaOH для получения рН раствора, равного 9. При этом значительно возрастает интенсивность флуоресценции, измерение которой с использованием прибора Флюорат 02-3М при длине волны 525 нм обеспечивает определение концентрации флуоресцеина натрия интерполяционным методом. Для этого проводят дополнительные измерения концентрации флуоресцеина натрия в двух модельных растворах, приготовленных из исследуемой пробы путем фиксированного разбавления исходной пластовой воды (без индикаторов) и фиксированной добавки флуоресцеина натрия в таком количестве, чтобы концентрация индикатора для одного из них была больше, а для другого меньше, чем измеренная прибором в исследуемой пробе;

2) определение тиомочевины. К 25 см3 исследуемой пробы добавляют 0,5 см3 раствора пентацианоакваферриата натрия, который готовят следующим образом. В 20 см3 дистиллированной воды последовательно растворяют 1 г нитропруссида натрия и 1 г гидроксиламина солянокислого. Затем добавляют 2 г гидрокарбоната натрия. После прекращения выделения СО2 добавляют 0,1 см3 чистого жидкого брома, перемешивают, фильтруют и разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до 50 см3. Реактив сохраняет свои свойства около двух недель.

Измерение концентрации тиомочевины проводят после 40-50-минутной выдержки для полного завершения реакции образования комплекса тиомочевины и пентацианоакваферриата натрия.

Концентрацию тиомочевины определяют на фотоколориметре КФК-2 с кюветой толщиной 3 см и длине волны 590 нм интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений, одно из которых исследуемая проба, а два других - модельные растворы, приготовленные из исследуемой пробы с фиксированным разбавлением исходной пластовой воды и фиксированной добавкой тиомочевины в таком количестве, чтобы сигнал прибора для одного из них был больше, а для другого меньше сигнала в пробе. Для повышения точности анализа, в связи с наложением спектров поглощения флуоресцеина натрия на спектр комплексного соединения тиомочевины при длине волны 590 нм при определении концентрации тиомочевины, в исследуемую пробу добавляют флуоресцеин натрия в количестве, равном измеренному по п.1. интерполяционным методом на приборе Флюорат 02-3М.

Экспериментальную оценку выполнения предлагаемого и известного способов количественного анализа тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах проводили на примере анализа трех смесей этих индикаторов. Первая и вторая смеси содержали соответственно минимальные и максимальные концентрации анализируемых индикаторов, измеряемые приборами Флюорат 02-3М и КФК-2. Третья смесь содержала средние значения концентраций индикаторов в диапазоне измерения приборов. Для определения содержания отдельных индикаторов в анализируемой пробе известным способом использовали градуировочные зависимости вида

где Di - сигнал спектрофотометра; Сi - концентрация индикатора; аi и bi - коэффициенты градуировочной зависимости.

Градуировочные растворы готовили с использованием среднеминерализованной пластовой воды с добавками соответствующих реагентов для каждого отдельного индикатора. При построении градуировочной зависимости для определения тиомочевины в градуировочные растворы дополнительно добавляли флуоресцеин натрия со средней в пределах диапазона измерения концентрацией, чтобы уменьшить его влияние на результат измерения концентрации тиомочевины из-за наложения спектров поглощения при измерении индикаторов на выбранной длине волны.

Результаты градуировки приборов представлены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты градуировки приборов для определения тиомочевины и флуоресцеина натрия
n/n Наименование индикаторов и измерительного прибора Линейный диапазон измерения концентрации, мг/л Коэффициенты градуировочной зависимости и доверительные интервалы измерения
b±Δb a±Δa
1 Флуоресцеин натрия Флюорат 02-3М 0,02-0,2 0,9±0,045 0,11±0,055
2 Тиомочевина КФК-2 2,0-20,0 0,06±0,003 0,21±0,02

Измерение концентрации индикаторов предлагаемым способом осуществляли интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений по уравнению

где Сi - концентрация i-го индикатора в исследуемой пробе; C1 и С2 - концентрации индикатора в двух модельных растворах; Di, D1 и D2 - сигналы спектрофотометра соответственно для i-го индикатора в пробе и в модельных растворах 1 и 2, причем D1>Di>D2.

Результаты эксперимента сведены в таблицу 2.

Таблица 2
Сравнительные данные экспериментальной проверки известного и предлагаемого способов
n/n Исследуемые смеси Концентрация индикатора, мг/л Известный способ Предлагаемый способ
Сигнал прибора, Di Концентрация, измеренная по (1), мг/л δ*, % Сигнал прибора Концентрация, измеренная по (2), мг/л δ*, %
D1 D2 Di
1 Флуоресцеин натрия 0,04 0,144 0,038 5,0 0,137 0,155 0,145 0,039 2,5
Тиомочевина 2,0 0,315 1,75 12,5 0,401 0,224 0,326 1,93 3,5
2 Флуоресцеин натрия 0,2 0,304 0,216 8,0 0,305 0,256 0,297 0,208 3,8
Тиомочевина 20,0 1,576 22,76 13,8 1,582 1,23 1,46 20,86 4,3
3 Флуоресцеин натрия 0,12 0,211 0,112 6,6 0,221 0,198 0,214 0,116 3,3
Тиомочевина 11,0 0,94 11,7 6,4 0,916 0,814 0,891 11,35 3,2

* Относительная погрешность определения концентрации i-го индикатора по уравнениям (1) и (2).

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, предлагаемый способ обеспечивает значительное повышение точности определения количественного содержания тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в исследуемых пробах по сравнению с известным способом. Так, при анализе всех трех исследуемых смесей максимальная относительная погрешность определения концентрации тиомочевины не превышает 4,3%, в то время как для известного способа максимальная погрешность определения концентрации тиомочевины составляет 13,8%.

Определение концентрации флуоресцеина натрия и тиомочевины интерполяционным методом в предлагаемом способе вместо построения градуировочной зависимости обеспечило уменьшение относительной погрешности измерения в среднем более, чем в два раза, что, по-видимому, связано с частичным исключением нелинейности сигнала приборов от концентрации на результаты измерения.

Использование предлагаемого способа количественного анализа тиомочевины и флуоресцеина натрия в пластовых водах позволяет повысить точность определения многокомпонентных композиций индикаторов при индикаторных исследованиях на нефтяных промыслах за счет нелинейности сигнала в точке измерения, а также уменьшить трудозатраты при измерении путем исключения градуировочной зависимости.

Количественный анализ тиомочевины и флуоресцеина натрия при их совместном присутствии в пластовых водах, при котором исследуемую пробу отделяют от нефти, очищают от механических примесей, осветляют в центрифуге и добавляют в полученный раствор щелочи для количественного определения флуоресцеина натрия люминесцентным методом, отличающийся тем, что концентрации тиомочевины и флуоресцеина натрия определяют интерполяционным методом по результатам трех совокупных измерений, одно из которых относится к исследуемой пробе, а два других - к модельным растворам, приготовленным из исследуемой пробы путем фиксированного разбавления исходной пластовой водой (без индикатора) и фиксированной добавки исследуемого индикатора в таком количестве, чтобы сигнал одного из модельных растворов был больше, а другого меньше, чем сигнал исследуемой пробы, причем для анализа тиомочевины в исследуемую пробу добавляют фиксированное количество пентацианоакваферриата натрия и флуоресцеин натрия в количестве, равном измеренному в исследуемой пробе люминесцентным методом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для определения концентрационно-зависимого количества флуоресцентного контрастного агента, примененного для объекта, в частности мутной среды.

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для определения параметров полупроводниковых материалов, а именно для определения времени жизни неравновесных носителей заряда.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптико-электронным устройствам контроля параметров дисперсных сред. .

Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений в пробах воды, взятых на входе в котлоагрегат и выходе из него. .

Изобретение относится к измерительной технике, к способам оптико-физических измерений, базирующихся на эллипсометрии, и предназначено для контроля состава материала по толщине выращиваемых слоев с градиентом состава.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для оперативного контроля толщины пленок нефтепродуктов в очистных сооружениях, на внутренних водоемах, акваториях портов и т.п.

Изобретение относится к способам исследования и анализа материалов с помощью оптических и компьютерных средств и может быть использовано, в частности, для анализа и выявления патологий исследуемых образцов материала, например, в онкоморфологии.

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в аналитических лабораториях при определении температуры застывания минеральных моторных масел для автомобильной техники.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно с системам и способам формирования изображений при диагностике биообъектов

Изобретение относится к оптике, к светотехнике, к оптическим методам анализа и оптическим способам исследования биологических и иных объектов

Изобретение относится к экспертизе документов и может быть использовано в следственной, судебно-экспертной, криминалистической и судебной практике, при проведении оперативно-розыскных мероприятий, а также при технической экспертизе

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам и способам обработки изображений с использованием томограммы глаза

Изобретение относится к микроэлектронному сенсорному устройству для исследования целевых частиц (1), которые связаны с местами (3) связывания на поверхности (12) связывания носителя (11)

Изобретение относится к области контроля качества авиационных масел с помощью оптических средств и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения

Изобретение относится к анализу биологических жидкостей и может быть использовано для определения С-реактивного белка, концентрации тромбоцитов и показателей плазменного гемостаза. Устройство для анализа биологической жидкости содержит установленную в термостатирующем блоке оптически прозрачную кювету, источник оптического излучения, три фотоприемных устройства и средство перемешивания пробы. Все фотоприемные устройства установлены вокруг продольной оси кюветы под разными углами α к оптической оси излучателя, причем нормаль к чувствительной площадке первого из них совпадает с оптической осью источника излучения, а нормали к чувствительным площадкам двух других фотоприемных устройств расположены под углами 30° и 90° к оптической оси излучателя. Выход первого фотоприемного устройства подключен к входу регулируемого блока питания источника излучения, первый выход регулируемого блока питания подключен к входу источника излучения, а второй его выход - к входу аналогово-цифрового преобразователя, при этом второе и третье фотоприемные устройства также подключены к входам аналогово-цифрового преобразователя, выход которого подключен к регистрирующему блоку. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и достоверности определения показаний плазменного гемостаза и концентрации как тромбоцитов так и С-реактивного белка. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ включает воздействие на кристалл исходного импульсного поляризованного немонохроматического излучения коротковолнового инфракрасного диапазона для получения исходного импульсного поляризованного излучения коротковолнового инфракрасного диапазона и импульсного поляризованного излучения гармоники видимого диапазона, выделение импульсного поляризованного излучения гармоники видимого диапазона, преобразование его в электрический сигнал, получение зависимости амплитуды электрического сигнала от длины волны импульсного поляризованного монохроматического излучения второй и суммарной гармоник, определение из нее длины волны 90-градусного синхронизма, по значению которого определяют мольное содержание Li2O в монокристалле LiNbO3. В качестве монокристалла LiNbO3 выбирают монокристалл в виде плоскопараллельной пластинки с кристаллографической осью Z, расположенной в плоскости входной грани кристалла, перпендикулярной оси оптической системы. Технический результат - повышение точности определения мольной доли Li2O в монокристалле LiNbO3 при низких значениях мольной доли Li2O и расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Изобретение относится к средствам фотоакустической визуализации. Устройство получения информации о субъекте содержит блок акустического преобразования, выполненный с возможностью принимать акустическую волну, генерируемую при облучении субъекта светом, и преобразовывать акустическую волну в электрический сигнал, и блок обработки, выполненный с возможностью получения поверхностного распределения интенсивности света или поверхностного распределения освещенности от света, падающего на поверхность субъекта, на основании информации о форме поверхности субъекта, получения распределения интенсивности света внутри субъекта на основании поверхностного распределения интенсивности света или поверхностного распределения освещенности и получения распределения оптических свойств внутри субъекта на основании электрического сигнала и распределения интенсивности света внутри субъекта. Способ получения информации о субъекте и энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, на котором хранится программа, обеспечивают работу устройства. Использование изобретения позволяет точно определить распределение значений оптических характеристик в субъекте. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к спектрофотометрическим методам анализа и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах многокомпонентных композиций индикаторов, например тиомочевины и флуоресцеина натрия

Наверх