RU2760002C2 - Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method - Google Patents
Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760002C2 RU2760002C2 RU2019143782A RU2019143782A RU2760002C2 RU 2760002 C2 RU2760002 C2 RU 2760002C2 RU 2019143782 A RU2019143782 A RU 2019143782A RU 2019143782 A RU2019143782 A RU 2019143782A RU 2760002 C2 RU2760002 C2 RU 2760002C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- calibration
- measurements
- waters
- iron
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003643 water by type Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 claims description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 10
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RJNYNDHYSJRRDW-UHFFFAOYSA-N 4-(pyridin-2-yldiazenyl)benzene-1,3-diol Chemical compound OC1=CC(O)=CC=C1N=NC1=CC=CC=N1 RJNYNDHYSJRRDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 229940081735 acetylcellulose Drugs 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- NKAAEMMYHLFEFN-ZVGUSBNCSA-M sodium;(2r,3r)-2,3,4-trihydroxy-4-oxobutanoate Chemical compound [Na+].OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O NKAAEMMYHLFEFN-ZVGUSBNCSA-M 0.000 description 2
- HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M sodium;octane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCS([O-])(=O)=O HRQDCDQDOPSGBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- ZAMLGGRVTAXBHI-UHFFFAOYSA-N 3-(4-bromophenyl)-3-[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonylamino]propanoic acid Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)NC(CC(O)=O)C1=CC=C(Br)C=C1 ZAMLGGRVTAXBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000322338 Loeseliastrum Species 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012898 sample dilution Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в лабораториях, осуществляющих контроль состава попутных вод газовых, газоконденсатных, нефтяных месторождений (конденсационные и пластовые воды с емкостей УКПГ, вода с эксплуатационных нефтегазоконденсатных скважин, водометанольные растворы, промысловые растворы диэтиленгликоля, рефлюкса) в диапазоне от 1 до 1000 мг/дм3 рентгенофлуоресцентным методом на аппаратах рентгеновских для спектрального анализа «Спектроскан Макс-GV».The invention relates to the field of analytical chemistry and can be used in laboratories monitoring the composition of associated waters of gas, gas condensate, oil fields (condensation and formation water from the tanks of the gas processing unit, water from production oil and gas condensate wells, water-methanol solutions, field solutions of diethylene glycol in the range, reflux) from 1 to 1000 mg / dm 3 by X-ray fluorescence method on X-ray apparatus for spectral analysis "Spectroscan Max-GV".
Для идентификации пластовых вод, немаловажно контролировать техническое состояние технологического оборудования в условиях коррозии металлов. При этом основными компонентами продуктов их коррозии являются соединения железа.To identify formation waters, it is important to monitor the technical condition of technological equipment in conditions of metal corrosion. In this case, iron compounds are the main components of their corrosion products.
Железо постоянно присутствует в поверхностных и подземных водах. Повышение концентрации данного компонента в попутных водах можно объяснить развитием коррозионных процессов, протекающих в скважинном оборудовании.Iron is constantly present in surface and groundwater. An increase in the concentration of this component in associated waters can be explained by the development of corrosion processes occurring in downhole equipment.
Наиболее известным способом определения железа в воде является фотометрический метод [ГОСТ 4011-72 Вода питьевая. Фотометрические методы измерения массовой концентрации общего железа, ПНД Ф 14.1:2:3.2-95 Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с о-фенантролином, ПНД Ф 14.1:2.50-96 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой]. Сущность фотометрического анализа заключается в следующем: определяют уменьшение интенсивности потока монохроматического света, после прохождения его через определенной толщины слой окрашенного раствора и, учтя законы светопоглощения, делают вывод о концентрации растворенного вещества.The most famous method for determining iron in water is the photometric method [GOST 4011-72 Drinking water. Photometric methods for measuring the mass concentration of total iron, PND F 14.1: 2: 3.2-95 Quantitative chemical analysis of waters. Methods for measuring the mass concentration of total iron in natural and waste waters by the photometric method with o-phenanthroline, PND F 14.1: 2.50-96 Quantitative chemical analysis of waters. Methodology for measuring the mass concentration of total iron in natural and waste waters by the photometric method with sulfosalicylic acid]. The essence of photometric analysis is as follows: the decrease in the intensity of the monochromatic light flux is determined, after it passes through a certain thickness of a layer of a colored solution and, taking into account the laws of light absorption, a conclusion is made about the concentration of the solute.
Недостатком этого метода является, необходимость применения реактивов, таких как: хлорид аммония, сульфосалициловая кислота, аммиак водный, соляная кислота, азотная кислота, о-фенантролин и т.д. Малый срок хранения приготовленных растворов приводит к их деструкции и излишним затратам средств и времени для приготовления новых растворов. Также сложен процесс проведения анализа. Так, например, по ГОСТ 4011-72, ПНД Ф 14.1:2:3.2-95 и ПНД Ф 14.1:2.50-96, стадия определения содержания железа включает этап добавления к аликвоте пробы, соляной или азотной кислоты, а также дальнейшее упаривание полученной смеси. Эта стадия требует наличие хорошей системы вентиляции, а также большой осторожности при работе с концентрированными кислотами.The disadvantage of this method is the need to use reagents such as ammonium chloride, sulfosalicylic acid, aqueous ammonia, hydrochloric acid, nitric acid, o-phenanthroline, etc. The short shelf life of the prepared solutions leads to their destruction and unnecessary spending of money and time for the preparation of new solutions. The analysis process is also complicated. So, for example, according to GOST 4011-72, PND F 14.1: 2: 3.2-95 and PND F 14.1: 2.50-96, the stage for determining the iron content includes the stage of adding hydrochloric or nitric acid to the aliquot, as well as further evaporation of the resulting mixture ... This stage requires a good ventilation system as well as great care when handling concentrated acids.
Известен способ определения железа в воде, который включает в первой пробе воды определяют общее содержание железа, а затем во второй пробе воды создают рН в пределах 4,0-5,0, добавляют хлороформ до получения объемного соотношения хлороформ: вода не более 1:5, интенсивно перемешивают, отстаивают до разделения пробы на три слоя: воду, пленку, содержащую железоорганический комплекс, и хлороформ, в воде верхнего слоя определяют содержание железа, после чего по разнице между содержанием железа в первой пробе и в воде верхнего слоя второй пробы определяют содержание железа, связанного в железоорганические комплексы [RU 2216019 C1, G01N 31/22 (2000.01), G01N 33/18 (2000.01), G01N 21/78 (2000.01), опубл. 06.08.2002].There is a known method for the determination of iron in water, which includes in the first sample of water the total iron content is determined, and then in the second sample of water pH is created in the range of 4.0-5.0, chloroform is added until the volumetric ratio of chloroform: water is not more than 1: 5 , vigorously mix, settle until the sample is divided into three layers: water, a film containing an organo-iron complex, and chloroform, the iron content in the water of the upper layer is determined, after which the content is determined by the difference between the iron content in the first sample and in the water of the upper layer of the second sample iron bound in iron-organic complexes [RU 2216019 C1, G01N 31/22 (2000.01), G01N 33/18 (2000.01), G01N 21/78 (2000.01), publ. 06.08.2002].
Недостатком известного способа является длительная пробоподготовка, связанная с приготовлением реактивов, рутинное выполнение анализа.The disadvantage of this method is the lengthy sample preparation associated with the preparation of reagents, routine analysis.
Известен способ одновременного определения в природных и сточных водах ионов железа(II), железа(III), меди, свинца, цинка, никеля, кобальта, кадмия, марганца методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с разделением ионов на хроматографической колонке в токе элюента, состоящего из водного раствора октанесульфоната натрия, гидротартрата натрия и ацетонитрила, последующем смешении в послеколоночном реакционном модуле с реагентом, представляющим водный раствор ПАР ([4-(2-пиридилазо)резорцинол], ледяной уксусной кислоты и водного аммиака; регистрации спектрофотометрическим детектором разности оптических поглощений элюента и комплексов определяемых ионов с введенным реагентом в видимой области спектра излучения при=520 нм [RU 2393470 C1, G01N 30/88 (2006.01) опубл. 26.06.2009].A known method for the simultaneous determination in natural and waste waters of ions of iron (II), iron (III), copper, lead, zinc, nickel, cobalt, cadmium, manganese by the method of high performance liquid chromatography with the separation of ions on a chromatographic column in a stream of an eluent consisting of an aqueous solution of sodium octanesulfonate, sodium hydrogen tartrate and acetonitrile, followed by mixing in a post-column reaction module with a reagent representing an aqueous solution of PAR ([4- (2-pyridylazo) resorcinol], glacial acetic acid and aqueous ammonia; registration by a spectrophotometric detector of eluent and optical absorption complexes detected ions with the introduced reagent in the visible region of the radiation spectrum at = 520 nm [RU 2393470 C1, G01N 30/88 (2006.01) publ. 06/26/2009].
Недостатком известного способа является то, что для проведения анализа необходимо приготовление многосоставного элюента (октансульфонат натрия, гидротартрат натрия, ацетонитрил) и реагента, который используется в послеколоночном реакционном модуле. Для приготовления которого используются такие реактивы как: 4-(2-пиридилазо) резорцинол, ледяная уксусная кислота, водный аммиака. Работа с указанными выше реактивами требует большой осторожности и наличие хорошей системы вентиляции.The disadvantage of this method is that for the analysis it is necessary to prepare a multi-component eluent (sodium octanesulfonate, sodium hydrogen tartrate, acetonitrile) and a reagent that is used in the post-column reaction module. For the preparation of which such reagents are used as: 4- (2-pyridylazo) resorcinol, glacial acetic acid, aqueous ammonia. Handling the above reagents requires great care and a good ventilation system.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является методика [ПНД Ф 14.1:2:4.133-98 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций ионов хрома, железа, висмута, марганца, кобальта, никеля, меди, свинца, цинка, ртути в водных средах с использованием преобразователя ИП-ТМ-Д рентгенофлуоресцентным методом на комплексе «ИНЛАН-РФ»]. Принцип метода заключается в измерении концентраций ионов тяжелых металлов рентгенофлуоресцентным методом с дисперсией по длинам волн после концентрирования ионов тяжелых металлов на фильтрах ИП-ТМ-Д за счет образования устойчивых комплексов тяжелых металлов с функциональными группировками химически модифицированной целлюлозы при фильтровании пробы. Интенсивность излучения рентгеновской флуоресценции определяемого компонента, пропорциональна содержанию элемента в пробе.Closest to the claimed technical solution is the method [PND F 14.1: 2: 4.133-98 Quantitative chemical analysis of waters. Methods for measuring the mass concentrations of ions of chromium, iron, bismuth, manganese, cobalt, nickel, copper, lead, zinc, mercury in aqueous media using the IP-TM-D converter by the X-ray fluorescence method on the INLAN-RF complex]. The principle of the method is to measure the concentrations of heavy metal ions by the X-ray fluorescence method with wavelength dispersion after the concentration of heavy metal ions on IP-TM-D filters due to the formation of stable complexes of heavy metals with functional groups of chemically modified cellulose during sample filtration. The intensity of the X-ray fluorescence emission of the determined component is proportional to the content of the element in the sample.
Недостатком данной методики является то, что ее нельзя применять для определения железа, при содержании нефтепродуктов свыше 1 мг/дм3. Так же недостатком является необходимость концентрировать пробу. Эта стадия может занять от 1 до 1,5 часа, что значительно увеличивает время от отбора пробы до получения результата измерения.The disadvantage of this technique is that it cannot be used for the determination of iron when the content of oil products exceeds 1 mg / dm 3 . Another disadvantage is the need to concentrate the sample. This stage can take from 1 to 1.5 hours, which significantly increases the time from sampling to obtaining a measurement result.
Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ является разработка экспрессного способа определения массовой концентрации железа общего в попутных водах и водах нефтегазоконденсатных месторождений при минимальном объеме пробы, без длительной пробоподготовки, без применения химических реактивов.The technical problem to be solved by the proposed method is the development of an express method for determining the mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields with a minimum sample volume, without lengthy sample preparation, without the use of chemical reagents.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение является обеспечение быстроты измерения, обеспечение выполнения измерений с требуемой точностью.The technical result, which the present invention is aimed at, is to ensure the speed of measurement, to ensure that measurements are performed with the required accuracy.
Указанный технический результат достигается способом определения массовой концентрации железа общего в попутных водах и водах нефтегазоконденсатных месторождений рентгенофлуоресцентным методом, включающий отбор проб, приготовление градуировочных растворов железа общего, градуировку прибора, обработку данных с помощью программного обеспечения согласно процедуре градуировки, подготовку пробы не менее 100 см3 к анализу путем фильтрования через сухой фильтр в сухую посуду, отбрасывая первые 25 см3 фильтрата, затем пробу наливают в предварительно подготовленную кювету, которую помещают в спектроскан для проведения измерений с соблюдением режимов, заданных при градуировании спектрометра. За результат измерения принимается среднее арифметическое двух параллельных измерений.The specified technical result is achieved by the method of determining the mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by the X-ray fluorescence method, including sampling, preparation of calibration solutions of total iron, calibration of the device, data processing using software according to the calibration procedure, sample preparation of at least 100 cm 3 for analysis by filtration through a dry filter into a dry dish, discarding the first 25 cm 3 of the filtrate, then the sample is poured into a previously prepared cuvette, which is placed in the spectroscan for measurements in compliance with the modes specified when calibrating the spectrometer. The arithmetic mean of two parallel measurements is taken as the measurement result.
Существует вариант, в котором при превышении границы диапазона измерений массовой концентрации железа проводят соответствующее разбавление пробы, профильтрованные пробы разбавляют деионизированной водой так, чтобы концентрация разбавленной пробы находилась в пределах диапазона градуировочных растворов от 1 мг/дм3 до 200 мг/дм3.There is an option in which, when the limit of the measurement range of the mass concentration of iron is exceeded, the corresponding dilution of the sample is carried out, the filtered samples are diluted with deionized water so that the concentration of the diluted sample is within the range of calibration solutions from 1 mg / dm 3 to 200 mg / dm 3 .
Возможен вариант, в котором пробу с конденсатом и нефтью разделяют при помощи делительной воронки, предварительно зафиксировав объем воды и органического слоя.A variant is possible, in which the sample with condensate and oil is separated using a separating funnel, having previously fixed the volume of water and organic layer.
Существуют варианты, в которых сухой фильтр представляет собой фильтр обеззоленный «синяя лента» или фильтр целлюлозно-ацетатный с размером пор 0,2 мкм, диаметром 25 мм.There are options in which the dry filter is an ash-free "blue ribbon" filter or a cellulose-acetate filter with a pore size of 0.2 microns and a diameter of 25 mm.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Проводят отбор проб.Sampling is carried out.
Отбор проб, их транспортировка и хранение должны обеспечить максимальное сохранение солевого состава исследуемой воды и гарантировать исключение элементов случайности (загрязнение, застойность и др.). Для хранения проб используют емкости, изготовленные из полимерного материала или стекла.Sampling, transportation and storage should ensure the maximum preservation of the salt composition of the test water and ensure the exclusion of random elements (pollution, stagnation, etc.). For storage of samples, containers made of polymer material or glass are used.
Приготовление градуировочных растворов железа общего.Preparation of general iron calibration solutions.
В мерные колбы пипетками соответствующей вместимостью вносят рассчитанные объемы государственного стандартного образца состава водных растворов ионов железа(III) и доводят до метки деионизированной водой. Готовят двенадцать градуировочных растворов. Рекомендуемые номинальные концентрации железа общего в градуировочных растворах приведены в таблице 1. Срок хранения растворов №№8-12 - 1 месяц, №№1-7-1 неделя.The calculated volumes of the state standard sample of the composition of aqueous solutions of iron (III) ions are added to volumetric flasks with pipettes of the appropriate capacity and brought to the mark with deionized water. Twelve calibration solutions are prepared. Recommended nominal total iron concentrations in calibration solutions are shown in Table 1. The shelf life of solutions No. 8-12 is 1 month, No. 1-7 is 1 week.
Состав смесей для градуировки прибора приведен в таблице 1.The composition of the mixtures for the calibration of the device is shown in Table 1.
Затем проводят градуировку прибора. На спектрометре анализируют не менее двух раз градуировочные растворы №№1-12, приготовленные как указано выше.Then the device is calibrated. On the spectrometer analyze at least twice the calibration solutions No. 1-12, prepared as indicated above.
Градуирование начинается с получения сигнала от контрольного образца, затем градуировочных образцов.Calibration begins with receiving a signal from a control sample, then calibration samples.
Градуировочная характеристика для железа общего имеет следующий вид:The general calibration characteristic for iron is as follows:
CFe=а0+a1×IFeKα±a2×IFeKα×IFeKα,C Fe = a 0 + a 1 × I FeKα ± a 2 × I FeKα × I FeKα ,
где CFe - аттестованное значение массовой концентрации железа общего в контрольном образце;where C Fe - the certified value of the mass concentration of total iron in the control sample;
а0, а1, а2 - числовые коэффициенты для градуировочной характеристики (графика), определяемые в процессе градуирования;a 0 , a 1 , a 2 - numerical coefficients for the calibration characteristic (graph), determined during the calibration;
IFeKα - аналитический сигнал от элемента-железа, имп/с (показание прибора).I FeKα - analytical signal from the iron element, imp / s (instrument reading).
Обработку данных проводят с помощью программного обеспечения согласно процедуре градуировки. Градуировка признается удовлетворительной, если среднеквадратичная погрешность градуировки (Sigma) меньше 1%. В противном случае проводят программную коррекцию согласно документации к программному обеспечению или вновь градуируют систему.Data processing is carried out using software according to the calibration procedure. The calibration is considered satisfactory if the root-mean-square error of the calibration (Sigma) is less than 1%. Otherwise, software correction is carried out according to the software documentation or the system is recalibrated.
На следующем этапе происходит подготовка пробы к анализу. Анализируемую пробу (не менее 100 см3) фильтруют через сухой фильтр «синяя лента» или через целлюлозно-ацетатный фильтр в сухую посуду, отбрасывая первые 25 см3 фильтрата.At the next stage, the sample is prepared for analysis. The analyzed sample (not less than 100 cm 3 ) is filtered through a dry “blue ribbon” filter or through a cellulose acetate filter into a dry dish, discarding the first 25 cm 3 of the filtrate.
Пробу с конденсатом и нефтью разделяют с помощью делительной воронки, предварительно зафиксировав объем воды и органического слоя. Далее проводят фильтрацию, как указывалось выше.The sample with condensate and oil is separated using a separating funnel, having previously fixed the volume of water and organic layer. Next, filtration is carried out as mentioned above.
Проводят протирку кювет и других принадлежностей, используемых для анализа, бязью смоченной в этиловом спирте.The cuvettes and other accessories used for the analysis are wiped with coarse calico moistened with ethyl alcohol.
Подготовленную пробу наливают в кювету и накрывают полиэтилентерефталатной пленкой марки ПЭТ-КЭ, толщиной 6 мкм, которую закрепляют уплотнительным кольцом. Кювету помещают в обойму спектроскана «Спектроскан Макс-GV», и проводят измерения, как указано в руководстве по эксплуатации.The prepared sample is poured into a cuvette and covered with a polyethylene terephthalate film of the PET-CE brand, 6 μm thick, which is secured with an O-ring. The cuvette is placed in the holder of the Spectroscan Max-GV spectroscan, and measurements are carried out as indicated in the instruction manual.
Если в ходе анализа измеренная массовая концентрация железа превышает границу диапазона измерений, то проводят соответствующее разбавление пробы. Профильтрованные пробы разбавляют деионизированной водой так, чтобы концентрация разбавленной пробы находилась в пределах диапазона градуировочных растворов (от 1 мг/дм3 до 200 мг/дм3), при этом наилучшим вариантом является разбавление, когда концентрация находится в середине указанного диапазона (50-100 мг/дм3).If, during the analysis, the measured mass concentration of iron exceeds the limit of the measurement range, then an appropriate dilution of the sample is carried out. Filtered samples are diluted with deionized water so that the concentration of the diluted sample is within the range of calibration solutions (from 1 mg / dm 3 to 200 mg / dm 3 ), with the best option being dilution when the concentration is in the middle of the specified range (50-100 mg / dm 3 ).
Подготовленную пробу помещают в кювету обработанную спиртом и высушенную.The prepared sample is placed in a cuvette treated with alcohol and dried.
Подготовленные кюветы с рабочими пробами помещают в спектрометр «Спектроскан Макс-GV», дальнейшие измерения проводят в соответствии с руководством по эксплуатации прибора при рабочих параметрах. При измерениях должны быть соблюдены режимы, выбранные при градуировании спектрометра.Prepared cuvettes with working samples are placed in the Spectroscan Max-GV spectrometer, further measurements are carried out in accordance with the operating manual for the device with operating parameters. During measurements, the modes selected during the calibration of the spectrometer must be observed.
Вычисление результатов проводятся автоматически, на основании полученной градуировки.The calculation of the results is carried out automatically, based on the obtained calibration.
Массовое содержание ионов железа (мг/дм3) в образце устанавливают по ранее построенному градуировочному графику, применяя формулу:The mass content of iron ions (mg / dm 3 ) in the sample is established according to the previously constructed calibration graph, using the formula:
X=Хр×Kp,X = X p × K p ,
где Хр - содержание ионов железа, найденное по градуировочному графику, мг/дм3;where X p is the content of iron ions, found according to the calibration graph, mg / dm 3 ;
Kp - коэффициент разбавления;K p is the dilution factor;
X - определяемое содержание ионов железа в образце, мг/дм3.X is the determined content of iron ions in the sample, mg / dm 3 .
Затем, рассчитывают среднее арифметическое результатов параллельных измерений:
Где
X1, Х2 - массовая концентрация железа общего в пробе, мг/дм3.X 1 , X 2 - mass concentration of total iron in the sample, mg / dm 3 .
Проверку приемлемости двух последовательных измерений проводят по значению расхождения rk, мг/дм3:Verification of the acceptability of two successive measurements is carried out by the value of the discrepancy r k , mg / dm 3 :
для которых выполняется условие: rk ≤ r,for which the condition is satisfied: r k ≤ r,
где rk - результат контрольной процедуры при контроле повторяемости, %;where r k is the result of the control procedure when monitoring repeatability,%;
r - предел повторяемости, %.r - repeatability limit,%.
Если условие выполняется, то рассчитывают погрешность измерения:If the condition is met, then the measurement error is calculated:
где δ - границы относительной погрешности результатов измерений, %;where δ is the limits of the relative error of the measurement results,%;
И представляют результат в виде:
Результаты считаются приемлемыми, если значение расхождения rk не превышает значений пределов повторяемости r (таблица 2). Выбор значения пределов повторяемости r проводят по значениям среднего арифметического результатов параллельных определений
Результат количественного анализа представляют в виде:The result of the quantitative analysis is presented as:
Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность.The measurement result must end with the same decimal place as the error.
Диапазон измерений, значения показателей точности, правильности, повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р=0,95 приведены в таблице 3.The measurement range, values of indicators of accuracy, accuracy, repeatability and reproducibility at a confidence level of P = 0.95 are shown in Table 3.
Оперативный контроль процедуры анализа с применением образцов для контроля.Operational control of the analysis procedure using samples for control.
Контроль качества результатов анализа при реализации способа предусматривает:Quality control of the analysis results when implementing the method provides for:
- оперативный контроль процедуры анализа (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);- operational control of the analysis procedure (based on the assessment of the error in the implementation of a separate control procedure);
- контроль стабильности результатов анализа (на основе стабильности среднеквадратичного отклонения повторяемости, среднеквадратичного отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).- control of the stability of the analysis results (based on the stability of the standard deviation of repeatability, standard deviation of intralaboratory precision, error).
Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К.Operational control of the analysis procedure is carried out by comparing the result of a separate control procedure K to with the control standard K.
Результат контрольной процедуры Кк, мг/дм3, рассчитывают по формуле:The result of the control procedure K to , mg / dm 3 , is calculated by the formula:
Кк = |X - С|К к = | X - С |
где Кк - результат контрольной процедуры при контроле погрешности, мг/дм3;where K to - the result of the control procedure when monitoring the error, mg / dm 3 ;
X - массовая концентрация железа общего в образце для контроля, мг/дм3;X is the mass concentration of total iron in the control sample, mg / dm 3 ;
С - аттестованное значение массовой концентрации железа общего в контрольном образце, мг/дм3.C - the certified value of the mass concentration of total iron in the control sample, mg / dm 3 .
Норматив контроля погрешности К, мг/дм рассчитывают по формуле:The error control standard K, mg / dm3 is calculated by the formula:
К = Δл K = Δ l
Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия:The analysis procedure is considered satisfactory if the following conditions are met:
Кк ≤ КK k ≤ K
При невыполнении условия контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, принимают меры по их устранению.If the condition is not met, the control procedure is repeated. If the condition is not met again, the reasons leading to unsatisfactory results are found out, and measures are taken to eliminate them.
Примеры конкретных результатов исследований представлены в таблице 4.Examples of specific research results are presented in Table 4.
Предлагаемый способ разработан для анализа попутных вод нефтегазоконденсатных месторождений исследования (вода пластовая с емкостей УКПГ, вода с эксплуатационных нефтегазоконденсатных скважин, водометанольные растворы, промысловые растворы диэтиленгликоля, рефлюкса).The proposed method is developed for the analysis of associated waters of oil and gas condensate fields of study (reservoir water from the tanks of the gas treatment plant, water from production oil and gas condensate wells, water-methanol solutions, field solutions of diethylene glycol, reflux).
Применение предлагаемого способа позволяет достичь:Application of the proposed method allows you to achieve:
- экспрессность (анализ длится 40 с);- expressiveness (analysis lasts 40 s);
- малый объем пробы (5-6 см3);- small sample volume (5-6 cm 3 );
- отсутствие длительной пробоподготовки (только фильтрование пробы);- no lengthy sample preparation (only sample filtration);
- отсутствие химических реактивов (только дистиллированная вода для разбавления пробы, при высоких концентрациях компонента);- absence of chemical reagents (only distilled water for sample dilution, at high concentrations of the component);
- анализ нескольких объектов исследования (вода пластовая с емкостей УКПГ, вода с эксплуатационных скважин, водометанольные растворы, промысловые растворы диэтиленгликоля, рефлюкса);- analysis of several objects of study (reservoir water from the tanks of the gas treatment plant, water from production wells, water-methanol solutions, field solutions of diethylene glycol, reflux);
- не требуется специальная подготовка пробы: нет необходимости осуществлять взвешивание, растворение, концентрирование пробы и т.п.- no special preparation of the sample is required: there is no need to weigh, dissolve, concentrate the sample, etc.
- анализ образцов выполняется автоматически по заданной программе.- the analysis of samples is carried out automatically according to a given program.
Таким образом, для определения массовой концентрации железа общего в попутных водах и водах нефтегазоконденсатных месторождений по предлагаемому способу не требуется наличие химических реактивов. Возможность анализировать пробу в «чистом» виде, без предварительной пробоподготовки, позволяет проводить анализ более быстро и качественно.Thus, to determine the mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields, the proposed method does not require the presence of chemical reagents. The ability to analyze a sample in a "pure" form, without preliminary sample preparation, allows the analysis to be carried out faster and more efficiently.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143782A RU2760002C2 (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143782A RU2760002C2 (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019143782A RU2019143782A (en) | 2021-06-23 |
| RU2019143782A3 RU2019143782A3 (en) | 2021-06-23 |
| RU2760002C2 true RU2760002C2 (en) | 2021-11-22 |
Family
ID=76504483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019143782A RU2760002C2 (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2760002C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2071050C1 (en) * | 1992-08-31 | 1996-12-27 | Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского АН Украины | Method of determining heavy metals in water |
| RU2216019C1 (en) * | 2002-08-06 | 2003-11-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method of determining iron in water |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019143782A patent/RU2760002C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2071050C1 (en) * | 1992-08-31 | 1996-12-27 | Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского АН Украины | Method of determining heavy metals in water |
| RU2216019C1 (en) * | 2002-08-06 | 2003-11-10 | Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом университете | Method of determining iron in water |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| KATAEVA M.A. et al., An integrated approach to the hydrochemical analysis of associated waters of the Urengoy oil and gas condensate field, Oil and Gas Exposition, no. 4, p. 44-47. * |
| PND F 14.1:2:4.133-98, Quantitative chemical analysis of waters, Method for measuring the mass concentrations of chromium, iron, bismuth, manganese, cobalt, nickel, copper, lead, zinc, mercury ions in aqueous media using the NP-TM-transducer D by X-ray fluorescence method at the "INLAN-RF" complex, Moscow, 1997, 18 p. * |
| ZHOU S. et al, Quantitative Analysis of Iron and Silicon Concentrations in Iron Ore Concentrate Using Portable X-ray Fluorescence (XRF), Applied Spectroscopy, 12.09.2019, DOI: 10.1177/0003702819871627. * |
| ПНД Ф 14.1:2:4.133-98, Количественный химический анализ вод, Методика выполнения измерений массовых концентраций ионов хрома, железа, висмута, марганца, кобальта, никеля, меди, свинца, цинка, ртути в водных средах с использованием преобразователя НП-ТМ-Д рентгенофлуоресцентным методом на комплексе "ИНЛАН-РФ", Москва, 1997, 18 с. КАТАЕВА М.А. и др., Комплексный подход к гидрохимическому анализу попутных вод Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения, Экспозиция нефть и газ, номер 4, с. 44-47. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019143782A (en) | 2021-06-23 |
| RU2019143782A3 (en) | 2021-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11692954B1 (en) | Trace detection method of heavy metals and application thereof | |
| US20120275958A1 (en) | Determination method and instruments of hexavalent chromium | |
| CN1811391A (en) | Quantitative detecting method for the polyphenol content | |
| RU2760002C2 (en) | Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method | |
| Fishman et al. | Techniques of water-resources investigations of the United States Geological Survey | |
| CN106018401A (en) | Method for determining content of chlorine ions in water | |
| CN1844892A (en) | A kind of determination method of vanadium content in desulfurization liquid | |
| RU2374639C1 (en) | Method of detecting iron (ii) | |
| RU2424515C2 (en) | Method of determining cinnarizine | |
| Devoy et al. | Validation of a standardised method for determining beryllium in human urine at nanogram level | |
| CN113884459B (en) | A kind of direct determination method and application of nitrate content in seawater | |
| RU2595810C1 (en) | Method for quantitative determination of group of fluorescent and ion indicators in formation water at their joint presence | |
| JPH1038878A (en) | Quantitative testing method of peripheral oil kind in light oil | |
| RU2808059C1 (en) | Method for creation of standard calibration samples of chemical elements in the form of dry films for laser spectrometry of biological samples | |
| RU2681650C1 (en) | Method for determining mercury in fish and fish products | |
| CN113884485A (en) | A method for rapid detection of inorganic arsenic species and concentration in water | |
| RU2573172C1 (en) | Method for detection of ethyleneglycol in water solutions | |
| Amelin et al. | Solid-phase fluorometric determination of Al (III), Be (II), and Ga (III) using dynamic preconcentration on reagent cellulose matrix | |
| CN112129949A (en) | Retinol binding protein detection kit, preparation method and use method thereof | |
| Kaneko et al. | Spot test of urinary protein using Erythrosin B and a membrane film | |
| CN103983624A (en) | Fluorescence method for determining the chemical oxygen demand | |
| RU2762994C1 (en) | Quantitative analysis of composition of indicators for geophysical studies in reservoir water with their combined presence | |
| US11768160B2 (en) | Multiparameter standard solution for water-quality analysis | |
| West et al. | Direct spectrophotometric determination of chloride ion in water | |
| US11022557B2 (en) | Test kit for detecting arsenic |