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1、离子色谱分析地层水应用研究刘海波刘海涅李扬（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部，河北燕郊，101149）摘要：应用离子色谱的方法测定了电缆地层测试取样获得的渤海某井两个深度的水样品中的阴离子F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、HPO43-、SO42-和阳离子Li+、Na+、NH4+、K+、Ca22+、Mg22+、Sr22+的离子含量。针对离子色谱在分析地层水离子含量的应用进行了简单的探讨，认为该技术在判断油田水水型和指导钻井液调配方面具有很好的应用前景及价值。关键词：离子色谱；地层水1.引言地层水化学成分是地质历史时期复杂的沉积和构造演化的产物。因此，通过地层水化学成分及其变化可
2、以反演沉积盆地的沉积和构造演化特征，从而有利于认识油气的生成、运移、聚集和保存条件（1）。地层水的活动及其性质直接或间接指示盆地流体系统的开放性和封闭性，地层水化学特征能直接反映油气保存条件的好坏。http://www.sepu.net研究地层水和注入水的成分，在油田上可以判断注入水和地产水是否配伍，预测注入水是否引起地层伤害，还可以应用到以下领域：判断地层水水型、追踪注入水的运移路径、预测地表和井下设备的结垢趋势、腐蚀监测和预测、环境保护等(2)。分析油田地层水和注入水对油田生产具有非常重要的意义。http://www.sepu.net/Shop/Product/Product_5721
3、09.shtml离子色谱法不仅操作简单,分析速度快,检测限低,灵敏度高,重现性好,而且能够实现多成分同时分离定量,特别是对阴离子的价态形态分析的突出优点（3）,因此,本文选择用离子色谱法分析地层水样品中的阴阳离子。2.实验实验仪器:瑞士Metrohm公司792型通用离子色谱仪,6.1006.520MetrosepASupp5型阴离子柱和6.1050.420MetrosepC4型阳离子柱,保护柱,抑制器,电导检测器,20μL进样环。http://www.sepu.net/Shop/Product/Product_787382.shtml分析过程中使用的化学试剂均为分析纯。离子色谱分析条件为:
4、(1)阴离子体系:3.2mMol/LNa2CO3+1.0mMol/LNaHCO3为淋洗液,经0.22μm滤膜过滤并脱气,流速0.7mL/min,再生液为3.2mMol/LH2SO4。http://www.sepu.net/Shop/Product/Product_357013.shtml(2)阳离子体系:1.7mMol/LHNO3+0.7mMol/L吡啶二羧酸为淋洗液,经0.22μm滤膜过滤并脱气,流速0.9mL/min。由于地层水中各种离子的浓度很高,超出色谱柱的线性工作范围，因此进样前需要进行稀释。3结果与讨论3.1标准样品色谱图在上述色谱条件下对阴阳离子的不同浓度的混合标准样品进行分
5、析,建立标准校正表。3.2校正曲线与精密度及检测限配制阴离子F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、HPO43-、SO42-的4种不同浓度的标准系列混合溶液，和阳离子Li+、Na+、NH4+、K+、Ca22+、Mg22+、Sr22+的3种不同浓度的标准系列混合溶液。其中阴离子中Cl-为80、40、20、10mg/L,F-、NO2-、Br-、NO3-、HPO43-为20、10、5、2.5mg/L,SO42-为40、20、10、5mg/L。阳离子中Na+为60、30、15mg/L其它阳离子Li+、NH4+、K+、Ca22+、Mg22+和Sr22+均为4、2、1mg/L。在上述色谱条件下测定,
6、根据峰面积积分得到校正曲线,同时也测定了各离子相对标准偏差,结果见表1。从结果可以看出,各离子测量结果与标准值的相关系数均大于0.999,相对标准偏差都小于3%,表明该方法线性良好,精密度高。表1保留时间、校正曲线、相关系数、相对标准偏差3.3地层水取样实验测定在渤海某生产井取到油水混合样品，首先对样品进行油水分离，加热静止后取下层清液进行实验，用瑞士万通英蓝超滤技术（0.20μm的滤膜）过滤样品。3.3.1阴阳离子测定将过滤后的样品稀释100倍后进行测定。按照测试条件重复测量三次，谱图如下。3.3.2测定样品的重复性由表2可知，样品的重复性良好。4研究应用目前，我们已经成功地将这套离子色
7、谱仪器应用到分析地层水的离子含量中。根据测得各种离子浓度的组合关系按照苏林分类法（表3）可将地层水分为氯化钙型、碳酸氢钠型、硫酸钠型和氯化镁型4种类型（2）。根据苏林分类计算，该井地层水样品为碳酸氢钠水型。备注：各组分以mmol/L为单位。参考文献：(1)曾溅辉等，塔里木盆地塔中地区地层水化学特征及其石油地质意义.石油与天然气地质2008-2（29）；(2)油田水分析方法SYT5523—2006；(3)牟世芬,刘克纳.离
