水分析基礎知識(第二章油田水分析)課件

第二章油田水分析

第一節(jié)概論

一、油田水分析的意義和重要性1.水的重要性水是人類生活和生產的重要組成部分。水是工業(yè)上使用的最重要的原料。水是油田生產最重要的資源。第二章油田水分析第一節(jié)概論12.油田水對油田開發(fā)的影響

所謂油田水，是指油田在開發(fā)的過程中所使用和開采出來的水的總稱，它主要包括地下水、地面水以及經過處理后可以作為注水水源的其他水，如含油污水、生活污水、化工污水等。

2.油田水對油田開發(fā)的影響所謂油田水，是2開發(fā)早期：水從地層中帶出開發(fā)中期：注水增加地層壓力開發(fā)晚期：注水和三次采油并重

隨著油田注水的進行帶來了兩個問題。一是注入水的水源問題，人們希望得到能提供供水量大而穩(wěn)定的水源；二是原油含水量不斷上升，含油污水量越來越大，污水的排放和處理是個大問題。

開發(fā)早期：水從地層中帶出3二、油田注水水質要求

1.油田注水水質指標的建立為了保證油田開發(fā)的順利進行，防止油田注水對生產設施和地層的破壞，國內外對油田注水的水質有一定的要求，而且某些要求還比較嚴格。

二、油田注水水質要求1.油田注水水質指標的建立42.國外油田水質標準目前世界各個產油國家分別對油田注水制訂了相應的標準，但是由于各地的水質情況、地層條件以及工藝設備的不同，至今國內外對注水水質還沒有一個統(tǒng)一的全面的標準。

2.國外油田水質標準5表2-1國外部分油田注水水質的要求

油田名稱固體懸浮物溶解氧鐵伊朗馬龍油田＜1ppm

北海福蒂斯油田

＜0.05ppm0.5-lppm迪拜法特油田11＜0.02ppm0.5-lppm前蘇聯(lián)＜lppm

＜0.5ppm(以Fe203計)沙特阿拉伯加瓦爾油田＜0.2ppm(粒徑為2微米以下)

表2-1國外部分油田注水水質的要求油田名稱固體懸浮6

3.國內油田水質標準我國石油行業(yè)針對油田的不同情況，考慮到各油田注水水源復雜多變，各油田油層的物理化學性質及結構相差較大，只依靠2-3項指標往往不能很好控制注水水質，因此原石油工業(yè)部早期臨時制訂了一些初步的注水水質標準，見表2-2。

3.國內油田水質標準7表2-2原石油工業(yè)部早期注水水質標準

水質項目指標要求機械雜質＜2毫克/升鐵＜0.5毫克/升氧＜0.1毫克/升硫化氫0.1-0.2毫克/升二氧化碳0.5毫克/升油30毫克/升細菌硫酸鹽還原菌＜5菌落/毫升腐生菌＜200菌落/毫升鐵細菌＜100菌落/毫升PH6.5-8.5表2-2原石油工業(yè)部早期注水水質標準水質項目指標要8

隨著油田開發(fā)的不斷進行，石油行業(yè)在原來的標準基礎上于1988年又建立了新的標準，即《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》(SY5329-88)。而目前使用的標準《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》(SY/T5329-94)是在1988年制訂的標準的基礎上經過修訂而成。該標準的主要控制指標見教材71頁表2-3。

隨著油田開發(fā)的不斷進行，石油行業(yè)在原來的標準基礎9

新的標準和1988年制訂的標準相比，主要指標減少了膜濾系數(shù)、溶解氧、硫化氫、侵蝕性二氧化碳、總鐵等指標，同時增加了點腐蝕、鐵細菌兩相指標。懸浮固體顆粒直徑體積百分比改為中值。新的標準將溶解氧、硫化氫、侵蝕性二氧化碳、鐵、pH值等指標作為油田注水輔助性指標。實際上膜濾系數(shù)是懸浮固體和懸浮物顆粒直徑中值的具體體現(xiàn)。

新的標準和1988年制訂的標準相比，10注水水質基本要求：1)水質穩(wěn)定，與油層水相混不產生沉淀；2)水注入油層后不使粘土礦物產生水化膨脹或懸濁；3)水中不得攜帶大量懸浮物，以防止堵塞注水井滲透端面及滲流孔道；4)對注水設備腐蝕性小；5)當采用二種水源進行混合注水時，應首先進行室內實驗，證實二種水配伍性好，對油層無傷害才可注入；6)評價注水水源確定水質應按補充件要求進行(補充件的主要要求是通過測定水中各種離子組分含量和水質物理性能來評價水質)。

注水水質基本要求：1)水質穩(wěn)定，與油層水相混不產生沉淀；11為了充分了解油田水的水質，石油行業(yè)又制訂了水質分析標準--《油田水分析方法》(SY/T5523-92)。在這項標準中規(guī)定了油田水成分分析的標準方法。該標準目前已經過修訂，標準號為SY/T5523-2000。為了充分了解油田水的水質，石油行業(yè)又制訂了水質分析12目前石油行業(yè)針對油田水質分析正在實施的兩項標準:

一是SY/T5329-1994《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》，是針對油田水的性質以及對油田注水過程中的質量控制而制訂的。二是SY/T5523-2000《油田水分析方法》，是對于油田水質的組分分析和水質綜合評價而制訂的。目前石油行業(yè)針對油田水質分析正在實施的兩項標準:一是SY/13三、油田注水水質指標的含義和對生產的影響上述油田注水水質指標中，每一項指標都包含一定的意義，這也正是需要控制這些指標的原因。結合油田水中常見的離子成分，根據(jù)油田水對油田生產影響，可以將注水指標和組分指標分為腐蝕、結垢和處理效果評價三類指標。

三、油田注水水質指標的含義和對生產的影響141.腐蝕類

油田水對生產設備的腐蝕主要是對金屬的腐蝕，這種腐蝕是電化學腐蝕，按腐蝕的范圍可分為全面腐蝕和局部腐蝕。反映腐蝕情況的指標主要有平均腐蝕率、點腐蝕、鐵細菌、硫酸鹽還原菌、氯離子、溶解氧、硫化物、侵蝕性二氧化碳、鐵等。這些指標中平均腐蝕率和點腐蝕直接反映出油田水的腐蝕狀況，其它指標是造成腐蝕的主要原因。1.腐蝕類油田水對生產設備的腐蝕主要是對金屬的腐蝕151.1平均腐蝕率。它是油田水的腐蝕能力的具體指標。它直接反應出水質的腐蝕能力和腐蝕強度。它反映的是對金屬設施的全面腐蝕。1.2點腐蝕。點腐蝕是一種特殊的局部腐蝕，它的發(fā)展可以導致金屬上產生小孔。主要引起管線的穿孔。

1.1平均腐蝕率。它是油田水的腐蝕能力的具體指標。它直接反應161.3鐵細菌。能從氧化二價鐵中得到能量的一群細菌，形成的氫氧化鐵可在細菌膜鞘的內部或外部儲存。鐵細菌的含量高，形成的氫氧化鐵沉淀會造成地層的堵塞，同時鐵細菌的存在會在鋼管或鋼水罐內壁形成腐蝕瘤。1.4硫酸鹽還原菌(SRB)。硫酸鹽還原菌是指在一定條件下，能夠將硫酸根離子還原成二價硫離子，進而形成副產品硫化氫，對金屬有很大的腐蝕作用的一類細菌。腐蝕反應過程中產生硫化鐵沉淀，可造成管線的堵塞。1.3鐵細菌。能從氧化二價鐵中得到能量的一群細菌，形成的氫氧171.5水中有溶解氧時可加劇腐蝕。1.6侵蝕性二氧化碳含量為零時此水穩(wěn)定，大于零時此水可溶解碳酸鈣并對注水設施有腐蝕作用，小于零時有碳酸鹽沉淀出現(xiàn)。1.7系統(tǒng)中硫化物增加是細菌作用的結果。硫化物含量過高也會導致水中懸浮物增加。1.5水中有溶解氧時可加劇腐蝕。181.8鐵。地層水中天然的鐵的含量很低，因此在水系統(tǒng)中鐵的存在并達到一定含量時，通常則標志存在著金屬的腐蝕。在水中的鐵可能以高鐵(Fe3+)或低鐵(Fe2+)的離子形式存在，也可能作為沉淀出來的鐵化合物懸浮在水中，故通?？捎描F的含量來檢驗或監(jiān)視腐蝕情況。應當注意，沉淀出來的鐵化合物還會引起地層的堵塞。1.8鐵。地層水中天然的鐵的含量很低，因此在水系統(tǒng)中鐵的存在191.9氯離子。在采出水中氯離子是主要的陰離子。氯離子的主要來源是氯化鈉等鹽類，因此有時水中氯離子濃度被用來作為水中含鹽量的度量。此外，由于氯離子是一個穩(wěn)定成分，因此它的含量也是鑒定水質的較容易的方法之一。氯離子可能造成的影響，主要是隨著水中含鹽量的增加，水的腐蝕性也增加。因此，在其他條件相同的情況下，水中氯離子濃度增高就容易引起腐蝕，尤其是點腐蝕。

1.9氯離子。在采出水中氯離子是主要的陰離子。氯離子的主要來202.結垢類

油田水由于組成復雜，在注水過程中會產生結垢情況，而結垢會導致管線和地層的堵塞。反映油田水結垢情況的指標主要有：懸浮固體、懸浮物顆粒直徑中值、腐生菌、鈣、鎂、鋇、碳酸根、重碳酸根、硫酸根等。其中懸浮固體和懸浮物顆粒直徑中值直接反映油田水的結垢和堵塞的情況，其它指標則反映了油田水造成堵塞的原因。2.結垢類油田水由于組成復雜，在注水過程中會產212.1懸浮固體。懸浮固體通常是指在水中不溶解而又存在于水中不能通過過濾器的物質。在已知體積的油田水中，用薄膜過濾器過濾出來的固體含量是估計水的結垢堵塞趨勢的一個重要依據(jù)。懸浮固體含量高，說明水中不溶解的物質多，在注入地層后，會沉積在地層中，堵塞地層，使原油無法開采，同時懸浮團體也會沉積在注水井的管壁中，使管徑變窄，使注水量達不到要求。2.2懸浮物顆粒直徑中值。顆粒直徑中值是指水中顆粒的累計體積占顆?？傮w積50%時的顆粒直徑。顆粒直徑中值越大，堵塞地層的可能性就越大，對地層的影響也就越大。2.1懸浮固體。懸浮固體通常是指在水中不溶解而又存在于水中不222.3腐生菌。在某些特定環(huán)境下，很多細菌都可以形成粘膜附著在設備或管線內壁上，也有些懸浮在水中，凡是能形成粘膜的細菌，我們稱之為腐生菌。它是好氣異養(yǎng)菌的一種。由于許多油田水都能滿足它的生長需要，因此腐生菌的存在極其普遍，它們產生的粘液與鐵細菌、藻類、原生動物等一起附著在管線和設備上，造成生物垢，堵塞注水井和過濾器，同時也產生氧濃差電池而引起腐蝕。2.3腐生菌。在某些特定環(huán)境下，很多細菌都可以形成粘膜附著在232.4鈣。鈣離子是油田水的主要成分之一，有時它的濃度比較低，但有時它的含量可高達30000毫克/升。鈣離子對油田水的影響也是重要的，因為它能很快地與碳酸根或硫酸根離子結合，并沉淀生成附著的垢或懸浮固體，因此通常是造成堵塞的主要原因之一。2.5鎂。鎂離子的作用與鈣離子的作用相近。通常鎂離子濃度比鈣離子低得多，但鎂離子與碳酸根離子結合也會引起結垢和堵塞問題。不同的是通常碳酸鎂引起的結垢和堵塞不如碳酸鈣那樣嚴重，此外，硫酸鎂是可溶解的而硫酸鈣則不溶解。2.4鈣。鈣離子是油田水的主要成分之一，有時它的濃度比較低，242.6鋇。鋇離子由于能與硫酸根離子結合生成硫酸鋇，而硫酸鋇是極其難溶的，甚至少量硫酸鋇的存在也能引起嚴重的堵塞。與此類似，油田水中的鍶離子也會導致嚴重結垢和堵塞，但通常鋇含量在油田水中含量很低。2.7碳酸根。由于它能與鈣、鎂、鋇等生成不溶解的水垢，會造成管線和地層的堵塞。2.6鋇。鋇離子由于能與硫酸根離子結合生成硫酸鋇，而硫酸鋇是252.8重碳酸根。由于它能與生成鈣、鎂形成重碳酸鹽，該鹽在一定條件下可以轉化為不溶的碳酸鹽，形成不溶解的水垢，造成管線和地層的堵塞。2.9硫酸根。由于硫酸根離子能與鈣，尤其是與鋇生成不溶解的水垢，因此硫酸根離子的含量在油田水中也是值得注意的一個問題。2.8重碳酸根。由于它能與生成鈣、鎂形成重碳酸鹽，該鹽在一定263.處理效果

含油這項指標主要反映油田采出水處理效果。含油是指在酸性條件下，水中可以被汽油或石油醚萃取出來的物質，稱為石油類。含油量的高低，直接反映了油在水中的含量。對于采出水來講含油量越高，說明原油的采出量越大，油田注水的效果越好；但對于回注水來講含油量越高，說明含油污水處理效果越差，對環(huán)境的影響越壞，同時說明在原油開采的過程中資源的浪費也越大。

3.處理效果含油這項指標主要反映油田27上面所分的三類說明主要是便于理解這些指標的意義，但是一些指標的作用不可完全按上述歸類，例如硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌即可腐蝕又可結垢，同時以上所有指標也都可以部分反映油田水處理的效果。正因為這些指標與油田水質的好壞以及對油田生產造成的影響較大，因此如何準確分析這些指標就尤其重要。上面所分的三類說明主要是便于理解這些指標的意義，28四、油田水分析方法簡介目前油田水分析方法是多種多樣的，針對分析指標的不同可分為重量法、滴定法、比色法、離子色譜法、電極法、原子吸收光譜法等，但歸結起來可以分為兩類方法，即化學分析和儀器分析?；瘜W分析包括重量法、滴定法等，儀器分析包括比色法、離子色譜法、電極法、原子吸收光譜法等。對于油田水常用的指標來講，可采用的方法詳見表2-4。四、油田水分析方法簡介目前油田水分析方法是多種多樣29五、油田水分析的注意事項

油田水成分復雜，水質本身受外界因素的干擾而變化較大，在取樣、樣品保存和測定的過程中，在一個環(huán)節(jié)上稍有失誤就可能導致最終結果的錯誤。為此必須要充分了解分析中可能存在哪些誤差、誤差的來源以及如何減小誤差。只有在整個全過程中都能嚴格遵守油田水分析的操作規(guī)程，才會獲得真實的結果。但是油田水整個分析過程是十分復雜的，為了減小分析誤差，獲得可靠的實驗數(shù)據(jù)，在油田水的分析過程中需要注意以下幾方面的問題:五、油田水分析的注意事項油田水成分復雜，水質本身301.取樣1.1取樣容器的選取1.1.1玻璃器皿由于對酸堿及其它化學試劑有一定的耐腐蝕性能，并且具有一定的耐熱性能，同時由于無色透明便于觀察試樣及其變化，因此廣泛用于水質樣品的采集，但易破裂，不適用于運輸。適用于油田水中懸浮固體、懸浮顆粒直徑中值、平均腐蝕率、含油、細菌類、溶解氧、硫化物、侵蝕性二氧化碳、pH值以及油田水中陰陽離子成分等指標的取樣分析。1.取樣1.1取樣容器的選取311.1.2塑料器皿由于耐沖擊又輕便，對于許多試劑都穩(wěn)定，但由于吸附有機物且耐熱性能較差，因此不適用含油、細菌類指標的取樣。特別適用于水中微量的金屬元素取樣分析。

1.2取樣量的選取取樣量通常為樣品正常測定所需樣品用量的2-3倍，以利于對樣品測定結果復查。1.1.2塑料器皿由于耐沖擊又輕便，對于許多試劑都穩(wěn)定，但由321.3取樣過程取樣過程中，首先選取的樣品要有代表性，在油田管網中取樣時樣品應預先暢流3min后取樣，以使管線末端的殘留水放凈。細菌取樣應用滅好菌的取樣瓶直接取樣。取樣測定含油時不得用所取樣品沖洗，應直接取樣。其它指標取樣時應用所取水樣清洗取樣容器。對于溶解氧、硫化物等指標在取樣時應加入固定劑，防止樣品組分損失。1.3取樣過程332.樣品的保存時間和保存方法

對于水中各項指標的測定，保存時間越短越好，可以減少組分的損失，同時減少水中物質在條件變化后，改變原來的性質。合理的保存方法可以減少組分的損失和不改變水質原有的性質。具體保存時間和保存方法見表2-5。

2.樣品的保存時間和保存方法對于水中各項指標343.樣品的測定樣品在測定過程中，必須注意以下方面的問題。3.1測定前的準備在所有測定開始之前，必須熟悉標準，熟練操作步驟，了解測定的全過程。同時檢查所用儀器和所用試劑的有效性。

3.樣品的測定樣品在測定過程中，必須注意以下方面的353.2樣品的測定3.2.1按樣品的分析步驟逐步進行，不可隨意取消或增加操作步驟。3.2.2樣品的測定必須要由同一分析人測定兩個或兩個以上的平行樣品。測定平行樣品有助于減小隨機誤差。同時它是對測定精密度的檢查。3.2.3為保證測定結果的準確性，在分析過程中要進行全程序空白試驗值的測定。全程序空白實驗值是以純水代替實際樣品，并完全按照實際樣品的分析程序同樣操作后所測得的試驗值。全程序空白實驗值的大小及分散程度，對分析結果的精密度和方法的檢出限都有很大影響，并在一定程度上反映了一個實驗室及分析人員的水平。3.2樣品的測定3.2.1按樣品的分析步驟逐步進行，不可隨意36

在油田水的分析過程中，只有對分析的全過程進行全面的質量控制，才能取得真實有效的結果。盡管在油田水質的具體項目分析測試過程中，每種不同的指標有不同的誤差來源，但是無論是何種油田水在測定過程中都必須要了解測定原理，熟練操作方法，控制和減小誤差，才會獲得真實的測定結果。在油田水的分析過程中，只有對分析的全過程進37第二節(jié)懸浮固體含量的測定

一、油田注水中懸浮固體的含義

水中的固體含量包括懸浮固體和溶解性固體。懸浮固體通常是指在水中不溶解而又存在于水中且不能通過過濾器的物質。但不包括水中的油含量及偶然進入水體的草根之類的物質。

第二節(jié)懸浮固體含量的測定一、油田注水中懸浮固體的含義38二、油田水中懸浮固體的來源水通常被稱為萬能溶劑，它能溶解大部分的無機物，油田上大部分水處理問題都是由這一特性引起的。含油污水中的懸浮固體主要是來自于水從地下帶出的地層砂、系統(tǒng)中形成的垢的顆粒、腐蝕產物、細菌等。地面水中的懸浮固體主要來自地面的泥砂、工業(yè)及生活用水中的各種污染物。

二、油田水中懸浮固體的來源水通常被稱為39三、懸浮固體對油田水的影響

目前石油開采基本采用水驅油的方法，水中懸浮固體的含量是水對注采系統(tǒng)堵塞趨勢的一個重要依據(jù)。懸浮固體的增加使水渾濁，降低透明度，超過一定量時，能夠使管線堵塞、地層堵塞，直接影響油層的開采環(huán)境，因此，準確測定懸浮固體的含量對油田生產具有重要的意義。

三、懸浮固體對油田水的影響目前石油開40四、測定懸浮固體含量的方法及特點懸浮固體含量的測定方法主要依據(jù)重量法原理。懸浮固體是水經過濾所得。因此，所采用的過濾材料的濾孔大小對測定結果有很大影響。根據(jù)過濾材料選取的不同分為濾膜法、濾紙法、石棉坩堝法、離心分離法。各種方法的特點見表2-6。

四、測定懸浮固體含量的方法及特點懸浮固體含量的測41五、標準方法

1.原理該方法系讓通過已稱至恒重的濾膜，根據(jù)過濾水的體積和濾膜的增重計算水中懸浮固體的含量。2.設備及材料見教材80頁。五、標準方法1.原理423.水樣采集將一段乳膠管或塑料管接到閥門上，打開閥門，最少讓水流一分鐘。注意看水的顏色是否變化，如有變化，就要等到顏色保持不變?yōu)橹?。另外，在閥門和管線的底部可能有一些臟物，在取樣前必須把它沖洗干凈。取樣時把軟管的一端插入瓶底，使水從瓶中漫出，迅速蓋好瓶蓋，以免水與空氣接觸發(fā)生變化，影響測定結果。

3.水樣采集434.分析步聚4.1將濾膜放入蒸餾水中浸泡30min后，用鑷子(不要用尖鑷子，這樣容易弄破濾膜)夾起濾膜，用洗瓶反復沖洗3-4次，在清洗過程中，不要用手拿濾膜，以免影響過濾效果。4.2清洗后的濾膜放在平皿里，放入微波爐中，在70℃下烘3min(或在烘箱中，90℃下烘30min)，取出后放入干燥器冷至室溫，一般30min左右，稱重。重復以上操作，直至恒重(二次稱量差小于0.2mg)。4.分析步聚4.1將濾膜放入蒸餾水中浸泡30min后，用鑷子444.3將欲測水樣裝入微孔薄膜過濾器中。4.4將已恒重的濾膜用水潤濕裝到微孔濾器上。4.5用氮氣加壓，使薄膜過濾試驗儀內壓力保持在0.1-0.15MPa(壓力對測定結果有很大影響，測定時一定控制好壓力，起始壓力我們通常控制在0.15MPa)，打開閥門過濾水樣，并記錄流出體積。4.3將欲測水樣裝入微孔薄膜過濾器中。454.6用鑷子從濾器中取出濾膜并烘干，裝入懸浮固體試驗裝置，用汽油沖洗濾膜直到濾液無色為止(至少洗4次)(若水樣不含油，可省去)，再用蒸餾水洗濾膜至水中無氯離子(鑒別有無氯離子可將0.01mol/L硝酸銀滴入過濾水中，看是否有白色混濁物，如不能確定，可滴一滴鉻酸鉀，看滴入硝酸銀的過濾水是否呈紅色，若呈紅色，說明有氯離子，需繼續(xù)用蒸餾水洗濾膜)。4.7將濾膜烘干，稱重，直至恒重。4.6用鑷子從濾器中取出濾膜并烘干，裝入懸浮固體試驗裝置，用464.8計算結果式中:Cx----懸浮固體含量，mg/L；mg----試驗前濾膜質量，mg；mh----試驗后濾膜質量，mg；Vw----通過濾膜的水樣體積，L。

4.8計算結果475.注意事項

5.1若水樣懸浮固體含量較低，則應增加過濾水樣的體積；5.2樹枝、水草等雜質應從水樣中去除；5.3水樣粘度高時，可加2-4倍蒸餾水稀釋，振蕩均勻，待沉淀物下降后再過濾。

5.注意事項5.1若水樣懸浮固體含量較低，則應增加過濾水樣48第三節(jié)懸浮固體顆粒直徑中值的測定

一、懸浮固體顆粒直徑中值的含義顆粒直徑中值是指水中顆粒的累積體積占顆粒總體積50%時的顆粒直徑。通常將懸浮固體用至少使它保持原特征而近似成球形來描述，在注入水中固體顆粒直徑的范圍是在l微米至幾百微米之間。

第三節(jié)懸浮固體顆粒直徑中值的測定一、懸浮固體顆粒直徑中49二、懸浮固體顆粒直徑中值的來源與懸浮固體的來源相同。三、油田水中懸浮固體顆粒直徑中值對油田生產的影響在懸浮固體含量相同的情況下，顆粒直徑中值大的懸浮固體含量越多，油田水中的管線堵塞、地層堵塞情況越嚴重；另外，測定水中懸浮固體顆粒直徑中值，也可了解水處理系統(tǒng)的運行情況，因此，準確檢測油田水中懸浮固體顆粒直徑中值有著重要的意義。二、懸浮固體顆粒直徑中值的來源50四、懸浮固體顆粒直徑的測定方法及特點

1.顯微鏡方法可見顯微鏡的使用大概是用于檢測油田水中顆粒的最原始的傳統(tǒng)方法。它是測定顆粒大小、分布的相當慢的方法，如果顆粒分布測定在統(tǒng)計上是有效的，則許多顆粒必須被檢測出。該方法通常較多用于測定顆粒的形狀和性質，并得出粒徑范圍。掃描電鏡與傳統(tǒng)的顯微鏡相比，掃描電鏡有更大的放大倍數(shù)，但測定的過程很繁瑣。四、懸浮固體顆粒直徑的測定方法及特點1.顯微鏡方法512.庫爾特計數(shù)器采用一恒定電流通過針孔從陽極流到陰極，當非導電顆粒通過針孔時，引起兩個電極之間電阻的變化，電阻與顆粒的體積成正比。電阻的變化導致電壓脈沖變化，用電子儀器計算和記數(shù)，從而得出粒徑分布情況。其測定范圍0.5-400um。

2.庫爾特計數(shù)器523.光散射計數(shù)器是采用光散射或光障礙原理來檢測水中的顆粒的。水流過傳感器元件，并使每個顆粒在傳感器中穿過強烈的光束，它能散射出光.這種儀器能測定出每個光散射的脈沖的數(shù)量，該量與顆粒的表面積成正比，儀器所給出的顆粒直徑就是與實際顆粒表面積相同的球形顆粒直徑，測定范圍2-900um。另一種類型的用光散射測定顆粒大小的檢測器依據(jù)的是相同的原理，但使用的是一個激光器作為光源，測定范圍0.04-2000um。目前油田多采用庫爾特計數(shù)器來測定水中懸浮固體顆粒直徑即SY/T5329-94中懸浮固體顆粒中值的測定。3.光散射計數(shù)器53五、標準方法

1.儀器、材料和試劑(見教材83頁)2.分析水樣前的準備工作2.1配制電解質溶液:稱取分析純氯化鈉20g置于燒杯中，加入蒸餾水1000mL使其溶解，用孔徑0.2-0.45um的濾膜過濾，使水中顆粒符合測定要求。2.2選用合適的小孔管和適宜的標準顆粒對儀器進行校正。校正方法詳見儀器說明書。2.3懸浮顆粒含量較高的水樣，用配制好的電解液稀釋。五、標準方法1.儀器、材料和試劑(見教材83頁)543.分析步驟

3.1取水樣150-200mL直接放在樣品架上。3.2將取樣方式開關指向壓力計(含有懸浮固體顆粒的水樣需要靠外力通過側孔)，同時選擇進樣體積開關使之指向需要的體積。3.3按照儀器操作規(guī)程進行操作。

3.分析步驟3.1取水樣150-200mL直接放在樣品架上554.打印內容

4.1每一個通道(顆粒直徑范圍)的顆粒數(shù)目與顆粒體積百分數(shù)；4.2水樣中的顆粒總數(shù)目；4.3取樣時間；4.4各通道(顆粒直徑范圍)的累計顆粒數(shù)目與累計體積百分數(shù)。

4.打印內容4.1每一個通道(顆粒直徑范圍)的顆粒數(shù)目與顆565計算結果

5.1原水樣中每個通道(顆粒直徑范圍)的顆粒數(shù)目按下式計算:

式中:：N----原水樣中每個通道的顆粒數(shù)目，個/mL；n----分析測得的每個通道Vy體積中的顆粒數(shù)目，個；Vy----壓力計取樣體積，uL；Vs----杯中加入被測水樣體積，mL；Vd----杯中加入電解質溶液體積，mL5計算結果5.1原水樣中每個通道(顆粒直徑范圍)的顆粒數(shù)目575.2水樣中顆粒體積計算:5.2.1每個通道顆粒體積按下式計算:V=10-3·D3·π·N/6式中:V----每個通道所含顆粒體積，mm3/m3；D----對應通道的顆粒直徑，um；N----對應通道的顆粒數(shù)，個/mL。

5.2水樣中顆粒體積計算:585.2.2水樣中顆?？傮w積按下式計算:

ΣV=V1+V2+V3+...+V16式中：ΣV----顆?？傮w積，mm3/m3；V1，V2，...，V16----各個通道的顆粒體積，mm3/m3

5.2.3顆粒直徑中值的確定：以顆粒直徑為橫坐標，顆粒累加體積百分數(shù)為縱坐標作圖，在圖上顆粒累加50%時所對應的直徑為顆粒直徑中值。5.2.2水樣中顆?？傮w積按下式計算:596.注意事項

使用儀器測定顆粒時，若儀器可自動將測出的顆粒體積累加到100%，那么測出的顆粒體積分布可直接由儀器打印出來.當水中顆粒較少，儀器累加達不到100%時，可采用計算機，運用式5.2.1和5.2.2計算每個通道的顆粒體積V與總體積ΣV的比值，再用累加的辦法得出來。6.注意事項60第四節(jié)平均腐蝕率的測定

一、腐蝕的含義

自然界的金屬大部分都是金屬的氧化物或鹽類，冶煉純金屬需要耗用大量能量，這個能量被“貯存”起來，就成為使金屬恢復原來的狀態(tài)一氧化物或鹽類所需的推動力。這就意味著，金屬與其周圍環(huán)境相比，在大多數(shù)情況下，是不穩(wěn)定的，有轉化為其原來較低能量狀態(tài)的自然趨勢，這種轉化趨勢稱為腐蝕。腐蝕是一種電化學過程。第四節(jié)平均腐蝕率的測定一、腐蝕的含義61二、影響腐蝕速度的因素1.pH值：水的腐蝕性通常隨著pH值的降低而升高。在較高的pH值下，金屬表面上形成保護性垢，可防止或減輕進一步腐蝕，但垢下可能會形成一定的點腐蝕。2.溶解氧：氧氣腐蝕機理：陽極反應:Fe→Fe2++2e陰極反應:O2+2H2O+4e→4OH-合并為:4Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)3↓由于氧容易與陰極上的電子結合，因此，在大多數(shù)情況下，氧能加劇腐蝕速度。在水中含有CO2和H2S情況下，即使水中只有微量氧，也會增大兩者的腐蝕性。二、影響腐蝕速度的因素1.pH值：水的腐蝕性通常隨著pH值的623.溶解的二氧化碳：二氧化碳溶解于水生成碳酸，使水的pH值降低，腐蝕速率增加。二氧化碳的腐蝕性沒有氧的腐蝕性強，但常能造成點腐蝕。CO2+H2O→H2CO3Fe+H2CO3→FeCO3+H23.溶解的二氧化碳：二氧化碳溶解于水生成碳酸，使水的pH值降634.溶解的硫化氫：硫化氫極易溶解于水，溶解以后成為弱酸。H2S+H2OHS-+H++H2O腐蝕反應:Fe+H2S+H2O→FeS+H2+H2O腐蝕生成的FeS極難溶解，常常粘附在管壁上形成垢。FeS是一種良導體，對于垢下的鋼來說，F(xiàn)eS是陰極。這樣，在鋼與FeS之間就形成了一對電偶，使垢下的缺陷處產生加速腐蝕的傾向，通常引起深的點蝕。H2S和CO2結合起來比單一的H2S腐蝕性更大。

4.溶解的硫化氫：硫化氫極易溶解于水，溶解以后成為弱酸。645.硫酸鹽還原菌：在油田注水系統(tǒng)中，硫酸鹽還原菌能將水中硫酸根中的硫還原成負二價硫離子，生成副產物硫化氫，從而引起腐蝕。另外，隨著溫度、壓力和流速的升高，腐蝕速度加快。硫酸鹽還原菌在水系統(tǒng)中產生硫化氫，也是導致腐蝕的重要原因。5.硫酸鹽還原菌：在油田注水系統(tǒng)中，硫酸鹽還原菌能將水中硫酸65三、腐蝕對油田生產的影響在油田生產中，很多系統(tǒng)都是由金屬材料構成的。金屬材料的腐蝕能夠造成一些位置穿孔，斷裂，使系統(tǒng)中的流體大量流失。不僅污染了環(huán)境，同時也影響了生產進度，嚴重時甚至需要停產維修，造成了很大經濟損失。因些，準確測定平均腐蝕率對油田生產有著重要的意義。

三、腐蝕對油田生產的影響在油田生產中，66四、測定腐蝕率的方法

測定腐蝕率的方法見表2-7。根據(jù)上述方法的特點，通常用掛片法即SY/T5329-94中平均腐蝕率的測定方法。

四、測定腐蝕率的方法測定腐蝕率的方法見表2-7。67五、標準方法

1.原理將試片懸掛在注水體系內，在正常生產條件下，30±2d后取出，根據(jù)試驗前后試片的損失量計算平均腐蝕率。2.材料及試劑見教材87頁。五、標準方法1.原理683.試片的加工3.1材質應以現(xiàn)場實際使用的鋼材加工成試片，一般亦可使用A3鋼。3.2試片形狀及尺寸試片采用長方形，外形尺寸i×b×hmm：76×13×1.5，在一端距邊線10mm處鉆一直徑為8mm小孔并打號。3.3試片加工要求試片經刨、磨工序使其表面粗糙度Ra為0.63-1.25um。3.試片的加工694.準備工作4.1用游標卡尺測量試片尺寸并計算表面積。4.2用石油醚脫脂，再用無水乙醇清洗，取出試片用濾紙擦干，放于干燥器中4h后稱重，稱準至0.lmg。4.準備工作705.配制試片清洗液5.1稱取檸檬酸鐵銨10g，加入90mL蒸餾水使其溶解(使用時應在水浴上將溶液加熱到60℃)。5.2在5%-10%的鹽酸溶液中加1%-2%緩蝕劑(緩蝕劑濃度由空白片失重小于1mg確定)，搖勻待用。6.現(xiàn)場掛片將準備好的試片固定在試片夾座上，然后安裝到注水流程上，應使其試片側面迎著水流方向，掛片時間30±2d，具體安裝方法見相關標準附錄E。5.配制試片清洗液717.試驗后試片的處理將試片取出，用濾紙輕輕擦去油污，用丙酮洗油后放于清洗液(5.1或5.2項)中1-5min(清洗時可用毛刷輕輕刷洗)，試片清洗后用蒸餾水沖洗，再用乙醇脫水并用濾紙擦干表面，將其存放于干燥器中4h后稱重。

7.試驗后試片的處理728.計算結果

式中：F----平均腐蝕率，mm/a；mgf,mhf----試驗前、后試片質量，g；S----試片表面積，cm2；tf----掛片時間，d；ρ----試片材質密度，g/cm3。8.計算結果739.注意事項:

9.1所用的分析天平必須經過有關部門的計量檢定，合格后方可使用。9.2清洗試驗后試片的徹底與否直接與實驗結果的準確度有關，在清洗液處理后如仍不能徹底清除銹蝕，可考慮用濕布蘸取去污粉擦拭至除掉銹蝕部分。9.3為了稱重準確，干燥過程要徹底，干燥器中的變色硅膠要保持藍色，吸水變粉紅時要烘干脫水后再用。

9.注意事項:74第五節(jié)含油量的測定

一、含油量的含義水中含油量有兩類：礦物油和動植物油。我們常說的含油量是指礦物油，即石油類。油田水中含油量是指在酸性條件下，水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油類物質。二、油田水中含油量的來源主要來自油田含油污水。第五節(jié)含油量的測定一、含油量的含義75三、含油量對油田生產的影響及意義

水中含油能在油層中產生“乳狀塊”。可以成為一些固體（如硫化鐵）的良好粘結劑，從而增加了地層的堵塞程度。對水中含油量的測定還可反映水處理系統(tǒng)的能力。因此，對水中含油量的檢驗具有極重要的意義。三、含油量對油田生產的影響及意義76四、含油量的測定方法及特點

含油量測定方法及特點見表2-8。根據(jù)注水水質的情況及測定方法的特點，油田水分析采用分光光度法，即《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》水中含油量的測定方法(SY/T5329-94)。

四、含油量的測定方法及特點77五、標準方法

1.原理水中的石油類可以被石油醚、汽油、四氯化碳等有機溶劑提取，提取液的顏色深淺程度與含油量濃度呈線性關系，因此可以用比色的方法進行測定。2.儀器及試劑見教材91頁。五、標準方法1.原理783.采集水樣用一個清潔干燥的玻璃瓶取樣，樣品視含油量的多少取水，不能將樣品溢出，并迅速蓋好，不要使用乳膠管或塑料管，避免油粘附于管壁上。不能用被待取樣品清洗取樣瓶。3.采集水樣794.標準油的提取取適量(500mL左右)含油水樣置于分液漏斗中，加入一定量(一般每次加20-25ml)的石油醚或汽油，在酸性條件下(加鹽酸5ml，使水樣呈酸性)提取水中石油類，萃取液經無水氯化鈣(或無水硫酸鈉)脫水后過濾，濾液于78-80℃水浴上蒸去石油醚或汽油，即得標準油樣。5.標準油溶液的配制稱取0.5000g標準油，用汽油溶解于l00mL容量瓶內并稀釋至刻度，此溶液含油濃度為5.0mg/mL。

4.標準油的提取806.標準曲線的繪制用移液管分別吸取0.00，0.50，…，3.00mL標準油溶液置于7支50mL比色管中，用汽油稀釋至刻度并搖勻，以汽油為空白，在儀器上比色(波長430nm，比色皿3cm)，根據(jù)測得的光密度值和對應的含油量繪制標準曲線。

6.標準曲線的繪制817.分析步驟7.1將水樣移入分液漏斗中，加(l+1)鹽酸溶液2.5-5.0mL。用50mL汽油分兩次萃取水樣，每次都將清洗取樣瓶后的汽油倒入分液漏斗中并振搖1-2min；7.2將兩次萃取液都收集于50mL比色管中，用汽油稀釋到刻度，蓋緊瓶塞并搖勻，同時測量被萃取后水樣體積(應減去加鹽酸體積)，若萃取液混濁，應用無水硫酸鈉(或無水氯化鈣)脫水后再進行比色測定；7.3汽油作空白樣，在分光光度計上測其光密度值，在標準曲線上查出含量。7.分析步驟828.計算結果式中:Co---含油量，mg/L；mo---在標準曲線上查出的含油量，mg；Vw---萃取水樣體積，mL。8.計算結果839.注意事項9.1使用的器皿應避免有機物的污染。9.2水樣及空白測定所使用的溶劑應為同一批號，否則會由于空白值不同而產生誤差。9.注意事項84第六節(jié)腐生菌（TGB）、硫酸鹽還原菌（SRB）與鐵細菌的測定

一、概述1.油田水中的細菌種類水是細菌廣泛分布的天然環(huán)境，不論是地表水還是地下水，甚至雨水或雪水，都含有多種微生物，當水體受到人畜糞便、生活污水或某些工農業(yè)廢水污染時，水中細菌的數(shù)量可大量增加。細菌的種類與數(shù)量對人們日常生活以及工農業(yè)生產包括油田生產有著重大的影響，在油田水中有各種不同類型的細菌，其中對油田生產直接相關的有腐生菌、硫酸鹽還原菌和鐵細菌等。第六節(jié)腐生菌（TGB）、硫酸鹽還原菌（SRB）與鐵細菌的測852.細菌對油田生產的危害及抑制細菌的措施腐生菌屬“異養(yǎng)型”細菌，在一定條件下，它們從有機物中得到能量，產生粘性物質，與某些代謝產物累積沉淀可造成堵塞。硫酸鹽還原菌在一定條件下能夠將硫酸根離子還原成二價硫離子，進而形成副產物硫化氫，對金屬有很大的腐蝕作用，腐蝕反應中產生硫化鐵沉淀可造成堵塞。鐵細菌能從氧化二價鐵中得到能量，形成的氫氧化鐵可在細菌膜鞘的內部或外部儲存，使管道發(fā)生銹蝕。因此，在實際生產中，常常采取脫氧、加化學藥劑(如殺菌劑、抑菌劑、滅生劑)等措施抑制細菌的生長及繁殖。

2.細菌對油田生產的危害及抑制細菌的措施863.三類菌含量測定的意義細菌能給我們造成這樣多的麻煩其原因是細菌的出現(xiàn)會引起設備或注水井的腐蝕或堵塞，且能以驚人的速度繁殖。所以，為了保證油田注水達到注入用水標準，就要進行水中細菌含量的測定，這對于保障油田的正常生產有重要的意義。

3.三類菌含量測定的意義87二、水中細菌總數(shù)的測定方法簡介

細菌總數(shù)測定是測定水中需氧菌、兼性厭氧菌和異養(yǎng)菌密度的方法。因為細菌能以單獨個體、成雙成對、鏈狀、成簇等形式存在，而且沒有任何單獨一種培養(yǎng)基能滿足一個水樣中所有細菌的生理要求。所以，由此法所得的菌落可能要低于真正存在的活細菌的總數(shù)。實際上是指lmL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37℃培養(yǎng)24h后，所生長細菌菌落的總數(shù)。

二、水中細菌總數(shù)的測定方法簡介88水中細菌總數(shù)的測定主要有以下幾種方法。1.顯微計數(shù)法：將菌體用化學染料著色后，在顯微鏡下用血球計數(shù)板進行觀察計數(shù)，通過換算給出單位體積水樣中的細菌個數(shù)。此方法直觀快捷，不需進行培養(yǎng)，適用于水樣中菌量較高的情況。水中細菌總數(shù)的測定主要有以下幾種方法。892.平板培養(yǎng)法：

將水樣逐級稀釋后分別取各級稀釋液于滅菌培養(yǎng)皿中，傾注已融化并冷卻至45℃左右的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，37℃恒溫培養(yǎng)24h進行菌落計數(shù)。細菌總數(shù)以每個培養(yǎng)皿菌落的總數(shù)或平均數(shù)乘以稀釋倍數(shù)而得到。此方法適于大多數(shù)好氧菌。2.平板培養(yǎng)法：903.多管發(fā)酵法：

根據(jù)細菌能發(fā)酵乳糖、產酸產氣以及對化學染料特異性著色等特點，通過初發(fā)酵試驗、平板分離、復發(fā)酵試驗三個步驟進行檢驗。此方法適于厭氧菌。3.多管發(fā)酵法：914.濾膜法：

將水樣注入已滅菌的放有濾膜(一種孔徑為0.45um的微孔濾膜)的濾器中，經過抽濾，細菌即被截留在膜上，然后將濾膜貼于特定培養(yǎng)基(如品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基)上培養(yǎng)計數(shù)濾膜上生長的菌落總數(shù)，根據(jù)過濾水樣量換算出細菌密度。濾膜法具有高度的再現(xiàn)性，可用于檢驗體積較大的水樣，結果比多管發(fā)酵法精密。4.濾膜法：925.延遲培養(yǎng)法：

此法是將水樣在現(xiàn)場過濾后，將濾膜放置于輸送培養(yǎng)基上(這種培養(yǎng)基能保持細菌的活性但不允許它們在輸運到實驗室之前長成可見的菌落)，然后運到實驗室，在實驗室將濾膜轉移到特定培養(yǎng)基(如M-FC培養(yǎng)基)上，44.5℃培養(yǎng)24±2h后進行菌落計數(shù)。在常規(guī)的檢驗步驟不能實現(xiàn)時，例如在水樣運輸?shù)耐局胁荒鼙ＷC所要求的溫度，或者在采樣后不能在允許的時間內進行檢驗等都可應用延遲培養(yǎng)法。5.延遲培養(yǎng)法：936.細菌測試瓶法：

將水樣用無菌注射器采用絕跡稀釋法逐級注入到測試瓶中進行接種，送實驗室培養(yǎng)，根據(jù)細菌瓶陽性和稀釋的倍數(shù)，計算出水樣中細菌的數(shù)目。6.細菌測試瓶法：94三、水樣的采集與保存

采集的樣品應盡可能地代表所采的環(huán)境水體特征，應采取一切預防措施盡力保證從采樣到實驗室分析這段時間間隔里不受污染和水樣成分不發(fā)生任何變化。

三、水樣的采集與保存951.采樣1.1采樣容器1.1.1采樣瓶：用作采樣瓶的材料，要求在滅菌和樣品存放期間不應產生和釋放出抑制細菌生存能力和促進繁殖的化學物質。所以通常采用以耐用玻璃制成的，帶螺旋帽或磨口玻塞的500mL廣口瓶，也可用適當大小、廣口的聚乙烯塑料瓶或聚丙烯耐熱塑料瓶。

1.采樣961.1.2采樣瓶的洗滌：一般可用加入洗滌劑的熱水洗刷采樣瓶，用清水沖洗干凈，最后用蒸餾水沖洗1-2次。新的采樣瓶必須徹底清洗，先用水和洗滌劑清潔塵埃和包裝物，再用鉻酸和硫酸洗滌液洗滌，然后用稀硝酸溶液沖洗以除去任何一種重金屬或鉻酸鹽的殘留物，最后用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水淋洗。對于聚乙烯瓶，可先用約1mol/L鹽酸溶液清洗，再依次用稀硝酸溶液浸泡，蒸餾水沖洗干凈。洗滌前須檢查采樣瓶，已破損及表面被侵蝕的容器應棄去不用。1.1.2采樣瓶的洗滌：一般可用加入洗滌劑的熱水洗刷采樣瓶，971.1.3采樣瓶的滅菌：將洗滌干凈的采樣瓶，瓶口用牛皮紙等防潮紙包好，瓶頂和瓶頸處都要裹好，置于干燥箱160-170℃干熱滅菌2h或用高壓蒸汽滅菌器，在121℃滅菌15min。不耐熱的塑料瓶則應浸泡在0.5%的過氧乙酸溶液中10min或用環(huán)氧乙烷氣體進行低溫滅菌。滅菌后的采樣瓶兩星期內未使用，使用時須重新滅菌。

1.1.3采樣瓶的滅菌：將洗滌干凈的采樣瓶，瓶口用牛皮紙等防981.1.4去除干擾：采集加氯處理的水樣時，余氯的存在會影響待測水樣在采集時所指示的真正細菌含量，因此須經去氯處理?？稍谙礈旄蓛舻臉悠菲績?，于滅菌前加入足量的硫代硫酸鈉，按500mL采樣瓶加入0.3mL10%硫代硫酸鈉溶液，然后蓋好瓶蓋(塞)。當被測水樣含有高濃度重金屬時，則須在采樣瓶內，于滅菌前加入螯合劑以減少金屬毒性，采樣點位置較遠須長距離運輸?shù)乃畼痈鼞绱??？砂?00mL采樣瓶加入1mL15%的乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA-Na2)溶液。1.1.4去除干擾：采集加氯處理的水樣時，余氯的存在會影響待991.2采樣步驟及注意事項1.2.1將已滅菌和封包好的采樣瓶小心開啟包裝紙和瓶蓋，避免瓶蓋及瓶子頸部受雜菌污染并注意避免附加設備采樣時可能造成的污染。1.2.2在采集江、河、湖、庫、地表水樣時，可握住瓶子底部直接將采樣瓶插入水中，約距水面10-15cm處，瓶口朝水流方向，使水樣灌入瓶內。如果沒有水流，可握住水平前推，直至充滿水樣為止，采好水樣后，迅速蓋上瓶蓋和包裝紙。1.2采樣步驟及注意事項1001.2.3從自來水龍頭采集樣品時，不要選用漏水的龍頭，采水前可先將水龍頭用酒精燈火焰灼燒滅菌或用70%的酒精溶液消毒水龍頭及采樣瓶口，然后打開龍頭，放水3min以除去水管中的滯留雜質。采水時控制水流速度，小心接入瓶內。1.2.4采樣時不需用水樣沖洗采樣瓶。采樣后在瓶內要留足夠的空間，一般采樣量為采樣瓶容量的80%左右，以便在實驗室檢查時充分振搖混合，獲得具有代表性的樣品。

1.2.3從自來水龍頭采集樣品時，不要選用漏水的龍頭，采水前1011.2.5在同一采樣點進行分層采樣時，應自上而下進行，以免不同層次的攪擾，同一采樣點與理化監(jiān)測項目同時采樣時，應先采集細菌學檢驗樣品。1.2.6采樣完畢，應將采樣瓶編號，作好采樣記錄。將采樣日期、采樣地點、采水深度、采樣方法、樣品編號、采樣人及水溫、氣溫情況等登記在記錄卡上。1.2.5在同一采樣點進行分層采樣時，應自上而下進行，以免不1022.樣品的保存2.1各種水體，特別是地表水、廢水的水樣，易受物理、化學或生物的作用，從采水至檢驗的時間間隔內會很快發(fā)生變化。因此，當水樣不能及時運到實驗室，或運到實驗室后不能立即進行分析時，必須采取保護措施。2.樣品的保存1032.2采好的水樣，應迅速運往實驗室，進行細菌學檢驗。一般從取樣到檢驗不宜超過2h，否則應使用10℃以下的冷藏設備保存樣品且不得超過6h。實驗室接到送檢樣后，應將樣品立即放入冰箱并在2h內著手檢驗。如果因路途遙遠，送檢時間超過6h者，則應考慮現(xiàn)場檢驗或采用延遲培養(yǎng)法。2.2采好的水樣，應迅速運往實驗室，進行細菌學檢驗。一般從取104四、細菌測試瓶法檢驗腐生菌、硫酸鹽還原菌與鐵細菌方法介紹腐生菌(TGB)、硫酸鹽還原菌(SRB)與鐵細菌含量測定分析方法(SY/T5329-94)。1.原理采用絕跡稀釋法，即將欲測定的水樣用無菌注射器逐級注入到測試瓶中進行接種稀釋，送實驗室培養(yǎng)，根據(jù)細菌瓶陽性反應和稀釋的倍數(shù)，計算出水樣中的細菌的數(shù)目。四、細菌測試瓶法檢驗腐生菌、硫酸鹽還原菌與鐵細菌方法介紹1052.材料2.1腐生菌(TGB)測試瓶；2.2鐵細菌測試瓶與指示劑；2.3硫酸鹽還原菌(SRB)測試瓶；2.41ml注射器(在121℃條件下滅菌20min)；2.5恒溫培養(yǎng)箱；2.6電熱消毒器。

2.材料1063.分析步驟細菌測定推薦采用三次重復法，也可采用二次重復法。3.1將測試瓶排成一組，并依次編上序號，若測鐵細菌時，應先用無菌注射器分別向其測試瓶中加入0.3-0.5ml指示劑。3.2用無菌注射器取1.0ml水樣注入1號瓶內，充分振蕩。3.3用另一支無菌注射器從1號瓶內取1.0ml水樣注入2號瓶內，充分振蕩。

3.分析步驟1073.4再更換一支無菌注射器從2號瓶中取1.0ml水樣注入到3號瓶中，充分振蕩。3.5依次類推一直稀釋到最后一瓶為止，根據(jù)細菌含量決定稀釋瓶數(shù)，一般稀釋到7號瓶。3.6把上述測試瓶放入恒溫培養(yǎng)箱中(培養(yǎng)溫度控制在現(xiàn)場水溫的±5℃內)。SRB菌2周后讀數(shù)，TGB菌和鐵細菌7d后讀數(shù)。

3.4再更換一支無菌注射器從2號瓶中取1.0ml水樣注入到31084.細菌生長的鑒別SRB瓶中液體變黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸鹽還原菌。TGB瓶中液體由紅變黃或混濁即表示有腐生菌。鐵細菌測試瓶出現(xiàn)棕紅色沉淀即表示有鐵細菌。

4.細菌生長的鑒別1095.菌量計算5.1稀釋法三次重復菌量統(tǒng)計查表2-9。5.2稀釋法二次重復菌量統(tǒng)計查表2-10。5.3重復樣細菌計數(shù)示例見表2-11。細菌的查表只與重復性有關，菌量數(shù)由表2-9或表2-10中查出近似值，再擴大相應的次方數(shù)即可，細菌生長結果計算示例見表2-11。5.菌量計算110五、分析操作過程中的注意事項1.細菌實驗室要求通風良好，又能避免塵土、過堂風和溫度驟變，并保持室內空氣高度清潔和實驗室用具的整潔。2.實驗室有專供培養(yǎng)基制備和滅菌以及玻璃器皿和其它器具消毒滅菌用的準備室，供分裝和制備無菌培養(yǎng)基、轉移微生物培養(yǎng)的滅菌接種室。五、分析操作過程中的注意事項1113.實驗室器材和設備的校驗應按國家標準進行，必須使用純度合格的試劑、染料，著色劑要具有適當?shù)膹姸群头€(wěn)定性。4.三類菌含量測定應在現(xiàn)場接種，同時測定水溫，室內培養(yǎng)。若無測試瓶，應現(xiàn)場取樣，6h內送實驗室接種。5.培養(yǎng)基分裝時不宜超過容器的2/3以免滅菌時外溢，分裝的量根據(jù)使用目的和要求決定，配制好培養(yǎng)基后在2h內滅菌，配制好的培養(yǎng)基不宜保存過久，存放時應避免陽光直射并要避免雜菌侵入和液體蒸發(fā)。3.實驗室器材和設備的校驗應按國家標準進行，必須使用純度合格112第七節(jié)油田水離子成分分析

一、pH值的測定1.前言

pH值為水中氫離子活度的負對數(shù)。pH值是水化學中常用的和最重要的檢驗項目之一，可間接地表示水的酸堿程度。pH值是判斷腐蝕與結垢趨勢的重要因素之一。因為某些水垢的溶解度與水的pH值有密切的關系，一般，水的pH值越高，結垢的趨勢就越大；若pH值較低，則結垢趨勢減小。但結垢與腐蝕往往是一對矛盾，因此結垢趨勢減小的同時，水的腐蝕性往往會增加。第七節(jié)油田水離子成分分析一、pH值的測定1132.測定方法2.1玻璃電極法特點：操作簡便，分析速度快，不受色度、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及鹽度的干擾。適用于油田水、飲用水、地面水、工業(yè)廢水等各種水質。2.2比色法特點：方法簡便，適用于色度和濁度很低的天然水、飲用水等。但受色度、濁度、氧化劑、還原劑及鹽度的干擾。2.測定方法1143.油田水pH值的測定[玻璃電極法]3.1儀器3.1.1各種型號的pH計或離子活度計。3.1.2玻璃電極。3.1.3甘汞電極或銀--氯化銀電極。3.1.4磁力攪拌器。3.1.550ml燒杯。最好是聚乙烯或聚四氟乙烯燒杯。

3.油田水pH值的測定[玻璃電極法]1153.2原理

pH值由測量電池的電動勢而得。以玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極組成電池。在25℃理想條件下，氫離子活度變化10倍，使電動勢偏移59.16mV。許多pH計上有溫度補償裝置，以便校正溫度差異，用于常規(guī)水樣監(jiān)測可準確和再現(xiàn)至0.1pH單位。較精密的儀器可準確到0.0lpH單位。為了提高測定的準確度，校正儀器時選取用的標準緩沖溶液的pH值應與水樣的pH值接近。

3.2原理1163.3儀器校正3.3.1儀器開啟后，先預熱20分鐘左右，使儀器穩(wěn)定。3.3.2將pH-mV開關轉到pH一檔。3.3.3用標準緩沖溶液校正pH計：把玻璃電極和甘汞電極一起插入一個標準pH緩沖溶液中，電流計如不是指在該標準溶液的pH值處，可調節(jié)“定位”調節(jié)器至指針指在標準緩沖溶液pH值處，然后用另一濃度的pH溶液校正，如果儀器讀數(shù)與溶液的pH值不同，則只調節(jié)“斜率”，若不能調節(jié)到標準值，則重新定位。反復調節(jié)這兩個調節(jié)器，直至儀器讀數(shù)準確。此時儀器已校正好，“定位”和“斜率”調節(jié)器不能再動。

3.3儀器校正1173.4測定準備3.4.1玻璃電極在使用前應在蒸餾水中浸泡24小時以上。用畢，沖洗干凈，浸泡在水中。3.4.2先用水仔細沖洗兩個電極，再用水樣沖洗。3.5水樣測定將校正后的pH計電極浸入要測定的水樣中，小心攪拌或搖動使其均勻，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄pH值。3.4測定準備1183.6注意事項3.6.1測定時，玻璃電極的球泡應全部浸入溶液中，使它稍高于甘汞電極的陶瓷芯端，以免攪拌時碰破。3.6.2玻璃電極的內電極與球泡之間以及甘汞電極的內電極與陶瓷芯之間不可存在氣泡，以防斷路。3.6.3甘汞電極的飽和氯化鉀液面必須高于汞體，并應有適量氯化鉀晶體存在，以保證氯化鉀溶液的飽和。使用前必須先拔掉上孔膠塞。3.6注意事項1193.6.4玻璃電極球泡受污染時，可用稀鹽酸溶解無機鹽結的垢，用丙酮除去油污(但不能用無水乙醇)。按上述方法處理的電極應在水中浸泡一晝夜再使用。3.6.5為防止空氣中二氧化碳溶入或水樣中二氧化碳逸失，測定前不宜提前打開水樣瓶塞。3.6.4玻璃電極球泡受污染時，可用稀鹽酸溶解無機鹽結的垢，120二、水中鈣鎂含量的測定

1.前言1.1水中鈣鎂的來源眾所周知，鈣鎂元素在自然界中無處不在，鈣在地球上的豐度占第五位，鎂占第八位，無論是在大陸上還是海洋中它們的含量都很豐富，它們是石灰石、白云石、石膏等巖層的主要成分。隨著地下水、地表水等流經石灰石、白云石、石膏等巖層，巖層中的鈣鎂等元素被水沖刷出來，從而形成了水中的鈣鎂，隨著水體的不斷循環(huán)，鈣鎂元素也充滿了整個自然界。二、水中鈣鎂含量的測定1.前言1211.2水中的存在形式淺層的地面水和地下水中鈣鎂常以Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的形式存在，同時鈣鎂還與水中的氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子等結合，以其它的鹽類形式存在。當外部條件發(fā)生變化時水中鈣鎂的存在形式也會發(fā)生變化，如：

1.2水中的存在形式122在加熱時：Ca(HCO3)2→CaO+CO2↑+H2OMg(HCO3)2→MgO+CO2↑+H2O在灼燒時：CaCO3→CaO+CO2↑MgCO3→MgO+CO2↑在酸性條件下：CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑MgCO3+2HCl→MgCl2+H2O+CO2↑在堿性條件下：CaCl2+2NaOH→Ca(OH)2↓+2NaClMgCl2+2NaOH→Mg(OH)2↓+2NaCl

在加熱時：Ca(HCO3)2→CaO+CO2↑+H2O123

從上面幾個簡單的反應式可知鈣鎂的存在形式由于受到外界條件的變化(如加熱、灼燒、酸、堿)會產生較大的變化。從上面幾個簡單的反應式可知鈣鎂的存在形式1241.3水中鈣鎂含量的差異對人們的生活和工業(yè)生產會產生較大的影響

1.3.1水中鈣鎂含量高低對人們生活的影響鈣鎂是人體所必需的兩種重要元素，缺少了鈣人會得軟骨病，鈣含量過高會引起人體的腸胃不適、發(fā)育遲緩；鎂含量的高低會對人的神經系統(tǒng)造成影響，因此人體每日必須攝入一定的鈣量和鎂量，來保證人們正常的生活和工作。1.3水中鈣鎂含量的差異對人們的生活和工業(yè)生產會產生較大的影1251.3.2鍋爐用水中鈣鎂含量對鍋爐生產的影響鍋爐用水中鈣鎂含量過高，在鍋爐加熱時常常會使鍋爐內產生結垢，長期加熱使鍋爐內壁結垢增加，這影響了鍋爐內熱的傳導，造成了資源浪費，同時，由于鍋爐內受熱的不均勻還會導致鍋爐爆炸，造成人員和財產的損失，因此人們也常常對鍋爐用水進行軟化處理，或采用加入阻垢劑和除垢劑等方法，改變水中鈣鎂的含量或存在形式，以利于鍋爐的安全正常運行。

1.3.2鍋爐用水中鈣鎂含量對鍋爐生產的影響1261.3.3油田用水中鈣鎂含量高低對油田設施和生產的影響在油田注水中，如果鈣鎂含量過高，在外界條件的作用下(如溫度、CO2存在)會產生碳酸鈣、碳酸鎂，沉積在注水管線管壁上或地層內，進而堵塞管線和地層，影響油田開采。在聚合物的配制和注入過程中，如果水中鈣鎂含量過高，會使聚合物發(fā)生降解，使聚合物的粘度降低，因而造成了驅油效果和驅油能力的降低。

1.3.3油田用水中鈣鎂含量高低對油田設施和生產的影響1272.水中鈣鎂含量測定方法簡介目前水中鈣鎂含量的測定方法主要有以下幾種，詳見表2-12。3.EDTA滴定法測定鈣鎂方法介紹EDTA滴定法是一種絡合滴定法，它是以絡合反應為基礎的滴定分析方法。EDTA是一種常用的絡合滴定劑，這是因為它有非常特殊的結構，它的兩個羧酸基的H轉移到N原子上，形成了雙極離子。當EDTA與鈣(鎂)離子相遇時，它的氮原子和氧原子與鈣(鎂)離子相鍵合，生成具有多個五元環(huán)的螯合物。2.水中鈣鎂含量測定方法簡介128EDTA與鈣離子形成五元環(huán)的螯合物，其穩(wěn)定常數(shù)為10.69；EDTA與鎂離子形成五元環(huán)的螯合物，其穩(wěn)定常數(shù)為8.7。正是由于鈣鎂離子與EDTA形成絡合物的穩(wěn)定常數(shù)較大，其形成的絡合物比較穩(wěn)定。EDTA與鈣離子形成五元環(huán)的螯合物，其穩(wěn)定常數(shù)為11293.1方法原理

在反應開始時，金屬指示劑(In)與金屬離子(M)(M代表鈣鎂等金屬離子)發(fā)生的絡合反應如下：M+In(藍)MIn(紅)其中：鈣與指示劑絡合的穩(wěn)定常數(shù)是5.4，鎂與指示劑絡合的穩(wěn)定常數(shù)是7.0。當?shù)稳隕DTA（Y）時，金屬離子與EDTA絡合形成的反應如下：M+YMYMIn(紅)+YMY+In(藍)3.1方法原理130由于EDTA與鈣、鎂等金屬離子絡合的穩(wěn)定常數(shù)大于指示劑與鈣、鎂等金屬離子絡合的穩(wěn)定常數(shù)，因此EDTA將指示劑中的鈣、鎂等金屬離子置換出來，使溶液變成金屬指示劑本來的顏色。測鈣時加入堿掩蔽鎂離子的原因是:Mg+2OH-→Mg(OH)2↓其平衡常數(shù)為10.74，大于EDTA與鎂離子反應的穩(wěn)定常數(shù)8.7。正是由于該方法測定準確，適用范圍廣，因此常規(guī)的分析方法多采用EDTA滴定法來測定鈣鎂離子的含量。由于EDTA與鈣、鎂等金屬離子絡合的穩(wěn)定常數(shù)大于1314.油田水測定鈣鎂的分析方法(SY/T5523-2000)目前油田測定水中鈣鎂含量的方法主要采用中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《油氣田水分析方法》(SY/T5523-2000)在該標準中鈣鎂離子含量的測定采用絡合滴定法和離子色譜法。本節(jié)著重介紹絡合滴定法。4.1適用范圍適用于油氣田水中鈣、鎂離子含量的測定。

4.油田水測定鈣鎂的分析方法(SY/T5523-2000)1324.2方法概要

鈣、鎂、鍶、鋇離子在pH值為10的緩沖溶液中，以鉻黑T為指示劑，用EDTA標準溶液滴定測得總量。在pH值為3-4的介質中，用硫酸鈉作沉淀劑，除去水樣中鍶、鋇離子。除去鍶、鋇離子的試樣，分別在pH值為10的緩沖溶液中以鉻黑T為指示劑，用EDTA標準溶液滴定，測得鈣、鎂離子合量；在pH值為12的介質中以鈣試劑為指示劑，用EDTA標準溶液滴定，測得鈣離子含量。鐵離子有干擾，當試樣中鐵離子含量大于1mg時，需要除去鐵離子。

4.2方法概要133反應方程式如下：

Y4-+M2-MY2-Y4-+Ca2-CaY2-Ba2+(Sr2+)+SO42-BaS04(SrSO4)↓Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓Fe3++3OH-Fe(OH)3↓反應方程式如下：1344.3試劑和材料見教材104頁。4.4分析程序4.4.l除鐵離子4.3試劑和材料135

用大肚移液管取定體積水樣(鈣含量應在l00mg)于燒杯中，加水使總體積為80ml，加0.3g氯化銨，用1%鹽酸溶液調節(jié)溶液pH值至3-4。在電爐上煮沸，攪拌下滴加5-l0m1氨水，煮沸l(wèi)min，趁熱過濾。用熱水洗沉淀至無氯離子。濾液和洗滌液一并收集在另一燒杯中，置燒杯于電爐上，煮沸，逐盡氨。冷卻至室溫后，用1%鹽酸溶液調節(jié)濾液pH值至3-4。移入250ml容量瓶中，定容、搖勻。記作濾液D，保留濾液D用于鈣鎂鍶鋇離子總量的測定。

用大肚移液管取定體積水樣(鈣含量應在l00mg)于1364.4.2鈣、鎂、鍶、鋇離子總量的測定使用除去鐵離子得到的濾液D測鈣鎂鍶鋇離子的總量。用大肚移液管取定體積濾液D于三角瓶中，加水使總體積為80ml，加入10ml氫氧化銨--氯化銨緩沖溶液，加3-4滴鉻黑T指示劑。用EDTA標準溶液滴定溶液至純藍色為終點。EDTA標準溶液消耗體積(ml)，記作Vl。

4.4.2鈣、鎂、鍶、鋇離子總量的測定1374.4.3鈣鎂離子合量的測定用大肚移液管取定濾液D(鈣含量應在40mg左右)體積于三角瓶中，加水沖洗至120ml，置燒杯于電爐上，加熱至沸。攪拌下滴加10ml5%M硫酸鈉溶液，煮沸3-5min。在約60℃處靜置4h。將溶液和沉淀一并移入250ml容量瓶中，定容，搖勻。放置數(shù)分鐘后，在濾紙上干過濾。記作濾液E，保留濾液E用作鈣、鎂離子的測定。使用除去鍶鋇離子得到的濾液E測鈣鎂離子的合量。用大肚移液管取定體積濾液E(與測定鈣鎂鍶鋇四種離子總量的原水樣體積相同)于三角瓶中，按4.4.2條程序進行測定，EDTA標準溶液消耗的體積(ml)記作V2。

4.4.3鈣鎂離子合量的測定1384.4.4鈣離子的測定使用除去鍶、鋇離子得到的濾液E測鈣離子含量。用大肚移液管取與測定鈣鎂合量的體積相同的濾液E于三角瓶中，加水使總體積為80ml，加l0ml4%氫氧化鈉溶液，加3mg鈣試劑。用EDTA標準溶液滴定至純藍色為終點。EDTA標準溶液消耗的體積(ml)記作V3。4.4.4鈣離子的測定1394.4.5結果計算見教材106頁。5.樣品分析操作過程中的注意事項5.1試驗準備階段:5.1.1所用分析天平和玻璃容器必須經過有關部門的檢定，檢定合格后方可使用。5.1.2所用試劑(如EDTA等)需要定期標定。5.1.3所用的玻璃儀器必須是清潔干凈的。5.1.4實驗室環(huán)境溫度應控制在18-25℃。4.4.5結果計算1405.2操作過程:5.2.1關于待測樣品的取定體積。在標準中沒有明確給定，建議在測定過程中樣品的取樣體積為25ml或不低于25ml。5.2.2這里使用的指示劑為金屬指示劑，在堿性溶液中，該指示劑放置時間過長，會被氧化，因此在加入后要立即進行滴定操作。5.2.3在滴定終點附近時反應變慢，EDTA溶液要每次少量地加入，即“勤搖慢滴”。5.2.4在反應終點難以判定時，最好在試樣中加入同樣的指示劑，加入過量的EDTA試劑，使其完全變色。把此種溶液放在旁邊，一面比較，一面滴定，求出終點。5.2操作過程:1415.2.5測鈣時加入氫氧化鈉后，要放置3-5分鐘，使氫氧化鐵沉淀完全。氫氧化鐵沉淀過多時，指示劑會吸附在它上面，終點變色就不明顯。這種情況下，如果把第一次試驗作為預備試驗，第二次先在試樣中加入比第一次所用的EDTA的量約少1ml的溶液，然后在加入氫氧化鈉溶液，放置，繼續(xù)滴定，就可以得到明顯的終點結果。5.2.6吸取樣品到三角瓶后，應用少量堿液調節(jié)pH值到中性。5.2.7在樣品的測定過程中，一些重金屬離子過高會產生干擾，因此常加入氯化鉀來進行掩蔽。對于錳的掩蔽常使用三乙醇胺。

5.2.5測鈣時加入氫氧化鈉后，要放置3-5分鐘，使氫氧化鐵142三、氯離子含量的測定氯離子是水和廢水中一種常見的無機陰離子。氯離子的主要來源是氯化鈉等鹽類，因此有時氯離子的濃度被用來作為水中含鹽量的度量。此外，由于氯離子是一個穩(wěn)定成分，因此它的含量也是鑒定水質的較容易的方法之一。氯離子可能造成的影響，主要是隨著水中含鹽量的增加，水的腐蝕性也增加。

三、氯離子含量的測定氯離子是水和廢水中一1431.測定方法氯離子測定方法簡介，詳見表2-13。2.測定[硝酸銀滴定法]2.1適用范圍適用油氣田水中氯離子含量在100mg/L以上，溴、碘離子合量為氯離子含量的1%以下時的氯離子含量的測定。

1.測定方法1442.2原理在中性或弱堿性溶液中，硝酸銀與氯離子反應生成白色沉淀。過量的銀離子與鉻酸鉀指示劑生成桔紅色鉻酸銀沉淀。由于氯化銀的溶解度小于鉻酸銀的溶解度，氯離子首先被完全沉淀后，鉻酸根才以鉻酸銀形式沉淀出來，產生桔紅色，指示滴定終點。根據(jù)硝酸銀的消耗量計算氯離子含量，反應方程如下:Ag++Cl-→AgCl↓白色2Ag++CrO42-→Ag2CrO4↓桔紅色2.2原理145

鉻酸根離子的濃度，與沉淀形成的快慢有關，必須加入足量的指示劑。且由于稍過量的硝酸銀與鉻酸鉀形成鉻酸銀沉淀的終點較難判斷，所以需要以蒸餾水作空白滴定，做對照判斷(使終點色調一致)。鉻酸根離子的濃度，與沉淀形成的快慢有關，必須加入146

此方法中指示劑的用量和溶液的酸度是兩個值得注意的問題：(1)指示劑的用量太低，要使滴定劑過量，才能析出鉻酸銀沉淀。指示劑用量太高，妨礙鉻酸銀沉淀顏色的觀察，影響終點的判斷。所以要嚴格按標準的要求加指示劑。(2)鉻酸銀易溶于酸，所以滴定不能在酸性溶液中進行。但如果溶液的堿性太強，則有氧化銀沉淀析出：2Ag++2OH-→2AgOH↓→Ag2O↓+H2O通常要求溶液的酸度范圍為pH=6.5-10.5。油田水的pH值通常都在7-9之間，故一般不用做中和處理。

此方法中指示劑的用量和溶液的酸度是兩個值得注意的1472.3樣品保存