Способ количественного определения группы флуоресцентных и ионных индикаторов в пластовой воде при их совместном присутствии

Изобретение может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах флуоресцентных и ионных индикаторов при их совместном присутствии. Способы количественного определения флуоресцина натрия, родамина С, тиомочевины, карбамида и роданида аммония в пластовых водах заключается в том, что исследуемую пробу пластовой воды отделяют от нефти. Затем очищают от механических примесей и осветляют фильтрацией через гидрофильный мембранный фильтр. Далее для осаждения флуоресцентных красителей на сорбенте пробу пластовой воды пропускают через гидрофобизированный силикагель с привитыми алкильными группами, а элюат разделяют на порции. Затем добавляют соответствующие реагенты и проводят измерения при длинах волн, характерных для исследуемых индикаторов. При этом для количественного определения флуоресцеина натрия и родамина С люминесцентным методом проводят их десорбцию с сорбента подкисленным метанолом, добавляют боратный буфер с рН 9,18 и проводят измерения по предварительно выполненной градуировочной зависимости. Техническим результатом является упрощение анализа, улучшение его аналитических показателей, а также сокращение времени его проведения. 3 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах группы флуоресцентных и ионных индикаторов, например флуоресцина натрия, родамина С, тиомочевины, карбамида, роданида аммония в пластовой воде при их совместном присутствии.

1. В настоящее время все нефтедобывающие компании проводят индикаторные исследования. В качестве индикаторов обычно используют флуоресцентные красители (уранин, эозин, родамины С и Ж) (см.: Конев Д.А, Исследование нефтяных пластов с помощью индикаторного метода// Современные наукоемкие технолгии. - 2014. - №7. - С.23-26), спирты (С1-С4) (см.: Арутюнов Ю.И., Ефремов А.О., Онучак Л.А., Дудиков B.C. Исследование распределения алифатических одноатомных спиртов С1-С5 в системе «пластовая вода-н-додекан» // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. - 2012. - Выпуск 3/1(94). - С.121-131) и ионные индикаторы, такие как хлориды, тиоцианаты, нитраты, фосфаты, карбамид, тиокарбамид и другие вещества.

2. Для проведения анализа пробу пластовой воды отделяют от нефти, фильтруют и добавляют соответствующие реагенты для анализа. Например, для определения нитрат-иона используют реакцию риванола в кислой среде, дающую оранжевую или красную окраску в зависимости от концентрации нитратов, для определения карбамида применяют реакцию мочевины с n-диметиламинобензальдегидом, дающую желто-зеленое окрашивание, тиомочевину определяют по реакции с железосинеродистым калием и т.д. (см.: Соколовский Э.В., Соловьев Г.Б., Тренчиков Ю.И. Индикаторные методы изучения нефтегазоносных пластов. - М.: Недра, 1986. - 158 с.).

Использование в одном эксперименте нескольких индикаторов одновременно значительно расширяет возможности метода, позволяет экономить время, дает более полную информацию для оценки фильтрационной неоднородности месторождения и остаточной нефтенасыщенности пласта. Однако при использовании нескольких индикаторов одновременно значительно возрастает сложность их количественного анализа в смеси. Это связано как с многокомпонентным составом пластовых жидкостей, изменяющимся в процессе исследований, так и с непостоянным уровнем фона других закаченных индикаторов.

Известен способ спектрофотометрического определения концентраций трех различных индикаторов в пластовых водах (флуоресцеина натрия, роданида калия и карбамида) 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. ).

Также известен способ определения индикаторов в пластовой воде для четырехкомпонентной композиции, содержащей флуоресцеин натрия, роданид калия, карбамид и нитрат калия, основанный на определении флуоресцина натрия люминесцентным методом по предварительно построенной градуировочной зависимости (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. ). Концентрацию остальных индикаторов в пробе определяют интерполяционным методом 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.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности спектрофотометрического определения с приемлемой точностью содержания карбамида, роданида калия и нитрата калия в пластовой воде при одновременном присутствии флуоресцеина натрия из-за наложения его спектров поглощения на спектры определяемых индикаторов при используемых длинах волн. Кроме того, известный метод предусматривает выполнение трех измерений на каждый индикатор, что значительно увеличивает продолжительность анализа.

По совокупности существенных признаков наиболее близким к заявляемому способу является метод определения тиомочевины и флуоресцина натрия в пластовой воде (см.: Онучак Л.А., Арутюнов Ю.И., Ефремов А.О., Дудиков B.C., патент РФ 2473885 от 27.01.2013 г. по заявке СамГУ 2011103746/28 от 02.02.2011 г. ).

В известном способе пробу пластовой воды отделяют от нефти, очищают от механических примесей и осветляют центрифугированием. Для повышения чувствительности и стабильности измерения в очищенный раствор добавляют щелочь NaOH до получения рН раствора, равного девяти.

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, 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 в исследуемую пробу добавляют фиксированное количество пентацианоакваферриата натрия и флуоресцеина натрия в количестве, равном измеренному в исследуемой пробе люминесцентным методом.

Недостатком данного метода является низкая чувствительность методики, значительные трудозатраты при проведении анализа и нецелесообразность ее использования в случае присутствия в пластовой воде более трех индикаторов одновременно, так как для определения одного индикатора приходится проводить три измерения, а количество проб пластовой воды при проведении индикаторных измерений обычно более 600.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого, высокочувствительного, селективного способа количественного определения флуоресцина натрия, родамина С, тиомочевины, карбамида и роданида аммония в пластовых водах при их совместном присутствии.

Эта задача решается путем разделения флуоресцентных красителей и ионных индикаторов методом твердофазной экстракции путем сорбции флуоресцентных красителей (флуоресцеина натрия и родамина С) на гидрофобизированном силикагеле с привитыми алкильными (метальными, октальными и гексадецильными) группами. Использование при проведении пробоподготовки стадии разделения флуоресцентных красителей и индикаторов, определяемых спектрофотометрическим методом, позволяет значительно упростить сам анализ, улучшить его аналитические показатели и сократить время его проведения.

В связи с этим пробу пластовой воды отделяют от нефти, очищают от механических примесей, осветляют фильтрацией через гидрофильный мембранный фильтр. Затем очищенную пробу пластовой воды пропускают через гидрофобизированный силикагель с привитыми алкильными (метальными, октальными, гексадецильными и т.д.) группами. Флуоресцентные красители сорбируются на патроне, а ионные индикаторы проходят через сорбент.

Для определения ионных индикаторов (тиомочевины, карбамида, роданида аммония) спектрофотометрическим методом элюат разделяют на порции по числу определяемых индикаторов и в каждую порцию добавляют дополнительные реагенты для анализа соответствующих индикаторов, количественное определение отдельных индикаторов проводят по предварительно построенной градуировке на пластовой воде, не содержащей индикаторы.

Флуоресцентные красители элюируют с сорбента метанолом подкисленным соляной кислотой, добавляют боратный буфер с рН 9,18 и проводят измерения.

Пример конкретного выполнения способа

Предлагаемый способ выполняется с помощью серийных спектрофотометрических анализаторов, например "Флюорат-02-Панорама" ("Люмэкс" Санкт-Петербург) и КФК-2МП. Для разделения флуоресцентных красителей и ионных индикаторов используют сорбционные патроны ДИАПАК C1, С8 или С16.

Способ осуществляют следующим образом

Проба пластовой воды из нефтедобывающей скважины, содержащая различные индикаторы, отделяется от нефти, очищается от механических примесей фильтрованием через бумажный фильтр (синяя лента) и осветляется фильтрованием через гидрофильный мембранный фильтр с размером пор 45 мкм.

Очищенную пробу пластовой воды пропускают через гидрофобизированный силикагель с привитыми алкильными (метальными, октальными, гексадецильными и т.д.) группами. Флуоресцентные красители сорбируются на патроне, а ионные индикаторы проходят через сорбент.

- Флуоресцеин натрия и родамин С. Флуоресцентные красители элюируют с сорбента 4 см3 метанола с добавлением 0,025 см3 1 Н раствора соляной кислоты. В мерную колбу вместимостью 10,00 см3 помещают 4 см3метанольного элюата и доводят до метки боратным буферным раствором с рН 9,18. При этом значительно возрастает интенсивность флуоресценции, измерение которой проводят с использованием прибора "Флюорат-02-Панорама" в режиме синхронного сканирования со стоксовым сдвигом Δλ=25 нм по предварительно построенной градуировке на пластовой воде, не содержащей индикаторы.

Для определения ионных индикаторов (тиомочевины, карбамида, роданида аммония) спектрофотометрическим методом отделенную от флуоресцентных красителей пластовую воду разделяют на порции по числу определяемых индикаторов и в каждую порцию добавляют дополнительные реагенты для анализа соответствующих индикаторов, количественное определение отдельных индикаторов проводят по предварительно построенной градуировке на пластовой воде, не содержащей индикаторы.

- Роданид аммония. В основе метода лежит фотоколориметрическая реакция ионов Fe3+ с роданид-ионами в кислой среде рН≤0,2, дающая интенсивное кроваво-красное окрашивание. В мерную коблу вместимостью 25 см3 помещают 2 см3 раствора соляной кислоты и 6 см3 0,7 М раствора хлорида железа (III), доводят до метки пробой пластовой воды, отделенной от флуоресцентных красителей. Раствор перемешивают и выдерживают 5 мин. Затем измеряют оптическую плотность, зависящую от концентрации, на приборе КФК-2МП при длине волны 490 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 3 см по отношению к холостому раствору.

- Карбамид. В основе метода лежит фотоколориметрическая реакция карбамида с n-диметиламинобензальдегидом, дающая интенсивное желтое окрашивание. В мерную колбу вместимостью 25 см3 помещают 5 см3 ледяной уксусной кислоты и 6 см3 раствора n-диметиламинобензальдегида (40 г n-диметиламинобензальдегида растворяют в 100 см3 концентрированной соляной кислоты и доводят объем до 1000 см3 дистиллированной водой), доводят до метки пластовой водой, отделенной от флуоресцентных красителей. Через 10 мин замеряют оптическую плотность с помощью прибора КФК-2МП при длине волны 440 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 3 см по отношению к холостому раствору (5 см3 ледяной уксусной кислоты, 6 см3 раствора n-диметиламинобензальдегида и 14 см3 пластовой воды, не содержащей индикаторы).

- Тиомочевина. В основе метода лежит фотоколориметрическая реакция тиомочевины с пентацианоакваферратом (III) натрия, дающая интенсивное зеленое окрашивание. В мерную колбу вместимостью 25 см3 помещают 0,6 см3 раствора пентацианоакваферрата (III) натрия, доводят до метки пластовой водой, отделенной от флуоресцентных красителей, и перемешивают. Через 20 минут измеряют оптическую плотность растворов с помощью прибора КФК-2МП при длине волны 590 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 3 см по отношению к холостому раствору (0,6 см3 раствора пентацианоакваферрата (III) натрия и 24,4 см3 пластовой воды, не содержащей индикаторы).

Раствор пентацианоакваферрата (III) натрия готовят следующим образом. Навеску нитропруссида натрия массой 0,50 г растворяют в 15 см3 дистиллированной воды, добавляют 0,48 г гидроксиламина солянокислого и перемешивают до полного растворения реактива. Затем добавляют 1,0 г гидрокарбоната натрия, раствор выдерживают до прекращения выделения углекислого газа и добавляют 0,05 см3 жидкого брома. Полученный раствор переносят в мерную колбу объемом 25 см3 и доводят до метки дистиллированной водой.

Экспериментальную оценку выполнения предлагаемого способа спектрофотометрического определения концентраций пяти различных индикаторов (флуоресцеина натрия, родамина С, роданида аммония, тиомочевины и карбамида) в пластовой воде со стадией разделения флуоресцентных красителей и без разделения проводили на примере анализа трех смесей этих индикаторов. Для определения содержания отдельных индикаторов в анализируемой смеси известным способом использовали градуировочные зависимости вида:

(1)

где у - сигнал спектрофотометра;

х - концентрация исследуемого индикатора Сi мкг/см3;

а и b - коэффициенты градуировочной зависимости.

Градуировочные растворы готовят с использованием среднеминерализованной пластовой воды с добавками соответствующих реагентов для каждого отдельного индикатора. Результаты градуировки приборов для каждого индикатора в рабочем диапазоне измерения представлены в таблице 1.

Содержание индикаторов в пробах вычисляют по предварительно построенным градуировочным графикам или по уравнениям прямых, соответствующих прямолинейным участкам градуировочных графиков. Результаты количественного определения индикаторов в пластовой воде без проведения сорбции и с сорбцией представлены в таблице 3.

Относительную погрешность определения концентрации i-ro индикатора рассчитывали по уравнению:

(2)

где Сисх - концентрация индикатора в пластовой воде, мг/дм3;

Сi - измереная концентрация индикатора в пластовой воде, мг/дм3.

Как видно из приведенных в таблицах 2 и 3 данных, предлагаемый способ обеспечивает повышение чувствительности спектрофотометрического определения концентраций флуоресцеина натрия, роданида калия, тиомочевины и карбамида в пластовых водах по сравнению с известными способами (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.; Онучак Л.А., Арутюнов Ю.И., Ефремов А.О., Дудиков B.C., патент РФ 2473885 от 27.01.2013 г. по заявке СамГУ 2011103746/28 от 02.02.2011 г. ), а также дает возможность при проведении индикаторных исследований использовать пять и более индикаторов.

Использование предлагаемого способа количественного анализа флуоресцина натрия, родамина С, тиомочевины, карбамида и роданида аммония в пластовых водах позволяет повысить чувствительность, точность определения многокомпонентных композиций индикаторов при индикаторных исследованиях на нефтяных промыслах за счет разделения флуоресцентных красителей и ионных индикаторов, а также значительно уменьшить трудозатраты при измерении путем исключения трех измерений для определения одного индикатора.

Способ количественного определения группы флуоресцентных и ионных индикаторов в пластовой воде при их совместном присутствии, в котором исследуемую пробу пластовой воды отделяют от нефти, осветляют фильтрацией через гидрофильный мембранный фильтр, пробу пластовой воды пропускают через гидрофобизированный силикагель с привитыми алкильными (метильными, октильными, гексадецильными и т.д.) группами для осаждения флуоресцентных красителей на сорбенте, элюат разделяют на порции, добавляют соответствующие реагенты для анализа и проводят измерения относительно величины естественного уровня фона при длинах волн, характерных для исследуемых индикаторов, для количественного определения флуоресцеина натрия и родамина C люминесцентным методом, по предварительно выполненной градуировочной зависимости проводят их десорбцию с сорбента подкисленным метанолом, добавляют боратный буфер с pH 9,18 и проводят измерения.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности к системе и способу для определения пригодности к применению смазочных материалов и времени, когда необходимо заменять смазочные материалы.

Изобретение относится к области спектроскопии и касается акустооптического спектрополяриметра. Спектрополяриметр содержит телескоп и установленный после телескопа акустооптический фильтр (АО) на основе кристалла парателлурита.

Настоящее изобретение относится к способу термической стабилизации полимера, получаемого полимеризацией с раскрытием кольца, а также к способу получения полигидроксикислот, способу анализа остатков металла в полимере и к полилактиду.

Изобретение относится к области неразрушающих методов анализа и может быть использовано для определения содержания бета-излучающих радионуклидов в водных объектах.

Изобретение относится к области определения физико-химических свойств. .
Изобретение относится к способу получения количественных и качественных данных о материальных носителях культурных ценностей, музейных предметов, антиквариата, древностей, памятников истории и культуры, объектов средовой природы, предметов коллекционирования, нумизматических и фалеристических материалов и т.п.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании спектральных приборов. .

Изобретение относится к области диагностики йодидов из зон окисленных руд. .

Изобретение относится к средствам наблюдения за процессом нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано в приборостроении, электронной промышленности и машиностроении для контроля скорости осаждения и состава осажденных покрытий.

Изобретение относится к оптическим методам контроля качества поверхности металлов и полупроводников, а именно к инфракрасной (ИК) амплитудной рефлектометрии. Устройство содержит источник p-поляризованного монохроматического излучения, два элемента преобразования излучения в ПЭВ, приемник излучения, размещенный в окружающей среде в плоскости падения, и измерительный прибор, регистрирующий поступающие от приемника электрические сигналы. Причем оба элемента преобразования выполнены в виде сегментов цилиндров, центральный угол которых не меньше 45°, оси ориентированы перпендикулярно плоскости падения, а выпуклые поверхности способны направлять ПЭВ и имеют длину дуги в поперечном сечении меньше длины распространения ПЭВ. Техническим результатом является уменьшение продолжительности измерений и повышение их точности. 2 ил.

Изобретение относится к аналитическим измерениям. Способ классификации образца в одном из классов осуществляется на основании спектральных данных, причем спектральные данные содержат спектр комбинационного рассеяния, ближний инфракрасный спектр, ИК-Фурье спектр, масс-спектр MALDI или времяпролетный масс-спектр MALDI. Способ содержит этапы, на которых: a) получают по меньшей мере два множества первых спектров для использования в качестве эталонных спектров, причем каждое множество содержит спектры эталонных образцов, принадлежащие одному и тому же классу; b) определяют, для каждого из эталонных спектров, значение одной и той же по меньшей мере одной величины, связанной со спектральным признаком посредством применения предварительно определенной функции или операции к каждому эталонному спектру; c) для каждого набора эталонных спектров строят функцию плотности вероятности (PDF) значения упомянутой по меньше мере одной величины посредством связывания вероятности с разными значениями величины на основании значений, определенных на этапе b); d) получают спектр из образца и определяют значение одной и той же величины этого спектра; e) вычисляют, на основании множества PDF, определенных на этапе с) и значения величины для полученного спектра для каждого из упомянутых классов, вероятность того, что образец принадлежит этому классу, причем эталонные спектры и спектр, полученный из образца, являются спектрами одиночных частиц. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения эффективности и надежности классификации образца. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Группа изобретений относится к области косметологии и раскрывает систему получения индивидуализированной композиции для обработки волос, а также способ приготовления окрашивающей композиции с использованием вышеуказанной системы. Способ и система используют одно или несколько раздаточных устройств, приспособленных для выдачи композиции по индивидуальному заказу для обработки кератиновых волокон, составленной, по желанию, из таблеток; оптическое считывающее устройство для получения достаточных характеристик кератиновых волокон, чтобы составить реалистичный прогноз результата обработки; вычислительные устройства для прогнозирования результата обработки, по желанию, связанные с помощью интерфейса с раздаточным устройством, и для выбора заказной обработки; а также прогнозирование составов таблеток, пригодных для приготовления композиции для обработки кератиновых волокон. Кроме того, предложены быстро дезинтегрирующие таблетки для использования в приготовлении композиций для обработки кератиновых волокон. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 47 ил., 9 пр., 8 табл.

Изобретение относится к измерительной технике, прикладной оптике, спектрометрии, технике получения спектральных изображений (видеоспектрометрии). Устройство содержит неколлинеарный акустооптический (АО) фильтр, в котором в качестве элемента для выделения полезного дифрагировавшего светового пучка использована определенным образом ориентированная выходная грань кристалла акустооптической ячейки фильтра. Для компенсации дисперсии кристалла фильтра использована корректирующая призма из материала АО фильтра, установленная за выходной гранью кристалла АО фильтра по ходу дифрагировавшего светового пучка. Технический результат - увеличение коэффициента пропускания, упрощение и удешевление конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в контрольно-аналитических лабораториях для стандартизации и контроля качества лекарственных средств, а именно для количественного определения фенибута методом капиллярного электрофореза.Способ количественного определения фенибута в микрокапсулах методом капиллярного электрофореза включает выполнение анализа в кварцевом капилляре эффективной длиной 0,5 м, внутренним диаметром 75 мкм, под действие электрического поля с использованием раствора ведущего электролита, с последующим спектрофотометрическим определением продуктов реакции, в качестве ведущего электролита используется 10 мМ раствор натрия тетраборнокислого 10-водного с рН 9,2, анализ проводится при напряжении +20 кВ, температуре 30°С и длине волны детектирования 193 нм. 2 прим., 7 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области оптики и касается способа генерации непрерывного широкополосного инфракрасного излучения с регулируемым спектром. Способ включает в себя нагрев металлического тела, содержащего две смежные плоские грани, генерацию оптическими фононами тела на одной из граней широкополосных поверхностных плазмон-поляритонов (ППП), дифракцию ППП на ребре, сопрягающем грани, и преобразование ППП в результате дифракции в объемное излучение. Регулирование амплитудно-частотного спектра излучения осуществляют путем изменения температуры тела и размера части направляющей ППП грани, наблюдаемой с ребра в перпендикулярном к нему направлении. Технический результат заключается в обеспечении возможности оперативного управления амплитудно-частотным спектром ансамбля гармонических компонент генерируемого ИК излучения. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки эффективности звукопоглощающих конструкций средств акустической защиты в судостроении, например, при создании активных противогидролокационных покрытий, характеризующихся низкочастотным рабочим диапазоном. Поставленная задача решается следующим образом. Способ подавления реверберационной помехи при измерениях акустических характеристик активного противогидролокационного покрытия в ограниченной акватории, включающий излучение сложного зондирующего сигнала, синхронный многоканальный прием отраженного сигнала и сигнала помехи, формирование направленного приема и регистрацию результирующего сигнала. В каждом приемном канале осуществляют сжатие принятого сигнала по частоте путем переменной задержки относительно опорного сигнала на заданной частоте, его полосовую фильтрацию в окрестности заданной частоты, а после формирования направленного приема восстанавливают исходный временной масштаб результирующего сигнала при помощи обратной переменной задержки и осуществляют его регистрацию. Сравнение диаграмм направленности дискретной антенны, полученных для сложного исходного сигнала и сигнала, полученного в результате операций по предлагаемому способу, показывает, что его основное преимущество перед способом-прототипом заключается в подавлении помехи, обусловленной ложными отражениями, за счет восстановления пространственной избирательности дискретной антенны. 8 ил.
Наверх