油田污水水質(zhì)懸浮固體含量檢測方法比對研究

尹曉靜，禹越海，張鳳彩，王小勇，鐘少華，韓志紅，張春萍

中國石化河南油田石油工程技術(shù)研究院 （河南 南陽 473132）

油田污水水質(zhì)懸浮固體含量檢測方法比對研究

尹曉靜，禹越海，張鳳彩，王小勇，鐘少華，韓志紅，張春萍

中國石化河南油田石油工程技術(shù)研究院 （河南 南陽 473132）

中國石化河南油田分公司注入水水質(zhì)檢測對污水中的懸浮固體含量采用重量法測定。采油廠二三級檢測單位原來一直采用目視比色法，近幾年各二級檢測機構(gòu)逐步配套完善了重量法測定所需的儀器設(shè)備，滿足了檢測的需求，但在實際開展懸浮固體含量的檢測過程中，由于一、二級水質(zhì)檢測機構(gòu)所采用的設(shè)備、濾膜及檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定方法的理解不同等原因，造成檢測結(jié)果的差異較大。圍繞檢測過程中可能存在的影響因素，開展比對實驗，通過細化檢測方法、運用濾膜系統(tǒng)誤差消除法，有效地解決了檢測結(jié)果存在差異的問題，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

注入水水質(zhì)；懸浮固體含量；重量法；目視比色法

SY/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》[1]中定義懸浮固體為在水中不溶解而又存在于水中不能通過過濾器的物質(zhì)，即不能通過平均孔徑為0.45 μm纖維素脂微孔膜過濾，經(jīng)汽油或石油醚溶劑洗去原油后，膜上不溶于油水的物質(zhì)[2]。

懸浮固體含量是油田回注污水水質(zhì)檢測的一項重要指標(biāo)，回注污水中含有大量懸浮固體，這些懸浮固體的大量存在一定程度上會引起注水井滲濾端面及滲流孔道的堵塞，造成注水困難，而懸浮固體含量直接反映了油田污水處理的效果，關(guān)系到注水質(zhì)量的好壞，影響著原油的生產(chǎn)[3-5]。

在實際開展懸浮固體含量的檢測過程中，由于一、二級水質(zhì)檢測機構(gòu)所采用的設(shè)備、濾膜及檢測人員對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定方法的理解不同等原因，造成檢測結(jié)果的差異較大。通過一、二級水質(zhì)檢測機構(gòu)開展背靠背比對實驗的方法，對以上影響因素進行了分析，并制定了具體的解決辦法。按照總部水質(zhì)檢測的要求，河南油田為一、二級檢測機構(gòu)配套了懸浮固體含量檢測所需的儀器設(shè)備，滿足了水質(zhì)檢測的需求。

1 懸浮固體含量檢測比對實驗方法

本次比對試驗中，水質(zhì)檢測中心、采油一廠、采油二廠3家單位同時取樣，現(xiàn)場選取4個取樣點：江河聯(lián)合站過濾罐進口和注水罐出口，二廠稠油聯(lián)合站過濾罐進口和注水罐出口。并對所取水樣進行連續(xù)3次的檢測，每次檢測間隔24 h，各檢測機構(gòu)對不同的濾膜進行比對實驗。同時為了降低比對實驗過程中因為對標(biāo)準(zhǔn)方法理解造成的誤差，此次比對實驗對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進行了細化，各檢測單位嚴(yán)格按照下述的實驗方法開展比對實驗。

1.1 實驗方法

1）將濾膜放入蒸餾水中浸泡30 min,并用蒸餾水洗3~4次。

2）取出濾膜放至微波爐中，微波爐3檔條件下烘3 min，放入干燥器冷卻，在室溫下恒重，2次稱量差小于 0.2 mg，記為 Mq。

3）將已恒重的濾膜放入蒸餾水中浸泡30 min后裝到懸浮固體測定儀上。

4）將待測水樣充分搖勻后用量筒取50～400 mL的污水，裝入懸浮固體測定儀中。若待測水樣含聚合物，需先將含聚合物水樣在60℃恒溫水浴中放置15～20 min后 （除去或降低聚合物對懸浮固體含量測定的影響），再進行量取。

5）打開閥門，啟動懸浮固體測定儀過濾水樣，用少量蒸餾水沖洗量筒，沖洗至少2次以上直至量筒沖洗干凈，沖洗水倒入懸浮固體測定儀中抽濾；用少量蒸餾水沖洗懸浮固體測定儀過濾桶內(nèi)壁，沖洗至少2次以上直至懸浮固體測定儀過濾桶內(nèi)壁沖洗干凈。

6）用鑷子從濾器中取出濾膜并烘干，用石油醚沖洗濾膜直到濾液無色為止(至少洗4次)，洗油后濾膜放置通風(fēng)櫥待石油醚揮發(fā)后，取出濾膜烘干。

7）用蒸餾水洗濾膜至水中無氯離子（檢驗方法是抽取1 mL濾液，加一滴17 g/L硝酸銀溶液，如出現(xiàn)白色沉淀，則需要繼續(xù)過濾洗滌至無沉淀出現(xiàn)為止），重復(fù)步驟 2，直至恒重，記為 Mh。

8）計算：Cx=(Mh-Mq)×106/Vw

式中：Cx為懸浮物固體含量，mg/L；Mh為試驗后濾膜質(zhì)量，g；Mq為實驗前濾膜質(zhì)量，g；Vw為水樣體積，mL。

9）取平行分析結(jié)果的算術(shù)平均值為最終分析結(jié)果。平行分析結(jié)果的相對平均偏差應(yīng)不大于10%。

1.2 設(shè)備準(zhǔn)備

①電子天平提前打開預(yù)熱半小時以上，電子天平內(nèi)要放入干燥劑，以免天平受潮引起稱量誤差；②水樣含聚時，提前30 min將恒溫水浴加熱至60℃。

2 濾膜系統(tǒng)誤差消除方法

在實際檢測過程中，由于濾膜自身的穩(wěn)定性造成檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性差，為此引入了濾膜系統(tǒng)誤差消除方法，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.1 修正計算公式

在相同實驗條件下，在過濾水樣的同時用空白濾膜進行恒重實驗，找出系統(tǒng)差值，在計算中消除這一系統(tǒng)差值。具體計算公式如下：

式中：Mx為3個空膜過濾后稱量值和過濾前稱量值之差值平均值，mg；Mq1、Mq2、Mq3為 3 個空膜過濾前稱量值，mg；Mh1、Mh2、Mh3為 3 個空膜過濾后稱量值，mg；Mq為濾膜過濾前稱量值，mg；Mh為濾膜過濾后稱量值，mg；C為未消除系統(tǒng)誤差的懸浮固體含量，mg/L；Cx為消除系統(tǒng)誤差的懸浮固體含量，mg/L；V為通過濾膜的水樣體積，L。

2.2 修正方法實驗驗證

3個空濾膜過濾前后稱量值見表1。

表1 過濾前后3個空濾膜稱量值 /mg

通過表2可計算出空白濾膜的系統(tǒng)誤差：

Mx=-0.24 mg

配置100.0 mg/L的硅藻土標(biāo)準(zhǔn)液，則真實值為：100.0 mg/L。 分別過濾為 50 mL、80 mL、100 mL、200 mL標(biāo)準(zhǔn)水樣,根據(jù)實驗結(jié)果修正的測值和未修正的測值結(jié)果見表3。

從表1、表2中可以看出，修正計算公式后，相對誤差均低于3.5%。而每組數(shù)據(jù)，修正后，其測值更接近真實值。

表2 C和Cx對比表

3 懸浮固體含量比對實驗結(jié)果及分析

各家檢測機構(gòu)按照要求在同一時間現(xiàn)場提取水樣，并按照要求開展室內(nèi)背靠背的比對檢測，檢測結(jié)果見表3、表4。同時運用濾膜系統(tǒng)誤差消除，空白實驗數(shù)據(jù)見表5。

同一單位采用不同濾膜進行懸浮固體含量的連續(xù)檢測時，數(shù)據(jù)存在一定的波動，但整體波動幅度不大，結(jié)果基本一致；在統(tǒng)一方法后，各檢測機構(gòu)檢測結(jié)果基本一致；國產(chǎn)G濾膜穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致檢測結(jié)果波動較大，同時易破損，影響檢測效率。①進口M濾膜測量差－0.28～＋0.09 mg，若按過濾量100 mL計算，則對檢測結(jié)果產(chǎn)生－2.8～＋0.9 mg/L的影響；②采油二廠使用的國產(chǎn)H濾膜測量差－0.02～＋0.09 mg，若按過濾量100 mL計算，則對檢測產(chǎn)生－0.2～＋0.9 mg/L的影響；③采油一廠使用的國產(chǎn)G濾膜測量差－0.06～－0.67 mg，若按過濾量100 mL計算，則產(chǎn)生－0.6～－6.7 mg/L 的影響。

表3 江河聯(lián)合站比對實驗數(shù)據(jù)表 /(mg·L-1)

表5 空白濾膜實驗數(shù)據(jù)表/g

通過以上分析，認為3種不同的濾膜在檢測過程中自身的偏差也會對檢測結(jié)果存在一定的影響。進口M膜和采油一廠使用的國產(chǎn)G濾膜在過濾后有變形現(xiàn)象，穩(wěn)定性不足，加上濾膜自身偏差會導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)異常。而采油二廠使用的國產(chǎn)H濾膜測量誤差小，濾膜過濾前后沒有變形現(xiàn)象且實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好。

4 結(jié)論及建議

1）在細化懸浮固體含量檢測方法后，3家檢測單位的檢測結(jié)果一致。

2）進口M濾膜性能穩(wěn)定，但價格昂貴，性價比不高；G濾膜穩(wěn)定性相對較差；H濾膜實驗穩(wěn)定性好且性價比好。

3）濾膜系統(tǒng)誤差消除方法可有效地提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1]油氣田開發(fā)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法:SY/T 5329—2012[S].北京:石油工業(yè)出版社，2012.

[2]尹曉靜,張鳳彩,韓志紅.聚合物對回注污水中懸浮固體顆粒的影響及措施探討[J].內(nèi)蒙古石油化工,2015,41(14):21-23.

[3]蘇欲波,彭曉英,岑瑗瑗.含油污水中懸浮物固體含量分析方法探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2011,27（7）:27-29.

[4]王富來,李春云,禹越海,等.油田回注污水中懸浮物固體含量測定影響因素探討[J].石油天然氣學(xué)報，2010,32（3）:357-360.

[5]房 永.油田采出水中懸浮固體含量的測定[J].中國給水排水,2009,25（10）:79-82.

In Henan Oilfield Company of Sinopec,the suspended solids content in oilfield injection water is determined by gravimetric method.But in the second or third-level testing institutions such as oil production plants,it had been determined by visual colorimetry.In recent years,the second-level testing institutions have gradually purchased the equipment required by gravimetric method to meet the needs of testing,but in the actual detection process,there is great difference in the detection results between the first and second level testing institutions due to the differences in the used equipment and filter membrane and the understanding of testing personnel to testing standard.According to the possible influencing factors in the detection process,the comparative experiments were carried out,the difference of the detection results was effectively eliminted and the accuracy of the detection results was improved through refining detection method and the use of filter membrane system error elimination method.

injection water quality;suspended solids content;gravimetric method;visual colorimetry

尹曉靜（1975-），女，工程師，現(xiàn)主要從事采油工藝技術(shù)研究工作。

尉立崗

2017-11-06