水在石油开采中占有极其重要的地位。当油从地下排出时总是以一种油在水中的乳浊液形式出现的。经油水分离过滤后,用高压重新注入地下,以使珍贵的原油从岩石隙中开采出来。但如果水中带有大量悬浮物,它们就会阻塞注水井渗滤端面及渗流孔道而阻碍油的采出。所以,对油藏注水水质有严格的要求和标准。
以往,各采油厂对水中悬浮颗粒的测定都采用的是计数器法,但该方法操作烦琐,需配电解液、超滤,并对仪器用标准粒子校正;需更换不同的孔管分段测量以获得粒度分布图;很难得到1μm以下的粒度分布数据。我们采用英国马尔文公司的激光粒度仪通过一系列实验,不仅克服了上述问题,简化了操作,提高了工作效率,并且取得了出人意料的满意结果。
激光粒度仪对被测悬浮颗粒都有一定的浓度下限要求,一般为遮光度大于8~10%,否则就很难保证结果的重复性,并很难完全扣除仪器本底噪音。而过滤水中的颗粒物远远低于仪器下限,而只有马尔文公司的激光粒度仪真正做到了油田过滤水中粒度分布测定。
仪器本身的电子本底及杂散光信号可以通过峰形和峰位判断出来。马尔文激光粒度仪的操作软件也提供了观测各检测器本底及扣除情况的途径。事实表明,在样品极低浓度下,该仪器依然能完全扣除本底。
以下是部分实验结果举例:
由图可见,当粒子分布较窄时,结果的重复性较好;当粒子分布较宽时,中粒径50%以下区域重复性很好,而50%以上区域不能完全重合。这是因为在这样的极限浓度下,只要有个别大粒子就会对等效体积分布曲线有极大贡献。相对于小颗粒数量,大粒子是极其微少的,故对大颗粒的重复性略低,这是完全合理的和可以接受的。从数量分布图上可清晰地看到这一点。
实践表明,马尔文激光粒度仪是唯一可以取代计数器从事此类工作的粒度分析仪,并且与计数器相比具有无可替代的优点:
1、测量速度快:每次测量仅需10秒钟(一般为4秒,因水中颗粒浓度低,可适当延长)。
2、全范围(如0.3~300μm或0.02~2000μm)无需分段测量,大大降低了工作强度。
3、无需对仪器进行校正。
4、适用颗粒浓度范围广,遮光度有效范围从0.2%到50% (从4ppm~100ppm以上),而一般的粒度仪要求必须在50ppm以上。
5、可在100个粒级范围内任意分级,得到粒度分布、累积体积百分数和相对数量分布图。
6、可进行水中油的测定。
7、可对重复测量的数据进行统计分析,结果平均。
马尔文仪器之所以能做到上述工作,是因为:
1、仪器灵敏度高:采用了高稳定及短波长气体激光器和高灵敏度检测器。
2、扫描速度快:这是灵敏度和重复性的保证。因为马尔文仪器每秒钟扫描累积次数达500或1000次,相对于只能每秒钟1次其他公司的仪器优势明显。
3、反傅立叶变换技术:直接检测全量程粒子。
4、全范围米氏理论:能正确反映水中油的状态。
5、分散器(样品台)及管路系统无任何残留液:这是极限分析技术的基础。
随着分析技术的成熟和数据的积累,我们相信马尔文激光粒度分析仪在水质分析领域,将得到普及和发展。激光粒度分析仪在水质分析领域,将得到普及和发展。
本文作者：姚滨海 徐喜庆 杨正红
