RU2564946C1 - Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids - Google Patents
Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564946C1 RU2564946C1 RU2014143969/15A RU2014143969A RU2564946C1 RU 2564946 C1 RU2564946 C1 RU 2564946C1 RU 2014143969/15 A RU2014143969/15 A RU 2014143969/15A RU 2014143969 A RU2014143969 A RU 2014143969A RU 2564946 C1 RU2564946 C1 RU 2564946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- surfactants
- concentration
- surfactant
- determining
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области анализа качества нефтепромысловых реагентов, в частности технологических жидкостей, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ) анионного типа.The present invention relates to the field of analysis of the quality of oilfield reagents, in particular process fluids containing surface-active substances (surfactants) of the anion type.
Известны качественные методы определения содержания ПАВ, основанные на определении пенообразующих характеристик веществ, например ГОСТ 23409.26-78* «Смеси жидкие самотвердеющие. Метод определения пенообразующей способности и устойчивости пены растворов поверхностно-активных веществ», ГОСТ Ρ 50595-93 «Вещества поверхностно-активные. Метод определения биоразлагаемости в водной среде», патент EP №1416261 (арр. ЕРА 02024377, 31.10.02). Данные методы не используются для определения концентрации ПАВ в растворах, так как способность образовывать пену зависит от многих факторов и присуща разным по химической структуре анионным ПАВ в неодинаковой степени.Qualitative methods for determining the content of surfactants are known, based on the determination of foaming characteristics of substances, for example, GOST 23409.26-78 * “Self-hardening liquid mixtures. Method for determining the foaming ability and stability of foam solutions of surfactants ”, GOST Ρ 50595-93“ Surfactants. Method for determination of biodegradability in the aquatic environment ", patent EP No. 1416261 (arr. EPA 02024377, 10.31.02). These methods are not used to determine the concentration of surfactants in solutions, since the ability to form a foam depends on many factors and is inherent in different anionic surfactants in chemical structure to an unequal extent.
Известны количественные методы определения массовой концентрации ПАВ в питьевой воде, такие как флуорометрия, спектрофотометрия (ГОСТ Ρ 51211-98 «Вода питьевая. Методы определения содержания поверхностно-активных веществ») и титриметрия. Среди титриметрических методов анализа наибольшее распространение получил метод двухфазного титрования. Титрование проводят в присутствии фазы органического растворителя - хлороформа или дихлорэтана. В качестве титрантов при определении содержания анионных ПАВ используют растворы катионных ПАВ (КПАВ) или хлорид тетрафенилфосфония, а при определении содержания КПАВ - анионные ПАВ. В качестве индикаторов используют красители, образующие с ионами титранта окрашенные ассоциаты, которые извлекают неполярными растворителями. Из специальных химических методов анализа анионных ПАВ наиболее известен спектрофотометрический способ определения концентрации ПАВ, основанный на образовании растворимых в хлороформе комплексных соединений ПАВ с красителем метиленовым голубым, дальнейшей экстракции хлороформом и колориметрическом определении экстинкции окрашенных комплексов ПАВ в экстракте (ГОСТ Ρ 51022-97 Товары бытовой химии. Методы определения анионного поверхностно-активного вещества).Known quantitative methods for determining the mass concentration of surfactants in drinking water, such as fluorometry, spectrophotometry (GOST 51211-98 "Drinking water. Methods for determining the content of surface-active substances") and titrimetry. Among titrimetric methods of analysis, the most widely used method of two-phase titration. Titration is carried out in the presence of an organic solvent phase - chloroform or dichloroethane. As titrants, when determining the content of anionic surfactants, solutions of cationic surfactants (CAS) or tetraphenylphosphonium chloride are used, and when determining the content of anionic surfactants, anionic surfactants are used. As indicators, dyes are used that form colored associates with titrant ions that are recovered by non-polar solvents. Of the special chemical methods for the analysis of anionic surfactants, the spectrophotometric method for determining the concentration of surfactants is best known, based on the formation of chloroform-soluble complexes of surfactants with dye methylene blue, further extraction with chloroform and colorimetric determination of the extinction of colored surfactant complexes in the extract (GOST 51022-97 Household chemical goods Methods for determination of anionic surfactant).
Известны способы определения концентрации ПАВ в водных растворах, включающие измерение физического параметра в зависимости от концентрации эталонного вещества и определение искомой величины по калибровочной кривой, при этом в качестве измеряемого физического параметра принимается разность значений поверхностного натяжения в исследуемом растворе (например, патент RU №2469291, опубл. 10.12.2012).Known methods for determining the concentration of surfactants in aqueous solutions, including measuring a physical parameter depending on the concentration of the reference substance and determining the desired value from the calibration curve, the difference in surface tension in the test solution being taken as the measured physical parameter (for example, patent RU No. 2469291, published on December 10, 2012).
Общими недостатками указанных способов является их достаточно большая трудоемкость, длительное время проведения анализа, потребность в сложном специализированном приборном оборудовании и химических реактивах.Common disadvantages of these methods is their rather high complexity, a long analysis time, the need for sophisticated specialized instrumentation and chemical reagents.
Целью предлагаемого изобретения является создание способа экспресс-оценки концентрации ПАВ анионного типа в технологических жидкостях для применения в полевых или производственных условиях нефтедобывающих объектов с целью контроля наличия ПАВ в технологических жидкостях для качественного проведения технологических операций по глушению скважин.The aim of the invention is the creation of a method for the rapid assessment of the concentration of surfactants of anionic type in process fluids for use in field or production conditions of oil producing objects in order to control the presence of surfactants in process fluids for high-quality technological operations for killing wells.
Технический результат изобретения выражается в доступности и упрощении процедуры анализа, проведении измерений в режиме реального времени и снижении трудозатрат на определение концентрации ПАВ в технологических жидкостях на нефтедобывающих объектах, где отсутствуют условия для лабораторного анализа.The technical result of the invention is expressed in the availability and simplification of the analysis procedure, taking measurements in real time and reducing labor costs for determining the concentration of surfactants in process fluids at oil-producing facilities where there are no conditions for laboratory analysis.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения концентрации поверхностно-активных веществ анионного типа в технологических жидкостях, включающем отбор пробы технологической жидкости и определение пенообразующих характеристик, пенообразующие характеристики определяют методом кратности пены. При этом после интенсивного встряхивания пробы замеряют высоту столба образовавшейся пенной шапки технологической жидкости, определяют время с момента встряхивания пробы до падения пены до 1/10 от первоначальной высоты столба пены (кратность пены 0,1) и замеряют время от момента встряхивания пробы до полного исчезновения пены. При кратности пены не менее 0,1 и продолжительности жизни пенной шапки не менее 10 секунд делают заключение о наличии ПАВ в технологической жидкости. Концентрацию поверхностно-активного вещества определяют посредством калибровочных кривых, предварительно построенных в результате исследований пенообразующих свойств технологических жидкостей. Метод позволяет определять наличие ПАВ в технологических жидкостях при содержании от 0,04% (масс.) и более.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for determining the concentration of surface-active substances of the anionic type in process fluids, including sampling a process fluid and determining foaming characteristics, foaming characteristics are determined by the foam multiplicity method. In this case, after intensive shaking of the sample, measure the height of the column of the formed foam cap of the process fluid, determine the time from the moment of shaking the sample until the foam falls to 1/10 of the initial height of the column of foam (multiplicity 0.1) and measure the time from the moment of shaking the sample until it disappears completely foam. When the multiplicity of the foam is not less than 0.1 and the life of the foam cap is not less than 10 seconds, a conclusion is made about the presence of a surfactant in the process fluid. The concentration of surfactant is determined by means of calibration curves previously constructed as a result of studies of the foaming properties of process fluids. The method allows to determine the presence of surfactants in process fluids with a content of 0.04% (mass.) Or more.
Сущность способа иллюстрируется графическими материалами, где представлены калибровочные кривые для определения концентрации ПАВ в технологических жидкостях, отражающие зависимость высоты столба пены (см) от концентрации поверхностно-активных веществ (% масс.) на примере подтоварной воды плотностью 1,01 г/см3, содержащей: на фиг. 1 - ПАВ Концентрат ГФ-1 «З», на фиг. 2 - ПАВ Нефтенол-МЛ, на фиг. 3 - ПАВ Алдинол-МК.The essence of the method is illustrated by graphic materials, which show calibration curves for determining the concentration of surfactants in process fluids, which reflect the dependence of the height of the foam column (cm) on the concentration of surfactants (% wt.) Using commercial water with a density of 1.01 g / cm 3 , comprising: in FIG. 1 - surfactant concentrate GF-1 "Z", in Fig. 2 - surfactant Neftenol-ML, in FIG. 3 - surfactant Aldinol-MK.
Предлагаемый способ определения концентрации поверхностно-активных веществ осуществляют следующим образом.The proposed method for determining the concentration of surfactants is as follows.
Для проведения измерений необходимо следующее оборудование, реактивы и материалы: цилиндр мерный, пробка, линейка, секундомер электронный, технологическая жидкость, содержащая ПАВ.For measurements, the following equipment, reagents and materials are required: a graduated cylinder, a cork, a ruler, an electronic stopwatch, a process fluid containing a surfactant.
Для проведения испытаний ополаскивают мерный цилиндр и отбирают технологическую жидкость в объеме, не превышающем 30% высоты цилиндра. Закрывают мерный цилиндр пробкой. Производят встряхивание с максимальной интенсивностью. Затем после встряхивания замеряют высоту столба образовавшейся пенной шапки с помощью линейки. Также замеряют время с момента встряхивания пробы до падения пены до 1/10 от первоначальной высоты столба пены (кратность пены 0,1) и замеряют стабильность пены (время жизни пены) - время от момента встряхивания пробы до полного исчезновения пены.For testing, rinse the graduated cylinder and take out the process fluid in a volume not exceeding 30% of the height of the cylinder. Close the graduated cylinder with a stopper. Shake with maximum intensity. Then, after shaking, measure the height of the column of the resulting foam cap using a ruler. Also measure the time from shaking the sample until the foam drops to 1/10 of the initial height of the foam column (foam 0.1) and measure the stability of the foam (foam life) - the time from shaking the sample until the foam disappears completely.
При кратности пены не менее 0,1 (1/10 от высоты столба пены) и продолжительности жизни пенной шапки не менее 10 секунд, делают заключение о наличии ПАВ. Технологические жидкости без добавления ПАВ стабильны и при встряхивании не вызывают пенообразования.When the foam is not less than 0.1 (1/10 of the height of the column of foam) and the lifespan of the foam cap is at least 10 seconds, a conclusion is made about the presence of a surfactant. Process fluids without the addition of surfactants are stable and do not cause foaming when shaken.
Определение концентрации ПАВ, присутствующих в технологической жидкости, производят посредством калибровочных кривых. Калибровочные кривые получены в результате экспериментальных исследований технологических жидкостей, содержащих известные ПАВ в установленных концентрациях, и значения калибровочных кривых занесены в базу данных. Выбор калибровочной кривой зависит от вида (марки) ПАВ, содержание которого определяют в технологической жидкости.The concentration of surfactants present in the process fluid is determined by means of calibration curves. Calibration curves were obtained as a result of experimental studies of process fluids containing known surfactants in established concentrations, and the values of the calibration curves are entered into the database. The choice of the calibration curve depends on the type (grade) of surfactant, the content of which is determined in the process fluid.
Были проведены лабораторные исследования по определению трех реагентов (ПАВ) Алдинол-МК, Концентрат ГФ-1 «З», Нефтенол-МЛ в технологической жидкости (подтоварная вода плотностью 1,01 г/см3). В мерные цилиндры объемом 18 мл (цена деления 0,2 мл) помещали исследуемую подтоварную воду в количестве 5 мл и добавляли в них ПАВ в количестве 0; 0,04; 0,1; 0,24; 0,5; 1% (масс.) с учетом регламентного содержания реагентов. Объем жидкости в цилиндре не должен превышать 30% от высоты используемой емкости.Laboratory studies were conducted to determine the three reagents (surfactants) Aldinol-MK, Concentrate GF-1 "Z", Neftenol-ML in the process fluid (produced water with a density of 1.01 g / cm 3 ). In measuring cylinders with a volume of 18 ml (division value 0.2 ml), the investigated product water was placed in an amount of 5 ml and surfactant was added in them in an amount of 0; 0.04; 0.1; 0.24; 0.5; 1% (mass.) Taking into account the regulatory content of reagents. The volume of fluid in the cylinder should not exceed 30% of the height of the used tank.
Далее поочередно проводили интенсивное встряхивание проб в закрытых цилиндрах в течение 15-20 секунд и замеряли высоту столба пенной шапки, а также время с момента встряхивания до падения пены кратностью 0,1 (1/10 от высоты столба пены). Замеряли продолжительность жизни пенной шапки (время от момента встряхивания до полного исчезновения пены в растворе). По результатам исследований, представленным в таблице, построены калибровочные кривые (фиг. 1, 2, 3) для определения содержания ПАВ экспресс-методом в технологической жидкости.Then, alternately, intensive shaking of the samples in closed cylinders was carried out for 15-20 seconds and the height of the column of the foam cap was measured, as well as the time from the moment of shaking until the foam fell, a factor of 0.1 (1/10 of the height of the column of foam). We measured the life of the foam cap (the time from the moment of shaking to the complete disappearance of the foam in the solution). Based on the research results presented in the table, calibration curves were constructed (Figs. 1, 2, 3) to determine the surfactant content by the express method in the process fluid.
Выводы. В результате проведенных лабораторных исследований обнаружено, что все три исследованных реагента ПАВ обладают пенообразующей способностью. Все реагенты показали кратность пены более 0,1 (1/10 от высоты столба пены) и продолжительность жизни пенной шапки более 10 секунд. Реагент Алдинол-МК дает наибольшую высоту шапки пены от 6,1 до 7,8 см при дозировках в подтоварной воде от 0,04 до 1% (масс.), то есть обладает наилучшей пенообразующей способностью. Встряхивание раствора Концентрата ГФ-1 «З» в подтоварной воде концентрацией 0,24% (масс.) приводит к образованию пенной шапки высотой 7,7 см, при уменьшении концентрации высота шапки уменьшается в 2 раза (3,3-3,8 см). Растворы в подтоварной воде Нефтенола-МЛ показали наименьшую пенообразующую способность, высота пенной шапки составила 1,4-2,1 см.Findings. As a result of laboratory studies, it was found that all three investigated surfactant reagents have a foaming ability. All reagents showed a multiplicity of foam of more than 0.1 (1/10 of the height of the column of foam) and a lifespan of the foam cap for more than 10 seconds. The reagent Aldinol-MK gives the highest height of the head of the foam from 6.1 to 7.8 cm at dosages in produced water from 0.04 to 1% (mass.), That is, it has the best foaming ability. Shaking the solution of the concentrate GF-1 "Z" in produced water with a concentration of 0.24% (mass.) Leads to the formation of a foam cap with a height of 7.7 cm, with a decrease in concentration, the height of the cap decreases by 2 times (3.3-3.8 cm ) Solutions in the produced water Neftenol-ML showed the least foaming ability, the height of the foam cap was 1.4-2.1 cm.
Таким образом, проведенные исследования показывают возможность применения данного способа экспресс-оценки наличия и концентрации ПАВ для всех трех реагентов: Нефтенол-МЛ, Концентрат ГФ-1 «З», Алдинол-МК.Thus, the studies show the possibility of using this method of rapid assessment of the presence and concentration of surfactants for all three reagents: Neftenol-ML, Concentrate GF-1 "Z", Aldinol-MK.
Аналогичные лабораторные исследования были проведены для растворов тех же ПАВ в других технологических жидкостях:Similar laboratory studies were conducted for solutions of the same surfactants in other process fluids:
- раствор глушения NaCl с плотностями: 1,06; 1,12; 1,18 г/см3;- NaCl quenching solution with densities: 1.06; 1.12; 1.18 g / cm 3 ;
- раствор глушения KCl с плотностями: 1,06; 1,11; 1,16 г/см3;- KCl quenching solution with densities: 1.06; 1.11; 1.16 g / cm 3 ;
- раствор глушения CaCl2 с плотностями: 1,05; 1,15; 1,25; 1,35 г/см3.- killing solution CaCl 2 with densities: 1.05; 1.15; 1.25; 1.35 g / cm 3 .
Предлагаемый способ определения концентрации поверхностно-активных веществ анионного типа в технологических жидкостях используется при выполнении контроля качества приготовленных технологических жидкостей, применяемых для глушения скважин Вынгаяхинского месторождения Филиала «Газпромнефть-Муравленко» ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз».The proposed method for determining the concentration of anionic surfactants in process fluids is used to perform quality control of prepared process fluids used to kill wells in the Vyngayakhinskoye field of the Gazpromneft-Muravlenko Branch of Gazpromneft-Noyabrskneftegaz OJSC.
Способ отличается существенной простотой и обладает следующими преимуществами: для его осуществления не требуется дорогостоящего сложного оборудования и химических реагентов, измерения можно проводить в режиме реального времени как в лабораторных, так и в полевых условиях. Изобретение находит широкое применение в нефтедобывающей промышленности для экспресс-анализа с целью контроля качества технологических жидкостей, содержащих ПАВ на соответствие регламентным показателям.The method is notable for its essential simplicity and has the following advantages: its implementation does not require expensive sophisticated equipment and chemical reagents, measurements can be carried out in real time both in laboratory and in the field. The invention is widely used in the oil industry for rapid analysis in order to control the quality of process fluids containing surfactants for compliance with regulatory indicators.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143969/15A RU2564946C1 (en) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143969/15A RU2564946C1 (en) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2564946C1 true RU2564946C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014143969/15A RU2564946C1 (en) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2564946C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1191822A1 (en) * | 1984-02-16 | 1985-11-15 | Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Химической Промышленности "Уралвниихимпроект" | Method of quantitative determination of anionic surfactant |
| RU2041460C1 (en) * | 1992-05-28 | 1995-08-09 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Method of determination of anionic surface-active substances |
| RU2199107C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-20 | Открытое акционерное общество "Лианозовский молочный комбинат" | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium |
| RU2469291C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method of determining concentration and identifying surfactants in aqueous solutions |
-
2014
- 2014-10-30 RU RU2014143969/15A patent/RU2564946C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1191822A1 (en) * | 1984-02-16 | 1985-11-15 | Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Химической Промышленности "Уралвниихимпроект" | Method of quantitative determination of anionic surfactant |
| RU2041460C1 (en) * | 1992-05-28 | 1995-08-09 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Method of determination of anionic surface-active substances |
| RU2199107C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-20 | Открытое акционерное общество "Лианозовский молочный комбинат" | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium |
| RU2469291C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method of determining concentration and identifying surfactants in aqueous solutions |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ Р 51022-97 Товары бытовой химии. Методы определения анионного поверхностно-активного вещества. Дата введения 01.01.1998. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bandforuzi et al. | Application of non-ionic surfactant as a developed method for the enhancement of two-phase solvent bar microextraction for the simultaneous determination of three phthalate esters from water samples | |
| WO2013039980A1 (en) | Method for selection of surfactants in well stimulation | |
| Penido et al. | Surfactant as selective modulator in the partitioning of dyes in aqueous two-phase systems: a strategy for separation | |
| Noto et al. | Determination of seawater salinity by ultraviolet spectroscopic measurements | |
| RU2564946C1 (en) | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids | |
| Huang et al. | Measurements and simulation of the polyethylene glycol 1000–water–KCl ternary system at 288.2, 298.2, and 308.2 K | |
| Topolnicki et al. | Effect of protic ionic liquid and surfactant structure on partitioning of polyoxyethylene non‐ionic surfactants | |
| KR102087215B1 (en) | Recognition kits and methods for harmful heavy metals | |
| Yohannes et al. | Single drop microextraction analytical technique for simultaneous separation and trace enrichment of atrazine and its major degradation products from environmental waters followed by liquid chromatographic determination | |
| Liao et al. | A simple, rapid and sensitive ultraviolet-visible spectrophotometric technique for the determination of ultra-trace copper based on injection-ultrasound-assisted dispersive liquid–liquid microextraction | |
| RU2595810C1 (en) | Method for quantitative determination of group of fluorescent and ion indicators in formation water at their joint presence | |
| Altunay et al. | Determination of low levels of Cd (II) in cosmetic products by spectrophotometry after separation/preconcentration with cloud point extraction | |
| Nizamani et al. | Vortex-Assisted Modified Dispersive Liquid–Liquid Microextraction of Trace Levels of Cadmium in Surface Water and Groundwater Samples of Tharparkar, Pakistan, Optimized by Multivariate Technique | |
| R⊘ yset et al. | Effect of dissolved humic compounds on the determination of aqueous aluminium by three spectrophotometric methods | |
| US3528776A (en) | Method for determination of copper-chrome-arsenic preservatives in treated wood | |
| Chevalier et al. | A novel experimental approach for studying spontaneous imbibition processes with alkaline solutions | |
| WO2021215944A3 (en) | A method for biotesting of a condensed phase substances and/or mixtures ecotoxicity and use of the method in ecotoxycology | |
| SU1712863A1 (en) | Method of determination of surfactants | |
| Dolenko | Sorption-photometric method for determination of sodium dodecyl sulfate with Methylene Blue in the presence of non-ionic surfactant | |
| CN105021436B (en) | A kind of pesticide extracting solution and its application | |
| RU2810919C1 (en) | Method for laboratory determination of mineralization of formation and pore water of low permeability rocks | |
| Elipasheva et al. | Extraction-photometric selective determination of trace perchlorates in potable waters | |
| RU2407001C2 (en) | Method of determining riboflavin in aqueous solution | |
| SU1204999A1 (en) | Method of determining water content in samples of oil and water-saturated rock | |
| Dolenko et al. | Sorption of methylene blue on polyurethane foam and its use for determination of anionic SAS |