Отраслевой стандарт ОСТ 39-234-89 "Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение содержания сероводорода" (утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 6 февраля 1989 г. N 100)
Дата введения 1 июля 1990 г.
Срок действия 1 января 1991 г.
Настоящий стандарт распространяется на пластовые и нефтепромысловые воды с температурой не более 45°С, используемые для закачки с целью заводнения нефтяных пластов.
Стандарт не распространяется на воду, содержащую отработанные сернистые щелочные стоки, а также на воду для щелочного заводнения, с добавкой различных вытесняющих растворов и композиций (растворов ПАВ, ингибиторов коррозии, бактерицидов, полимеров-загустителей и некоторых других реагентов) в случае возможности необратимого химического взаимодействия последних с сероводородом или с реактивами, использующимися при количественном определении сероводорода.
Стандарт также не распространяется на воду после очистки от сероводорода, связанной с его окислением (отдувка воздухом, хлорирование, электрохимическая очистка и т. д.).
Стандарт устанавливает два метода определения содержания сероводорода и его ассоциатов в нефтепромысловых водах: йодиметрический (в двух вариантах) и фотометрический, а также методику расчета содержания недиссоциированного сероводорода с учетом ионной силы раствора.
Стандарт применяется:
при оценке пригодности пластовых вод или их смесей с пресными водами в качестве агента для заводнения продуктивных коллекторов;
при обосновании технологии очистки нефтепромысловых сточных вод от сероводорода;
при разработке мероприятий по борьбе с коррозией нефтепромыслового оборудования;
при выборе источника водоснабжения для технических процессов нефтедобычи;
при разработке мероприятий по защите окружающей среды от загрязнения сероводородом и соблюдению норм техники безопасности.
1. Сущность методов анализа
1.1. йодиметрический метод
Метод основан на окислении сероводорода и его ассоциатов в кислой среде йодом взятым в избыточном количестве. Количество йода, израсходованного на окисление, определяют по разности между прибавленным количеством йода и его избытком, который оттитровывают тиосульфатом.
Йодиметрическое определение осуществляется в двух вариантах. В первом варианте происходит превращение ассоциатов сероводорода в умеренно кислой среде в сероводород, который при этих условиях количественно титруется йодом с образованием йодид-ионов и элементарной серы:
- +
J2 + Н2S ──► 2J + S│ + 2Н
▼
Второй вариант анализа характеризуется регенерацией сероводорода из осадка сульфида кадмия, полученного из законсервированной пробы по реакции:
+ 2+
CdS + 2Н ──► Н2S + Cd
Выделившийся сероводород сразу же связывается взятым в избытке титрованным раствором йода, как и в первом варианте.
1.1.1. Определению йодиметрическим методом мешает присутствие в воде органических и неорганических веществ, реагирующих с йодом. Наиболее типичным мешающим компонентом является соединения закисного железа. Мешающее действие остальных компонентов обычно проявляется при сравнительно малых концентрациях сероводорода (менее 50 мг/л) и может учитываться при анализе проведением "холостого" титрования в сочетании с консервацией уксуснокислым раствором ацетата кадмия.
1.1.2. Применение йодиметрического метода рекомендуется для концентрации сероводорода и его ассоциатов 5 мг/л и выше (без установления предела концентрации). В зависимости от концентрации анализируемых компонентов относительное стандартное отклонение изменяется в следующих пределах, %:
| 5-25 мг/л | - | 7-3 |
| 25-50 мг/л | - | 3-1,5 |
| 50-150 мг/л | - | 1,5-0,7 |
| Более 150 мг/л | - | 0,7-1 |
1.2. Фотометрический метод
Метод основан на образовании метиленовой сини при взаимодействии сероводорода с п-фенилендиамином и его производными в присутствии растворимых солей окисного железа.
Избыток окрашенных ионов окисного железа непосредственно перед измерением оптической плотности связывается фосфорной кислотой в бесцветный комплекс.
1.2.1. При фотометрическом методе анализа мешающее влияние оказывают вещества, непосредственно вступающие в реакцию с сероводородом, коллоидная сера, тиосульфаты, растворимые соединения меди, окрашенные вещества, находящиеся в воде в растворимом или коллоидном состоянии, а также тонкодисперсные эмульсии нефти и нефтепродуктов. Фильтрованием анализируемой воды через достаточно плотный фильтр содержания# в ней эмульгированной нефти можно значительно снизить. Влияние окрашенных веществ и тонкодисперсных эмульсий на результат анализа компенсируется холостым замером оптической плотности исследуемой воды после проведения всех операций, за исключением добавки раствора п-фенилендиамина или его производных.
1.2.2. Минимальная концентрация сероводорода и его ассоциатов, определяемая фотометрическим методом - 0,05 мг/л, максимальная - 5 мг/л. Относительное стандартное отклонение в зависимости от концентрации анализируемых компонентов изменяется при этом методе следующим образом: при содержании 1-5 мг/л - от 7 до 3%; менее 1 мг/л - от 15 до 7%.
2. Отбор проб
2.1. В зависимости от целей анализа применяют разовый или серийный отбор проб. При серийном отборе проб каждая проба берется в определенной связи с остальными (зональный отбор, отбор через определенные промежутки времени и т. д.).
2.2. Места и интервалы отбора проб определяются согласно проекту установок систем подготовки воды для заводнения, но могут изменяться или уточняться руководством данных установок после согласования с главным инженером нефтегазодобывающего управления.
2.3. Лица, занимающиеся отбором проб, проходят специальный инструктаж.
2.4. В случае, если анализ пробы непосредственно после отбора невозможен, ее консервируют. Способы консервации и условия их применения приведены в разделе 3 и приложении 4.
2.5. Для отбора и хранения проб следует использовать химически чистые емкости объемом 0,5 л с герметически закрывающимися пробками. Если при отборе проб имеет место консервация раствором ацетата кадмия, то при предполагаемом содержании сероводорода и его ассоциатов 300-800 мг/л пробы следует отбирать в емкости вместимостью 100 мл, а при содержании более 800 мг/л - в емкости вместимостью 50 мл.
2.6. Перед отбором пробы следует слить воду из пробоотборного крана в количестве не менее 10 объемов пробоотборника.
2.7. При отборе проб необходимо избегать контакта воды с воздухом.
Для этого на пробоотборный кран надевают резиновый шланг со стеклянной трубкой на конце. Конец трубки должен доходить до дна емкости, в которую отбирается проба.
2.8. Перед заполнением емкость промыть три раза исследуемой водой. Заполнение проводят достаточно быстро, но без диспергирования пузырьков воздуха.
При предварительной подготовке емкостей для консервации проб добавкой нужных количеств реактивов в лаборатории емкости анализируемой водой не ополаскивать.
2.9. При отборе проб в морозную погоду в емкости с притертой стеклянной пробкой в сосуде следует оставлять небольшое воздушное пространство.
2.10. После отбора проб воды в рабочем журнале указывают следующие сведения:
дата отбора пробы (год, месяц, число, час);
место отбора;
вид и происхождение воды;
температура отбираемой воды;