油田污泥的组分分析
第32卷第5期2003年5月辽 宁 化 工Liaoning Chemical Industry Vol. 32, No. 5May, 2003
分析检测
油田污泥的组分分析
冯志平, 王 娟, 陈龙花
(中国石化江汉分公司勘探开发研究院, 湖北潜江433124)
摘 要: 油田开发过程中会产生大量的污泥, 对油田污泥进行综合利用的前提条件是必须分析污泥的组分。本文详细地介绍了油田污泥的含水率、可溶盐含量、有机质含量的测定方法, 并通过差减法得到了污泥的固含量。
关 键 词: 污泥; 有机质; 可溶盐; 固含量
中图分类号: TE 992. 3 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2003) 05022602
油田开发进入中后期后, 其综合含水率迅速上升, 产生了大量的污水, 污水经过沉降后就形成了污泥。这种油田污泥含有较多有害的有机质, 对环境造成污染, 目前没有很好的处理方法。因
此, 各油田从环保和经济效益的角度出发, 对污泥的综合利用进行了大量的研究, 主要是用污泥作为调配剂和将污泥固化后做建筑材料。为了有效的利用污泥, 准确分析污泥的组分是非常必要的。
油田污泥是由固相颗粒、有机质、水及水中溶
解的可溶盐(某一油田污泥水分析结果见表1) 组成。其固相颗粒是原油开采过程中带入的泥沙、岩屑等颗粒, 这些颗粒粒径大小很不均匀, 细小的颗粒悬浮在污泥的水中, 大的颗粒沉降在污泥的
底部(表2和图1说明某油田污泥的固相颗粒分布情况) 。有机质主要包括原油、细菌和腐植质等, 它们一部分以浮油的形式漂浮在污泥的中上部, 还有一部分分散或吸附在污泥中。这样一个复杂的体系, 使得油田污泥的组分分析难度加大。
总矿化度 104mg L 19. 5
表1 某油田污泥水分析结果表
油田
pH 6. 6
离子含量 (mg L -1)
Na +
+K +
Ca 2+395
Mg 2+184. 1
Cl -1. 15 105
CO 2-3/
HCO -32025
SO 2-41905
7. 55 104
表2 某油田污泥固相颗粒粒径分布结果表
粒径d m 粒度分布 %
d
5
34. 12
23. 25
9.
91
通过对某一油田污泥组分的反复分析测试, 确定了一套较为合理的分析方法。
1 污泥含水率的测定
1. 1 烘干法
计算公式:
x=1-(m2-m 1)
100%m
污泥的含水率, %; , g; , g 残渣 的质量, g
式中:x m m 1 m 2
收稿日期: 2003 02 26
: ) , ,
第32卷第5期 冯志平等:油田污泥的组分分析 227
1. 2 蒸馏法
依照 GB26-77 原油产品含水率测定方法, 称取10g 左右的污泥, 放入250mL 的圆底烧瓶中, 用50mL 的汽油溶解。将此圆底烧瓶连上接受器, 接受器上连接冷凝管, 在100 条件下加热回流。当接受器中水的体积不再增加, 而水层上的溶剂完全透明时, 停止加热, 记录接受器中的水的体积数。用同样的方法, 用50mL 汽油做空白实验。然后计算污泥的含水量水率, 其计算公式为:
x=
V 2-V 1) *
100%污泥的含水率, %; , g;
50mL 汽油的含水量, 即空白值, mL; 50mL 汽油的含水量, mL
溶剂反复冲洗, 所有的滤液用烧杯来承接, 直到从漏斗下段滤出的液体达到荧光三极为止, 烧杯于50 左右的环境中挥干, 称量烧杯和有机质的量。从而计算污泥中有机质的含量, 其计算公式为:
y=
(m 2-m 1)
100%m
污泥的可溶盐含量, %; , g; , g; , g
式中:y m m 1 m 2
式中:X m V 1 V 2
4 污泥固含量确定
根据以上方法, 得到了污泥的含水率、可溶盐含量及有机质含量, 用差减法可以得到污泥的固含量。其计算公式为:
w 4=1-w 1-w 2-w 3式中:w 4 w 1 w 2 w 3
, %; 污泥的含水率, %; 污泥可溶盐含量, g; 污泥的有机质含量, %
*由于在室温下水的密度可近似为1, 故可用水的体积数m L 来代替水的质量g 。
2 污泥可溶盐含量的测定
2. 1 洗涤法
用烧杯精确称取10g 左右的污泥, 过滤, 滤
饼用蒸馏水反复冲洗, 直到从漏斗下段滤出的液体用0. 05%的硝酸银溶液检查不出氯离子为止, 将烧杯于105 左右烘干, 称量烧杯和盐的总质量。从而计算污泥中可溶盐的含量, 其计算公式为:
(m 2-m 1) x= 100%
m 式中:x m m 1 m 2
, %, g; , g , g
5 结果与讨论
用两种方法测定了某油田污泥的含水率、可溶盐含量, 其分析结果见表3。
表3 某油田污泥含水率的不同方法测定结果对比
方法烘干法蒸馏法
污泥的含水率 %
63. 4162. 78
方法洗涤法容量法
污泥的可溶盐含量 %
18. 0316. 98
由表3看出, 用烘干法和蒸馏法测定的污泥含水率结果很接近, 且均较方便; 用洗涤法和容量法测定污泥的可溶盐含量, 结果也比较接近, 但是由于容量法没有做污泥滤出水的全分析, 即没有考虑滤出水中的高价阳离子以及一些微量元素的含量, 故容量法相对误差较大, 因此用洗涤法测定污泥中的可溶盐含量结果比较准确。
参考文献
1 华东石油学院分析化学教研室编. 分析化学实验, 1985. 122 GB26-77. 原油产品含水率测定方法
3 SY T 5118-1995. 岩石中氯仿沥青的测定脂肪抽提器法
2. 2 容量法
取澄清、透明的油田污泥的滤出水作水质分析, 可以得到水的总矿化度, 再结合污泥的含水率, 即可计算出污泥的可溶盐含量。其计算公式为:
y=x 1 x 2 10式中:y x 1 x 1
-4
, %;, %;
, mg L
3 污泥有机质含量的测定
(下转第230页)
230 辽 宁 化 工 2003年5月
图3 3种过渡段的应力指数及随值的变化曲线
1、2-中心线重合; 3、4-内壁重合; 5、6-外壁重合
对于应力指数m , 内壁重合过渡段的数值都小于1. 5, 局部薄膜应力能满足应力分类法的要求。对于外壁重合过渡段及壁厚中心线重合过渡段, 当 较小时m 将大于1. 5。
在实际的受压元件中, 若大、小端处筒体的材料相同, 由于小端处筒体的壁厚 2小于大端处的壁厚 1, 设计时应要求小端处筒体的环向薄膜应力等于材料许用应力, 故大端处筒体环向薄膜应力将小于材料许用应力, 因此, 图3中的应力指数可以降低 2 1倍。一般情况下, 当 值不很小时, 取过渡段壁变化梯度不大于1 3~1 4, 是可以满足强度要求的。但当 很小时, 若采用壁厚中
心线重合过渡段或外壁重合过渡段, 应对元件结构进行具体分析, 尽可能取较小的过渡段壁厚变化梯度, 以确保元件安全。
上述分析中, 并没有考虑峰值应力对元件强度的影响。在小端处由于存在锐角, 会出现一定的峰值应力, 但由于小端处的应力水平较低, 且当壁厚变化梯度为1 3~1 4时, 锐角不大于19 , 故在一般情况下峰值应力不致于会影响元件强度。
参考文献
1 钢制压力容器. GB150-1998
2 蒋智翔. 材料力学. 北京:清华大学出版社
3 李之光, 蒋智翔. 锅炉爱压元件强度. 北京:技术标准出版
社, 1980
The Stress Analysis and Its Application of Rotationally
Symmetrical S hell at the Geometrical Discontinuity
BAO Ri dong , Z HANG En xiang
Abstract :The stress calculation formulas were put forward and analysed throu gh the theories of membrane s tresses and simple periphery effects. On this basis, three kinds of transitional thickness gradient changes of unequal thickness shell were analysed and some relevant conclusions were drawn.
Key words :Axial symmetry ; Rotational shell; Geometrical discontinuity ; Stress analysis
(上接第227页)
The Analysis of Sludge Components of Oilfields
FE NG Zhi ping , W ANG Juan , C HENG Long hua
(The Research Institu te of Explorati on and Developmen t , Jianghan oilfield Company, SINOPEC, Qianjiang 433124, China)
Abstract :The oilfield develop ment produced a large number of sludge. The key to using the sludge was to know its components. such as the contents of water , soluble salts, and organic matter. the analytical methods of the sludge and the content calculation methods of all its components were introduced in this paper.
Key words :Sludge; Soluble salts; Organic matter; The content of solid