吳愛芳

（大連華信理化檢測中心有限公司，遼寧 大連 116000）

一、前言

石油是不可再生的資源，在短期內(nèi)沒有重大勘探發(fā)現(xiàn)的情況下，如何從已有油井中抽出更多的石油具有重要意義，尤其是對于我國這樣石油儲量并不豐富的國家更為重要。我國的石油油田開發(fā)大都已進(jìn)入中后期開采階段，隨著對油藏地層結(jié)構(gòu)的重新認(rèn)識，各油田在開采地下石油的同時，為保持石油的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，保持地層的能量平衡，從地面向地層注水，以補充由于開采地下石油造成的地層能量損失，即采用以水驅(qū)油的原理提高石油采收率。

本工作為油田生產(chǎn)和科學(xué)研究的前期實驗室研究，主要對新型示蹤劑氟代苯甲酸進(jìn)行定性和部分定量分析，采用氣相譜為分析儀器。為新型示蹤劑的研究提供了一些參考數(shù)據(jù)，也為油田的生產(chǎn)提供一些參考信息。

二、實驗原理

氟代苯甲酸與PFBBr發(fā)生衍生反應(yīng)，以下對氟代苯甲酸的檢測都是在衍生化后采用氣相色譜儀器完成的。以鄰氟苯甲酸為例，氣相色譜法檢測氟代苯甲酸的衍生反應(yīng)方程式如下：

三、實驗內(nèi)容

稱取各種氟代苯甲酸0.02g，配制成0.02g/ml氟代苯甲酸/乙睛溶液，稀釋50倍。

取稀釋后的氟代苯甲酸/乙睛溶液、0.2%(v/v)PFBBr/乙腈溶液以5：3的體積混合，加入少量固體碳酸鈉(鉀)粉末置于衍生玻璃管內(nèi)密封，放至在90℃恒溫水浴中加熱35 min后取出，冷卻至室溫。

氣相色譜檢測條件

載氣：高純氮(純度≥99.99%)；檢測器：FID檢測器；流量：60mL/min；柱流量(INJ)：320mL/min；進(jìn)樣口溫度(DET)：250℃；P：100Pa；M：100Pa；AIR：50Pa；H2：60Pa；進(jìn)樣量：0.6μL。

分離度R能判斷相鄰組分在色譜柱的分離情況，是色譜的分離效能指標(biāo)。當(dāng)R＝1時說明分離程度達(dá)98%，R＝1.5時說明分離程度達(dá)99.7%。通常以R是否大于1.5來確定兩物質(zhì)是否能完全分開。

分離度的計算公式如下：

R= 2(tR(2)- tR(1))/ (Y1+Y2)

式中：tR(1)和tR(2)分別為兩組分的保留時間；

Y1和Y2為相應(yīng)組分的色譜峰的峰底寬度。

當(dāng)兩組峰的色譜峰分離較差，峰底寬度難于測量時，可用半峰寬代替峰底寬度，并用下式表示分離度：

R’= 2(tR(2)- tR(1))/ (Y1/2(1)+Y1/2(2))

式中：Y1/2(1)和Y1/2(2)為相應(yīng)組分的色譜峰的半峰寬度。

R’與R的物理意義相同，但數(shù)值不同，R＝0.59R’。

由于示蹤劑在樣品中的含量都是微量的，為了更直觀的顯示各類氟苯甲酸的保留時間，將下面所有氣相色譜的譜圖局部放大。

四、結(jié)論

采用氣相色譜儀對一氟取代苯甲酸、二氟取代苯甲酸和三氟取代苯甲酸進(jìn)行定性分析，到以下結(jié)論：

從180℃~205℃每隔5℃進(jìn)行的六組氣相色譜定性分析中，溫度越高衍生物質(zhì)的保留時間越短，峰與峰之間的距離也越近。不難看出，無論從峰型，峰高還是分離度來比較，只有在190℃時氟代苯甲酸的分離情況比較好，同類氟取代苯甲酸能完全分離，即一氟取代苯甲酸，二氟取代苯甲酸，三氟取代苯甲酸中任何兩種物質(zhì)在同一油田水樣中均能被檢測到。在其余柱溫下，雖有部分氟取代苯甲酸能被較好的檢測，甚至是個別檢測情況比190℃時的還好一點，但是不能全部檢測出氟取代苯甲酸。

實驗結(jié)果表明：一氟取代苯甲酸、二氟取代苯甲酸和三氟取代苯甲酸全部都能被檢測到。由于氟取代苯甲酸極易溶于油田的注入水中，在微量濃度下仍然能夠被檢測分析到，并且它具有較高的靈敏度和較好的微生物和化學(xué)穩(wěn)定性，它的性質(zhì)與水驅(qū)示蹤劑要求相吻合，所以氟取代苯甲酸是很好的新型水溶性油田指示劑。

五、展望

隨著對油藏地層結(jié)構(gòu)的重新認(rèn)識，各油田在開采地下石油的同時，為保持石油的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，保持地層的能量平衡，從地面向地層注水，以補充由于開采地下石油造成的地層能量損失，即采用以水驅(qū)油的原理提高石油采收率。

對于目前常用的水溶性油田指示劑來說，有的示蹤劑因為在大多數(shù)油田鹽水中是天然存在的，本底濃度的誤差大大影響了示蹤劑的準(zhǔn)確測量結(jié)果；有的是因為高昂的價格嚴(yán)重限制了它的實際應(yīng)用；另外一些示蹤劑的缺點是它的微生物穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較差，經(jīng)常是示蹤劑投入使用后分析檢測不出來。其原因是油藏本身是個巨大的還原體系，能夠使化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的示蹤劑發(fā)生化學(xué)變化。而且，常溫下油田中的大量細(xì)菌和微生物對示蹤劑有著明顯的生物降解作用。放射性示蹤劑的性能較好，但又存在環(huán)保和人員防護(hù)等問題，并且稍有不慎會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。再加上它們的投入成本高，獲得的經(jīng)濟利潤少，甚至有的還會造成經(jīng)濟虧損，這樣的水溶性油田指示劑即使投入了使用，也往往達(dá)不到預(yù)期的目的。

本實驗研究的新型水溶性油田指示劑具有高靈敏度、穩(wěn)定的微生物性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、投入成本低、對環(huán)境的污染小等優(yōu)點。將它應(yīng)用在我國油田油藏開發(fā)中，彌補我國目前井間貫通指示劑的缺點，為我國的原油開采事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。