Вместе с нефтью и газом в пласте залегает вода. Пластовые воды делятся на: подошвенные, краевые, промежуточные, остаточные, и представляют собой единую гидродинамическую систему продуктивного пласта. Пластовая продукция содержит свободную и связанную воду и характеризуется влагосодержанием.
Настоящая методика предназначена
для количественного определения
воды в нефти и жидких нефтепродуктах.
Сущность метода состоит в нагревании пробы с нерастворимым в воде
растворителем и измерении объема выделения сконденсированной воды.
Аппаратура, реактивы и материалы
При количественном определении
содержания воды в нефтепродуктах применяются следующая
аппаратура, реактивы и материалы: аппарат для количественного определения
содержания воды в нефтяных, пищевых и других продуктах по ГОСТ 1594-69 (рис.
4.1), допускается применять колбу с нормальным шлифом типа КШ 15140 по ГОСТ
10394-72 вместимостью 500, 1000 и 2000 см3 с прямым переходом типа
П1 по ГОСТ
9425-71 или металлический дистилляционный сосуд
вместимостью 500,1000, 2000 см3
приемники-ловушки по ГОСТ 1594-69 со шкалой 25 см3 (при
ожидаемом содержании воды более 25 см 3), оснащенный запорным краном
или со шкалой 10 см 3 и 2 см 3; приемник-ловушка со
шкалой 5 см 3 ценой деления 0,1 см 3 погрешностью не
более 0,05 см 3; чашка фарфоровая №4 или 5 по ГОСТ 9147-80; цилиндр
измерительный номинальной вместимостью 100 мл по ГОСТ 1770-74; горелка газовая
или электрическое нагревательное устройство; холодильник с длиной кожуха не
менее 400 мм; палочка стеклянная
длиной около 500
мм с резиновым наконечником или металлическая
проволока такой же длины с утолщением на конце; пемза или неглазурованные фаянс
и фарфор, или запаянные с одного конца стеклянные капилляры, или олеин, или
силиконовая жидкость.
Растворители безводные углеводородные
Растворитель |
Нефтепродукт |
Толуол
технический по ГОСТ 14710-78, ксилол
технический по ГОСТ 9410-78 |
Битумы, нефтесодержащие асфальты, тяжелые котельные топлива |
Нефтяной
дистиллят с пределами Кипения от
100 до
200оС |
Нефть, жидкие битумы, мазуты, смазочные
масла, нефтяные сульфонаты и
другие нефтепродукты |
Нефтяной
дистиллят с пределами кипе- ния от
100 до
140 0С, изооктан по ГОСТ 4095-75 |
Пластичные смазки |
Подготовка
к испытанию
Отбор и подготовка проб по ГОСТ 2517-80 со следующими дополнениями.
Пробу испытуемого жидкого нефтепродукта хорошо перемешивают пятиминутным
встряхиванием в склянке, заполненной не более чем 1/3 емкости. Вязкие и
парафинистые нефтепродукты предварительно нагревают до 40–500С.
Дистилляционный
сосуд, приемник-ловушку и внутреннюю трубку холодильника промывают
последовательно бензином, ацетоном, водопроводной водой, ополаскивают
дистиллированной водой и сушат. При загрязнении стеклянные части прибора
промывают хромовой смесью, водопроводной водой, ополаскивают дистиллированной
водой и сушат.
В дистилляционную колбу вводят 100 см3 или 100 г пробы с
погрешностью не более 1 %. При применении приемника-ловушки со шкалой 10 см3
количество испытуемого образца (в зависимости от содержания воды) уменьшают
так, чтобы объем воды, собравшийся в приемнике-ловушке, не превышал 10 см3.
Цилиндром отмеривают 100 см3 растворителя и помещают в колбу,
тщательно перемешивают содержимое колбы до полного растворения испытуемого
нефтепродукта и прибавляют
в колбу несколько
кусочков неглазурованного фаянса или фарфора, или несколько капилляров
или 1 - 2 г олеина, или несколько капель силиконовой жидкости.
Маловязкие нефтепродукты (керосин,
дизельное топливо) допускается брать в колбу по объему. В этом
случае отмеряют цилиндром 100 см3 испытуемого продукта и выливают в
колбу. Продукт смывают со стенок цилиндра в колбу однократно 30 см3
растворителя и два раза по 25 см3.
Для нефтепродуктов с низким содержанием воды количество растворителя
может превышать 100 см3. Навеска нефтепродукта в граммах при этом
будет равна произведению его объема на плотность в г/см3.
Аппаратуру
собирают так, чтобы обеспечить герметичность всех соединений и исключить утечку
пара и проникание посторонней влаги.
Вместимость дистилляционного сосуда и приемника-ловушки выбирают в
зависимости от предполагаемого содержания воды в пробах. Включают приток
холодной воды в кожух холодильника.
Узкогорлую колбу (1) (см. рис. 4.1) соединяют непосредственно при
помощи шлифа, а широкогорлую при помощи перехода и шлифов с отводной трубкой
чистого и сухого приемника-ловушки (2).
К приемнику-ловушке присоединяют при помощи шлифа прочищенный ватой
холодильник.
При отсутствии аппарата с нормальными шлифами
соединения производят посредством корковых пробок. В этом случае срезанный
конец отводной трубки приемника-ловушки должен опускаться в колбу на 1 - 20 мм,
а нижний край косо срезанного конца трубки холодильника должен находиться против середины отводной трубки.
Во избежание пропуска паров корковые пробки заливают коллодиумом.
При резкой разницы
между температурой в
комнате и температурой воды,
поступающей в холодильник, верхний конец трубки холодильника следует закрывать
ватой во избежание конденсации атмосферной влаги внутри трубки холодильника.
Рис. 4.1. Прибор Дина и Старка
для определения содержания воды: 1 - холодильник; 2 -
калиброванная ловушка; 3 - колба | Рис. 4.2. Прибор ЛП-4 (Закса) для определения нефте-, водо- и
газонасыщенности паров: 1 - холодильник; 2 - ловушка;
3 - воронка Шотта; 4 - колба с растворителем |
Проведение
испытания
Включают нагреватель, содержимое колбы доводят до кипения и далее
нагревают так, чтобы скорость конденсации дистиллята в приемник была от 2 до 5
капель в 1 секунду.
Если в процессе
дистилляции происходит неустойчивое каплеобразование, то
увеличивают скорость дистилляции
или останавливают на несколько минут приток охлаждающей воды в холодильник.
Если под конец перегонки в трубке холодильника задерживаются капли
воды, то их смывают растворителем, увеличив для этого на непродолжительное
время интенсивность кипячения.
Перегонку прекращают, как только объем воды в приемнике-ловушке не
будет увеличиваться и верхний слой растворителя станет совершенно прозрачным.
Время перегонки должно быть не менее 30 и не более 60 минут.
Оставшиеся на стенках трубки холодильника капельки воды сталкивают в
приемник-ловушку стеклянной палочкой
или металлической проволокой.
После того, как колба охладиться, а растворитель и вода в
приемнике-ловушке примут температуру воздуха в комнате, аппарат разбирают и сталкивают стеклянной палочкой
или проволокой капельки воды со стенок приемника-ловушки.
Если в приемнике-ловушке со шкалой 25 см3 собралось более 25
см3 воды, то излишки выпускают в градуированную пробирку.
Если в приемнике-ловушке собралось небольшое количество воды (до 0,3 см3)
и растворитель мутен, то приемник-ловушку помещают на 20-30 мин в горячую воду
для осветления и снова охлаждают до комнатной температуры.
Затем
записывают объем воды, собравшейся в приемнике-ловушке, с точностью до одного
верхнего деления занимаемой водой части приемника-ловушки.
Обработка
результатов
Массовую (X)
или объемную (Xi) долю
воды в процентах вычисляют по формулам:
Х
= 100 Vo / m (4.1)
Х1
= 100 Vo / V,
(4.2)
где: VО
- объем воды в приемнике-ловушке, см 3;
m - масса пробы, г;
V - объем пробы, см 3.
Количество воды в приемнике-ловушке 0,03 см 3 и меньше
считается следами.
Отсутствие воды в испытуемом нефтепродукте определяется состоянием, при
котором в нижней части приемника-ловушки не видно капель воды.
В сомнительных случаях отсутствие воды проверяется нагреванием
испытуемого нефтепродукта в пробирке, помещенной в маслянистую баню, до
температуры 150О С. При этом отсутствием воды считается случай,
когда не слышен треск.
Расхождения между результатами двух параллельных определений,
полученными одним лаборантом на одной и той же аппаратуре и идентичном
испытуемом материале в одинаковых условиях не должны превышать:
1. 0,1 см3
- при объеме воды, меньшем или равном 1,0 см3;
2. 0,1 см3
или 2 % от среднего значения (в зависимости от того, какая из этих величин больше)
- при объеме воды более 1,0 см3.
Расхождения между двумя результатами, полученными разными лаборантами,
в разных лабораториях, на одинаковом испытуемом материале не должны превышать:
1. 0,2 см3
- при объеме воды, меньшем или равном 1,0 см3;
2. 0,2 или 10
% от среднего значения (в зависимости от того какая из этих величин больше) -
при объеме воды более 1,0 см3, но менее 10 см3;
3. 5 % от величины среднего результат - при объеме
воды более 10 см3.