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学试剂在剩余油饱和度测试中的应用 胡永锋 黄国勇 丁岳宏 (① 江人学地球物理与石油资源学院 ② 河南石汕勘探局测扑公司) 摘要：油田剩余油饱和度测试中用到的化学试剂从作用方式上分为示踪荆和增效荆两种．基于示踪剂能指示地层中的油、水分布状态的地层色谱测井技术是目前剩余油饱和测试中最精确的方法之一；增效剂扩大了测井技术的应用范围，为测量油气层饱和度提供了新手段，这类试刺的研究正往高效、简便、价廉的方向发展。 关键词：剩余油饱和度 测试 化学试剂 应用 地层剩余油饱和度的变化是油藏工程的主要研究目标之一，也是油田制定开发调整方案的主要依据， 剩余油饱和度的测试方法目前主要有单井测量，井问测量和物资平衡法三种。从作用方式上，可以将它们大致分为示踪剂和增效剂两类。示踪剂就是根据试剂在地层中的扩散结果，能判断地层中油、水的分布或通过模型能直接汁算出目标区域的剩余油饱和度；增效剂就是通过试剂在地层中的扩散，增JJu测井仪器的响应值，提高测量结果的精度。1 示踪剂 利用地层的色曾效应，用示踪荆测量残余饱和度，1968年应用于现场获得成功，文献报道国外现场试验达2IH)多q井 胜利油出于1981年开始了这方面的研究工作，该技术基本上在我国各油田部有过应用。现已经由合层单一示踪剂井问监测发展到分层多种示踪剂井间监测。 示踪剂是指易溶．在极低浓度下仍可检出，能指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向和渗流速度的物质。良好的示踪剂应满足的条件．见参考文献。 l.1 测量原理 该方法以示踪剂在储层中的色谱分离理沦及对流扩散理沦为基础，将注入和产出井间的地层看作一个色I袍柱，油视为不动相，注入水视为流动相 在注入井中同时注入两种示踪剂．一种是只溶于水的非分配型示踪剂，另一种是既溶千油又溶于水的可分配示踪剂 。非分配示踪剂只存在于流动相中．随注入水流经地层至产出井中间而分配型示踪剂在跟随注入水推进过程中，在其浓度梯度作用下．将从高浓度向低浓度的、相对不流动的油中扩敞。注入段塞通过后．浓度梯度相反，示踪剂分子将从相对不动相的油中向水中扩散。如果分配示踪剂在油和水中的分配比例不同，那么在注入井到产出井的流动过程中，它们会发生分离，造成分配示踪剂的滞后，滞后置的相对大小与剩余油饱和度S 有如下的定量关系： 式中：K为分配系数，即示踪剂在油相和水相中的浓度比。为分配示踪剂峰值保留时间，K值可以通过室内试验测到，t 、t_可以由现场测量到 从(1)式中可以看出，时问差越大，残余油量越大。1．2 技术特点 该技术具有以下优点：①单井示踪剂法测定残余油饱和度精度较高，可达±2％一3％PV；②测试半径较大．是井间距；③成功率高，达80％以上 它的缺点：①只能用于水淹层；②测定的只是平均残余油饱和度；③测试周期长，一个测试周期在ISd以上。 自单井化学示踪剂法测残余油饱和度的方法出现以来，人们不仅广泛应用于水驱开发油藏的残余油饱和度测试，而且还应用于进行三次采油项目中的效果浮价。后来．人们叉将其推广应用于碳酸岩盐油藏中的残余油饱和度的测试。随着石油工业的进一步发展，单井化学示踪荆测残余油饱和度在油田残余油饱和度评价中必将会得到更加广泛的应用。2 增效剂 测井是目前应用最广的剩余油饱和度测试方法，它大致也可以分为单井测量和井间测量两类。为了提高测井仪器的响应值，常常需要向井中注入特殊的化学药刺，在此我们将其通称为增效剂。这些药刺必须县备以下特{lE：①性能稳定，不与地层或地层中的其它填充物发生反应，耐温性能良好；② 在地层中的吸附嚣少；③ 扩散迅速，不会长时 影响测井结果；④ 价格适中；⑤ 无毒，易配制。2．1 增效剂在中子寿命测井中的应用 中子寿命测井是目前应用较多的一种测量地层剩余油饱和度的测井技术。中子寿命测井是利用地层中各种物质的“俘获截面”不同来测量地中流体的饱和度 在含油地层中流体主要是油、气、水，它们的俘获截面有差异，扣除地层骨架的影响，就能测得地层中主要流体的类型及其饱和度 这种技术最初只能用十高矿化度地层的剩余油饱和度测试。 我国陆上油田主要实行注水开发，且多数为低矿化度油藏。地层长期注水就会出现高产水牢的水淹现象，一般称这样的地层为“水淹层” 。为了以别水淹层．测井过程中向油井产液层中注腾高俘获截断增效剂的水溶液 这些增效剂只溶于水，基本不溶于油 。基于相渗透和离子扩散原理，含水饱和度不同，水淹层中增效刺的浓度和量也有差别 。含水率越高，增效剂的进入地层的量就越多，测量时俘获截叫曲线在各个水淹层中相对于基线呈现不同的异常值，就此能判断出地层中流体的主要成份及其饱和度 常用的增效剂有浓度为2％～3％硼酸水溶液和浓度为0．7％一l％钆络合物（Gd(En) CI。)的水溶液两种 该技术具有以下特点：① 测井周期短，一般l天就能完成测嚣．得到解释结果；②测量精度高达2％一4％饱和度常值，就此能判断出地层中流体的主要成份及其饱和度 。2．2 在并间电阻率测井中的应用 该技术又被称为电位法井问监测技术 。它的基本原理是在井间通以稳定的电流(电势)，形成人工电场，然后测量井间电势(电流)，从而求得地层电阻率。根据一些简化条件下的方程，可以得到井间剩余油饱和度的数值 具体的做法可以在井中电极加上直流或交流电势，建立井间电位，或者在一口井中加入还原溶液 例如UFeCI ，另一口井中加入氧化溶液，例如FeCI ，形成井下电池，测量两个电极间的电流，从而得到地层的视电阻率，反算井删剩余油饱和度。3 结束语 随着技术的发展．化学试剂正向高效、价廉的方向发展，示踪剂的检测理沦和方法也在不断完善。可以相倩，在不远的将来化学试剂在油田剩余油饱和度测试中必将发挥更大的作用。
超强酸的研究历史人们对酸的认识是逐渐加深的。硫酸、盐酸、硝酸，被称为三大强酸，它们可以腐蚀我们日常生活中见到的很多物质。而王水则是由一份浓硝酸和三份浓盐酸混合而成，即使是“总要闪光”的金子在王水里也要“香消玉殒”。所以在很长的一段时间内，人们认为王水就是酸中之王，是最强的酸了。 直到上世纪60年代左右，一代新的超强酸诞生了：美国加利福尼亚大学的Olah G A教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液，是由氢氟酸（HF）或氟磺酸（HFSO3）与五氟化锑（SbF5）按不同比例组成的混合物，也叫氟锑酸，氢氟酸中氟离子（F− ）与亲氟的五氟化锑生成具有八面体稳定结构的六氟化锑阴离子（SbF6− ），使质子能够“自由”移动， 因而具有极强的酸性。氟锑酸的酸性通常是纯硫酸的成千上万倍，酸性强度随两种成分的比例而不同，是史上最强的混酸。直到此时，人们才知道其实王水并不是最强的酸，还有比它更强的酸，这就是超强酸（当时叫魔酸）。 超强酸的发现极具戏剧性：1966年圣诞前，Olah G A教授的学生偶然将一支圣诞蜡烛放入到他们配置的氢氟酸-五氟化锑混合酸液中，竟然惊奇的发现蜡烛溶解了，然后立即做出了酸性等一系列相关测试，发现蜡烛居然已经分解，溶液中没有任何蜡烛成分，这如同将铁丢入酸中产生了氢气和酸化铁一般的化学反应，因此也发现了它们的酸性强的令人难以置信，0lah G A教授这一发现为他1994年获得诺贝尔化学奖奠定了基础。自从0lah G A教授和他的学生发现超强酸以后，各国学者相继研究出多种新的超强酸，并且明确定义超强酸为比100%浓硫酸更强的酸，用Hammett指数H0来定量表征酸强度：100%的浓硫酸H0值为-11.8，H0值小于-11.8的酸为超强酸。按不同比例混合而成的氢氟酸-五氟化锑混合酸强度最高的H0值可达-20以下（即酸强度比100%硫酸高108倍）。迄今发现的液体超强酸都具有另外一个特性，即强腐蚀性，也就是强氧化性。尤其是酸性极强的氟锑酸，能腐蚀很多物质，几乎覆盖整个元素周期表。超强酸的应用领域超强酸在化学和化学工业上极有应用价值，它既是无机及有机的质子化试剂，又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中却能异常顺利地完成。比如正丁烷，在超强酸的作用下，可以发生碳氢键的断裂，生成氢气，也可以发生碳碳键的断裂，生成甲烷，还可以发生异构化生成异丁烷，这些都是普通酸催化剂做不到的。可以预料，随着这些超强酸的相继问世，化学和化学工业将会迅速走进新时代。 液体超强酸的极强腐蚀性和危险性大大限制了它的实际应用，近20年来，对固体超强酸（如ZrO2-SO42-、TiO2-SO42-、Nafion，杂多酸、SbF5/Al2O3等）的研究开发和应用一直是国内外化学化工领域的热点课题，利用固体超强酸无腐蚀、无污染的优势及其高催化性能实现现代化学工业、制药工业的清洁化、绿色化成为学术界致力追求的目标。但目前已开发出来的固体超强酸仍存在各种缺陷，如ZrO2-SO42-、TiO2-SO42-酸强度不稳定，易吸附空气中的水分而导致酸强度显著降低为非超强酸；Nafion、杂多酸酸强度不是很高（仅仅略高于100%浓硫酸），且价格极为昂贵；SbF5/Al2O3仍具有腐蚀性且强酸中心易流失等，目前还没有开发出真正具备产业化价值的固体超强酸。
容量法卡尔·费休试剂应用领域 化学工业：测定油类、润滑油脂、聚合物、无机物、试剂、溶剂等等物质中水份含量。 制药工业：测定药品、中间体、成品当中水份含量 化妆品：测定原料、香波、肥皂、霜膏中的水份含量 食品工业：测定食油、油脂、人造奶油、奶酪、乳制品、糖类、粮食制品中的水份含量。电量法卡尔·费休试剂应用领域 医药行业： 冷冻真空干燥品、制药、制剂、稳定度检测、生物组织。 石油化工业：液态及气态碳氢化合物、变压器用油、催化剂、煤油、刹车液 聚合工业： PE、PA、PP、PVC、树脂、环氧树脂 其它： 科学研究、食品工业、化妆品工业、照相工业、文物保护等卡尔·费休试剂应用中的注意事项1、 测量酸、碱水分之前，必须用PH调节剂对其加以中和。这不仅包括无机酸碱，也包括有机酸、酚类以及一些强碱性的胺类等。2、 测量脂溶性和水溶性不同的样品，要选择合适的溶剂。一般情况下甲醇是一个很好的溶剂，但如烃类、卤代烃类、长链醇类、酯和醚等脂溶性强的物质在测量时应加入一些丙醇和氯仿增加其溶解度。石油产品中的矿物油，硅油等可以溶解在癸醇或氯仿中，煤焦油可以溶解在甲苯中，原油可以溶解在甲醇/氯仿/甲苯的混合物中。3、 测量醛酮或含醛酮基样品中水份应该使用专门的卡式试剂和溶剂。因为一般性的卡式试剂与醛酮反应生成水，从而影响测量的准确性，有些铵盐如氨基苯酚等也会出现于醛酮相同情况。4、 有些物质在测量水分时，自身与卡式试剂发生副反应，使检测结果不准确。这些物质不能直接检测水分。测量这些物质中水分需采用萃取法或将其中水分引导到卡式滴定池中进行测量，后者METTLER和METROHM公司都有专门的仪器来应用，这些物质包括一些能与碘或碘离子发生反应的氧化剂，还原剂以及一些能与卡式试剂反应生成水的强碱弱酸盐。5、 抗菌素（干粉）中的水分测量是经常进行而且是应该值得注意的。因为它不易溶于出现团状沉淀，使样品溶解不完全。这可以通过加入两滴清洁剂Triton-X100,并搅拌而溶解。此外它的水分测量应用醛酮专用卡尔·费休试剂滴定才不会出现终点滞后现象，从而保证测量准确度。抗菌素（悬浮液）则可以用一般卡尔·费休试剂直接测定。
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