- •Определим эквивалентную концентрацию ионов в воде и занесем получившийся результат в таблицу
- •Определим характеристики данной воды по классификации Пальмера:
- •Определим характеристики данной воды по классификации Пальмера:
- •Значение пластовых вод при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
- •Общие понятия о составе и свойствах пластовых вод
- •Жесткость воды.
- •Показатель концентрации водородных ионов.
- •Методы определения солевого состава пластовых вод
Методы определения солевого состава пластовых вод
При типовом анализе пластовых вод определяют содержание в них следующих шести основных ионов: Сl-, SO2-, НСО3-, СО32-, Са2+, Mg2+. Содержание Na+ + K+ вычисляют затем по разности между суммой миллиграмм-эквивалентов анионов (Сl- + SO4- + НСО3- + СОз-) и суммой миллиграмм-эквивалентов катионов (Са2+ + Mg2+). В настоящее время при анализе солевого состава вод приняты следующие методы определения содержания отдельных ионов.
Определение хлор-иона (Сl-). Содержание хлор-иона в воде определяют объемным методом по Мору. Метод основан на осаждении иона хлора азотнокислым серебром
Сl- Ag+ -> AgCl.
Индикатором в этом методе определения служит хромовокислый калий. В конечной точке титрования, при избытке в растворе иона Ag+, образуется хромат серебра, что вызывает появление красно-бурой окраски
CrO4- + 2Ag+ -> Ag2CrO4.
Определение хлор-ионов ведут в интервале рН = 6,5-10. Если вода имеет более низкий или более высокий показатель концентрации водородных ионов, ее нейтрализуют либо раствором бикарбоната натрия, либо азотной или серной кислотой с индикатором фенолфталеином. Проведению определения мешает наличие в воде сероводорода, закисного железа, от которых освобождаются предварительной обработкой воды.
Определение сульфат-иона (SO2-) Метод определения основан на малой растворимости сернокислого бария в разбавленном растворе соляной кислоты. Метод заключается в добавлении к исследуемой воде хлористого бария в кислой среде
SO42- + Ва2+ -> BaSO4-
Определение заканчивают, вычисляя по массе образовавшегося осадка содержание иона SО4- в исследуемой воде.
Определение карбонат-иона СOз- и гидрокарбонат-иона НСО3-. Метод определения основан на титровании пробы воды 0,1 н. растворами серной или соляной кислот. Реакция протекает в две стадии. Первые порции кислоты вступают в реакцию с карбонат-ионом, образуя гидрокарбонат-ион:
СО32- + Н+ -> НСО3-
По количеству кислоты, пошедшей на титрование, рассчитывают содержание карбонат-иона в исследуемой воде. В конечной точке титрования рН раствора доходит до 8,35. Поэтому эту стадию титрования проводят с индикатором фенолфталеином в присутствии контрольного раствора («свидетеля»). После этого к той же пробе воды, в которой определяли карбонат-ион, добавляют индикатор метиловый оранжевый и титруют воду кислотой до перехода окраски из желтой в розовую в присутствии «свидетеля».
НС03- + Н+ -> Н2СО3.
При этом в реакцию вступают гидрокарбонат-ионы, как содержавшиеся в воде, так и образовавшиеся в первой стадии титрования из карбонат-ионов. В конечной точке титрования рН воды станет равным примерно 4, поэтому индикатором служит метиловый желтый или метиловый оранжевый.
При расчете содержания гидрокарбонатов в воде следует из количества кислоты, пошедшей на титрование с метиловым оранжевым, вычесть количество кислоты, идущее на титрование с фенолфталеином.
Определение Са2+ и Mg2+. Наиболее быстрым и точным методом определения Са2+ и Mg2+ является применяемый сейчас повсеместно трилонометрический метод, основанный на способности трилона-Б (двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты) образовывать с ионами Са2+ и Mg2+ малодиссоциированные комплексы. В ходе анализа к пробе воды добавляют индикатор, дающий цветные реакции со щелочноземельными металлами. Такими индикаторами могут служить хромоген черный, специальный ЕТ-00, кислотный хром синий К, кислотный хром темно-синий. Эти индикаторы, растворенные в воде, не содержащей ионов Са2+ и Mg2+, окрашивают ее соответственно в голубой, сиреневый и сиренево-синий цвет. Вода, содержащая Са2+ и Mg2+, в присутствии хромогена черного окрашивается в винно-красный цвет, в присутствии кислотного хрома синего К и кислотного хрома темно-синего - в розово-красный цвет. Вследствие этого при титровании воды трилоном-Б в конечной точке титрования происходит резкое изменение цвета воды из винно-красного в голубой (хромоген черный) или из розово-красного в сиреневый или сиренево-голубой (кислотный хром синий К и кислотный хром темно-синий).
Окраска растворов зависит не только от содержания в воде солей щелочноземельных металлов, но и от рН раствора. Для поддержания рН на уровне 10 в титруемую пробу добавляют буферный раствор, содержащий NН4ОН и NH4Cl.
Общее количество ионов Са2+ и Mg2+ в титруемом растворе не должно превышать 5 мг-экв. При необходимости исследуемую пробу воды разбавляют. Титрованием воды в присутствии одного из названных выше индикаторов определяют содержание суммы мг-экв ионов Са2+ и Mg2+. Содержание иона Са2+ определяют, титруя воду трилоном-Б в присутствии мурексида (аммониевой соли пурпуровой кислоты). Мурексид образует с ионами кальция малодиссоциированное соединение, прочное при рН = 10, окрашенное в малиновый цвет. Соли магния не дают окраски с мурексидом. Содержание Mg2+ вычисляют но разности между общим содержанием (Ca2+Mg2+) и содержанием Са2+. Определению мешает наличие в исследуемой воде ионов окисного и закисного железа, алюминия, марганца, меди, цинка, которые необходимо до проведения анализа удалить из воды.