Газохроматографическое определение спиртов как трассеров при мониторинге нефтяных месторождений на полиметилсилоксановой фазе с ацетилацетонатом кобальта

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения надежности и точности определения трассеров при мониторинге нефтяных месторождений. Трассерный анализ позволяет определить направления основных фильтрационных потоков при заводнении, что важно для принятия необходимых технологических решений при нефтедобыче. Однако при мониторинге нефтяных месторождений с использованием разделяющихся трассеров специалисты сталкиваются с проблемой определения низких концентраций спиртов в неоднородных эмульсионных матрицах. Разделяющие трассеры позволяют оценить неоднородности нефтяных пластов вследствие распределения компонентов, например, спиртов, между водной и нефтяной фракцией. Цель работы: исследование закономерностей хроматографического разделения алифатических спиртов и компонентов нефти на бинарной комбинированной фазе полиметилсилоксан ПМС-100, модифицированной ацетилацетонатом кобальта Co(acac)2. Цель также включает оптимизацию состава неподвижной жидкой фазы для капиллярных колонок и выбор условий разделения, при которых нефтяные компоненты не мешают определению спиртов. Такой подход позволит достичь точного и воспроизводимого определения микроконцентраций спиртов С3-С5. Методы исследования: капиллярная газовая хроматография. Оборудование. Хроматографическое исследование проведено на газовом хроматографе "Agilent Technologies-6890 N" с пламенно-ионизационным детектором и приставкой парофазного ввода пробы. Капиллярная колонка DB-1 длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной пленки 0,3 мкм использована для сравнения. Рабочие кварцевые капиллярные колонки 20 м ? 0,25 мм с фазой толщиной 0,30 мкм приготовлены с содержанием Co(acac)2 10…80 мас. % в неподвижной жидкой фазе ПМС-100. Эффективность колонок составила 3900-4200 т.т./м. Результаты. Использование добавки ацетилацетоната кобальта в неполярную полиметилсилоксановую фазу позволяет добиться повышения селективности хроматографического разделения алифатических спиртов в буровой и нефтяной жидкостях. Показано, что в области 40 мас. % добавки модификатора наблюдаются экстремумы удерживания и величин энергии сорбции алифатических спиртов. Особенностью рекомендуемой неподвижной жидкой фазы для капиллярной газовой хроматографии является снижение матричного эффекта анализируемой пробы за счет разделения хроматографических пиков при разной скорости снижения времени элюирования компонентов.

The relevance of the discussed issue is caused by the need to improve the reliability and accuracy of the tracers for monitoring oil fields. Tracer analysis allows us to determine the direction of the main filtration flows during flooding. This is important for taking necessary technological solutions for oil production. Separating tracers, such as alcohols, have the property of component distribution between water and oil fraction that allows estimating the heterogeneity of oil reservoirs. The main aim of the research is to study the regularities of the chromatographic separation of aliphatic alcohols on the binary phase combined polymethylsiloxane PMS-100 modified with cobalt acetylacetonate Co(acac)2; to optimize the composition of liquid stationary phase for capillary columns and to select the conditions of separation when oil components do not interfere to accurate and reproducible determination of microconcentrations C3-C5 alcohols. The methods used in the study: capillary gas chromatography. Equipment. Chromatographic research was carried out using gas chromatograph "Agilent Technologies-6890 N" with a flame ionization detector and headspace sample introduction. Capillary column DB-1 of 30 m length, 0,25 mm internal diameter and 0,3 micrometers film thickness was used for comparison. Working silica capillary column 20 m ? 0,25 mm were prepared under the same conditions to obtain an identical phase film thickness of 0,30 microns with a content Co(acac)2 in a liquid stationary phase PMS-100 10...80 % weight. The effectiveness of the speakers was 3900-4200 t.p./m. The results. Use of cobalt acetylacetonate additives into polymethylsiloxane nonpolar phase allows increasing the selectivity of the chromatographic separation of aliphatic alcohols in drilling and petroleum drilling fluids. It is shown that in the region of 40 wt. % of modifier additives the extrema of retention and values of adsorption energy of aliphatic alcohols are observed. The advantage of the recommended liquid stationary phase for capillary gas chromatography is the decrease of the matrix effect of the sample by separating the chromatographic peaks at different speeds of reducing the elution time components.