邻菲罗啉分光光度法测试腐蚀速率.pdf

第28卷第2期
腐蚀与防护
Vol. 28 No. 2
2007年2月
CORROSION & PROTECTION
February 2007
菲罗啉分光光度法测试腐蚀速率
王建华,鄢捷年,李志勇
(中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京102249)
摘要:已有测试腐蚀速率的分光光度法在现场使用中受酸化液中添加剂的影响。本工作成功地建立了邻非罗
啉分光光度法测试铁离子浓度的方法。实验验证了此法的可行性。和传统的失重法相比,铁离子浓度分析法不但
可用于实验室,而且可用于现场腐蚀监测和连续腐蚀速率测试。室内试验表明该方法具有简易可行和准确度高的
优点
关键词:分光光度法;铁离子浓度;腐蚀速率
中图分类号:O657.3文献标识码:B文章编号:1005-748X(2007)02009303
PHENANTHROLINE SPECTROSCOPIC ANALYSIS TO DETERMIN
THE CORROSION RATE
WANG Jian-hua, Yanjie-nian, Lf Zhi-yong
(MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering in China University of Petroleum, Beijing 102249, China)
Abstract: The Fe ion concentration was determined by phenanthroline spectroscopic analysis, and some influence
of additives had been precluded through well stimulation. Comparing with the typical method of weight loss, the
new method could be used not only in laboratory but also in field monitoring and testing the corrosion rate
continuously. It is convenient and highly sensitive, could be applied to corrosion research
Key words: Spectroscopic analysis; Iron on concentration; Corrosion rate
在油田开发过程中,腐蚀会发生在钻井、完井、1试验内容
采油、酸化和污水处理等各环节,是生产中必须解决
的严重问题之一。目前测定金属腐蚀速率的方法很
1试验仪器与试剂
多,有重量法、容量法、极化曲线法、线性极化法、电
仪器:721型分光光度计;电子天平(感量
阻法等。其中重量法是一种较经典的方法,也是测8)
定金属腐蚀速率最可靠的方法之一。但是重量法只
试验中使用的主要试剂:100mg/L铁(Ⅱ)的标
能用于室内研究,而不能用于现场的连续腐蚀测试。准溶液;10mg/L铁(Ⅱ)的标准溶液;1g/L邻二氮
铁离子浓度分析法不但可以用于实验研究,而且可菲(显色剂); NAAC-HAC缓冲溶液(pH值4.5)
以应用于现场进行的腐蚀监测和连续腐蚀速率测50g/L盐酸羟胺(还原剂);4mol/L氨水;4mol/L
试。铁离子浓度分析法是腐蚀研究中常用的一种腐HCl,1g/LNH,F
蚀速率快速测定方法,在油田腐蚀研究中广泛采用。1.2试验步骤
金属铁氧化腐蚀后,在酸溶液中以Fe2+或Fe+存
取一定体积标准铁溶液于100ml的容量瓶中,
在,它们能和邻二氮杂菲(显色剂)形成红色的络合加人10 ml NAAC-HAC的缓冲溶液,再加人2m150
物。基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法8g/L的盐酸羟胺和3ml1g的邻二氮杂非,如蒸馏
称为分光光度法,主要应用于测定试样中微量组分水稀释至刻度,摇匀。使用1cm的比色皿,在波长
的含量。根据朗伯-比耳定律,本文采用分光光度法515m处,以试剂空白溶液为参比液测其吸光度
测量出溶液中铁离子的浓度,根据质量守恒定律换1.3标准曲线的建立
算出金属的腐蚀速率
先配置20gg/ml的标准铁,分别取0、2、4、6、
8、10ml于6个100ml的容量瓶中,按上述试验方
收稿日期:200604-17;修订日期:2006-08-17
法作出标准吸收曲线,见图1。
王建华等:邻菲罗啉分光光度法测试腐蚀速率
秘0.08
0.2
郑0.06
C/mgL
plH值
图1标准吸收曲线
图5溶液pH值与吸光度的关系
对该标准曲线进行最小二乘法处理,拟合结果2.1.2干扰物对分光光度法的彩响
为:相关系数r=1.000。根据仪器系统误差,当吸光
酸化是一种使油气井增产的有效方法。它是通
度在0.2~0.8时,仪器的系统误差小于3%,此时的过井眼向地层注入一种或是几种酸液(或酸性混合
吸光度所对应的铁离子浓度在1~4mg/IL?。
液),利用酸与地层中可反应矿物的化学反应,溶蚀
2试验结果
储层中的通孔隙或天然裂缝壁面岩石,增加孔隙、裂
缝的流动能力,恢复或增加油气层渗透率,从而使油
2.1测试方法的确定
气井增产的一种工艺措施。酸化液中常需加入铁离
2.1.1试验条件的确定
子稳定剂、高分子化合物、缓蚀剂、助排剂、防乳破乳
据文献[1],以邻二氮杂非分光光度法测定剂和互溶剂等,它们及地层水本身所含离子都可能
Fe计浓度,按照分光光度法测定的基本方法,确定
会对分光光度法产生影响。试验结果表明,有三类
出波长、显色剂加入量、稳定时间和pH值等汎试参
物质对铁离子溶液的吸光度影响较大:①试剂本身
数。由图2~5可得,最佳波长为515nm,1g/L邻
含有的铁离子(如IS129、IS-130),这将使测得的吸
二氮杂菲的加入量为3ml,络合物可以稳定2h以
光度增大;②络合物(如EDTA、柠檬酸盐),这些物
上,溶液的pH值在4~9之间最好。
质会与Fe2t发生络合作用,从而影响显色反应;③
0.
试剂本身颜色较深或水溶性较差的物质,如IS-129、
0.20
IS-130、CT1-3缓蚀剂和JS2胶束剂以及HR-2互
溶剂,这都会对透光率产生直接影响。
水中常见的主要成垢离子、还原性铁离子稳定
500
波长/nm
剂、高分子PAM、OP10、1227、JZP-3助排剂和JFR2
图2不同波长下邻二氮杂非Fe+络合物的吸光度
破乳剂等对铁离子溶液的吸光度没有明显影响。
2.1.3千扰物对分光光度法的影响的消除
0.25
试验表明,排除干扰物对分光光度法测试腐蚀
0.20
0.15
速率的影响有以下几种方法
(1)选择空白溶液作为参比溶液,可以消除外
0.05
加剂本身颜色对测定的干扰,同时可以消除外加剂
本身带人的铁离子对测定结果的影响。
V/m!
(2)通过加入OP-10增溶剂,提高外加剂在
图3显色剂加入量对吸光度的影响
水中的溶解性,从而消除入射光的散射对吸光度测
0.25
10z0
量的影响。
(3)通