油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法技术

本发明专利技术涉及含油固体废物检测领域，具体涉及一种油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法。所述测定方法包括以下步骤：S01、样品准备：所述样品为油基钻屑或其热解残渣，干燥存储；S02、萃取：将样品与萃取剂加入萃取容器中，密封后超声萃取，得到待过滤浆液；S03、过滤；S04、检测含油量：对第一、二待测样滤液定容后，采用分光光度法测定其吸光度，并与标准曲线对照，获得样品含油量。本发明专利技术采用红外光度法测定，操作简单，成本低，易普及；对由油基钻屑与生物质混合所组成的待过滤样品进行抽滤，节省时间，减少四氯化碳的挥发，保护试验操作者；本发明专利技术中对无水硫酸钠进行研磨筛分，有利于通过结晶生成判断除水终点，节约药品用量。

Determination of oil content of oil-based drilling cuttings and their pyrolysis residues

The invention relates to the field of oil-bearing solid waste detection, in particular to a method for determining oil content of oil based drilling cuttings and their pyrolysis residues. The method includes the following steps: S01, sample preparation: the sample is oil based drilling chip or its pyrolysis residue, drying storage; S02, extraction: the sample and extractant are added to the extraction container, and the filtrate is obtained by ultrasonic extraction after sealing; S03, filter; S04, testing the oil content: first, second samples to be tested. After the solution was fixed, the absorbance of the sample was determined by spectrophotometry, and the oil content of the sample was obtained by comparing with the standard curve. The invention is simple in operation and low in cost by using infrared photometric method. To filter the filtered samples composed of oil based drilling chips and biomass mixing, save time, reduce volatilization of carbon tetrachloride, and protect experimental operators. In this invention, the grinding sieving of anhydrous sodium sulfate is beneficial to the crystallization. To determine the end of water removal and save the dosage of drugs.

【技术实现步骤摘要】
油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法
本专利技术涉及含油固体废物检测领域，具体涉及一种油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法。
技术介绍
页岩气开发油基钻屑是在页岩气钻井过程中产生的一种由石油类、水及岩屑等组成的含油固体污染物，由于其性质变化较大、成分较为复杂，对环境具有较大的危害性，因此被国家纳入危废物名列。目前，在多种油基钻屑的处理方法中，热解法由于其处理的彻底、二次污染较少以及能源回收利用率高等优点，被广泛应用。评价热解工艺效果的关键是油基钻屑处理前后石油类含量的准确测定。对此，由于我国对页岩气油基钻屑的研究起步较晚，没有现行的测试标准方法。现有技术中公开的针对页岩气油基钻屑石油类含量测定的方法，仅有核磁共振定量测量法(CN105987925A)，但该方法成本高，操作困难，难以普及。另一方面，现有技术中公开了多种测定含油土壤石油烃浓度的方法，例如重量法、紫外分光光度法、红外光度法等。重量法由于其灵敏度低，只适用于高浓度样品中含油量测定，不适用于热解后样品含油量测定；重量法和紫外法并不适用于热解前后油基钻屑含油量的测定，主要因为重量法灵敏度低，只适用于高浓度样品中含油量测定，不适用于热解后样品含油量测定。紫外法(CN101776590A)需要与索氏提取法连用，耗时长但灵敏度有限。红外法本身具有准确性高、成本低、易普及等优点，但其技术关键在于检测试样的制备；现有技术公开了通过摇床震荡萃取、超声萃取或直接快速萃取等方法获得试样(“超声波萃取-红外分光光度法测定土壤中石油类”，冯新长等，《环境监测管理与技术》2014，26(2)：45-47)，但这些方法仅适用于土壤样品中石油类含量测定，而无法直接应用于页岩气油基钻屑在热解前后的含油量测定。对于震荡法而言，油基钻屑含油量较高，而震荡法耗时极长且萃取不完全，即使对萃取器皿进行密封，也无法严格避免有机萃取剂的挥发以及随之带来的测量误差。超声萃取法需要对土壤样品进行除水预处理，而为了避免石油类的挥发不能使用加热或真空等方式进行，则只能通过加入无水硫酸钠吸水的方式；而无水硫酸钠加入量较大，无法通过直观的方法判断水分是否被完全去除，而是需要不断取样并按照《土壤干物质和水分的测定重量法》测定样品含水量，直至合格为止，使得操作周期极大地延长、步骤也更加繁琐。另外，上述方法均采用重力过滤，与土壤样品不同，由于油基钻屑粒度细且萃取液粘度大，无法依靠重力过滤；操作中有机溶剂长时间暴露在空气中，会大量挥发，损害人身安全。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法，所述测定方法低成本、易操作、准确度高，并通过优化测定工艺降低了有机试剂挥发，减轻了对于试验人员的伤害。具体而言，所述油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法包括以下步骤：S01、样品准备：所述样品为油基钻屑或其热解残渣，干燥存储；S02、萃取：将样品与萃取剂加入萃取容器中，密封后超声萃取，得到待过滤浆液；S03、过滤：将步骤S02的待过滤浆液进行抽滤，用萃取剂冲洗滤渣，洗涤液并入抽滤液，将抽滤液定容后等分为两份，分别放入第一震荡容器和第二震荡容器中，向第一、二震荡容器中加入无水硫酸钠至无结晶生成，再向第二震荡容器中加入硅酸镁，随后经恒温震荡、静置、过滤后，得到第一待测样滤液及第二待测样滤液；S04、检测含油量：对第一、二待测样滤液定容后，采用分光光度法测定其吸光度，并与标准曲线对照，获得样品含油量。具体而言，第一待测样滤液检出结果为油类物质浓度，第二待测样滤液检出结果为总石油烃浓度，两者差为动植物油浓度。本专利技术所提供的测定方法，采用超声萃取法将待测的油类与固体岩屑分离，其分离效率高、油类损失少，从而为提高测量精度奠定了基础；向超声萃取物滤液中加入无水硫酸钠以除水，可以通过观察无水硫酸钠结晶情况而直观、准确地判断除水终点，简化了操作流程；利用分光光度法测定含油量具有灵敏、精确、快速的特点，测试样品的制备和检测全过程避免将有机溶剂长期暴露和挥发，降低了对测试者的身体伤害。所述标准曲线的绘制方法为：取石油类标准品逐级稀释，配制成0～90mg/L范围内的若干标准样品溶液，并通过分光光度计测定各标准样品溶液的浓度；以测定浓度为纵坐标，标准样品溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。所述油基钻屑热解残渣的高温热解条件为：热解终温200～500℃，终温时间30～60min，升温速率5～20℃/min，N2流量0.10～0.25L/min。步骤S02中，所述超声萃取分两次进行，两次之间向萃取容器内补加萃取剂。步骤S02中采用水浴超声萃取；所述萃取条件为：温度10℃～20℃，超声波机功率为30～40W，萃取10～20分钟。所述萃取剂选自四氯化碳。步骤S03中，所述抽滤采用玻璃纤维滤膜。步骤S03中，所述恒温震荡的转速为150～250r/min、温度为10～20℃、振荡时间为20～40min。所述无水硫酸钠的粒度为60目以下，使用前在550℃下加热4h、冷却至室温后干燥储存。所述硅酸镁的粒度为60目以下，使用前在550℃下加热4h、冷却至200℃后干燥储存。步骤S03中，所述硅酸镁的添加量为3～5g/50mL。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术采用红外光度法测定，操作简单，成本低，易普及。2、本专利技术对由油基钻屑与生物质混合所组成的待过滤样品进行抽滤，节省时间，减少四氯化碳的挥发，保护试验操作者。3、本专利技术中对无水硫酸钠进行研磨筛分，有利于通过观察无水硫酸钠结晶状态判断待测样中水分是否完全去除，节约药品用量。4、本专利技术具有检测精度高，可操作性强，环境友好，对试验操作者起到一定的保护作用等优点。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实验仪器：红外分光测油仪：SYT700型回旋式气浴恒温振荡器：SHZ-82(A)型原料处理：将无水硫酸钠经过研磨，筛分并取60目以下的颗粒，在550℃下加热4h、冷却至室温后，干燥储存备用。将硅酸镁经过研磨，筛分并取60目以下的颗粒，在550℃下加热4h、冷却至200℃后，干燥储存备用。制备例：标准曲线的绘制将1000mg/L石油类标准品逐级稀释精确配制成0mg/L、5mg/L、15mg/L、30mg/L、60mg/L、90mg/L的标准系列，并测定浓度值。以标准样品浓度为横坐标，红外分光测油仪实测浓度为纵坐标，绘制标准曲线。回归方程为y＝1.0103x-0.3487，相关系数R2＝0.9997。实施例1：油基钻屑含油量的测定(其一)取10g干燥存储的油基钻屑作为样品，加入100mL磨口锥形瓶中，加入20ml四氯化碳并密封，进行第一次水浴超声萃取，超声波机功率为40W，水浴温度为20℃，萃取15min；再加入20ml四氯化碳，进行第二次水浴超声萃取，超声波机功率为40W，水浴温度为20℃，萃取15min，静置，得到待过滤浆液。对待过滤浆液进行抽滤，抽滤过程采用玻璃纤维滤膜，所得清液为抽滤液，所得固体为抽滤渣，用10mL四氯化碳洗涤过滤器及抽滤渣各2次，洗涤液并入抽滤液，将抽滤液转移至50mL比色管中进行定容，将定容后溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、样品准备：所述样品为油基钻屑或其热解残渣，干燥存储；S02、萃取：将样品与萃取剂加入萃取容器中，密封后超声萃取，得到待过滤浆液；S03、过滤：将步骤S02的待过滤浆液进行抽滤，用萃取剂冲洗滤渣，洗涤液并入抽滤液，将抽滤液定容后等分为两份，分别放入第一震荡容器和第二震荡容器中，向第一、二震荡容器中加入无水硫酸钠至无结晶生成，再向第二震荡容器中加入硅酸镁，随后经恒温震荡、静置、过滤后，得到第一待测样滤液及第二待测样滤液；S04、检测含油量：对第一、二待测样滤液定容后，采用分光光度法测定其吸光度，并与标准曲线对照，获得样品含油量。

【技术特征摘要】
1.油基钻屑及其热解残渣含油量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、样品准备：所述样品为油基钻屑或其热解残渣，干燥存储；S02、萃取：将样品与萃取剂加入萃取容器中，密封后超声萃取，得到待过滤浆液；S03、过滤：将步骤S02的待过滤浆液进行抽滤，用萃取剂冲洗滤渣，洗涤液并入抽滤液，将抽滤液定容后等分为两份，分别放入第一震荡容器和第二震荡容器中，向第一、二震荡容器中加入无水硫酸钠至无结晶生成，再向第二震荡容器中加入硅酸镁，随后经恒温震荡、静置、过滤后，得到第一待测样滤液及第二待测样滤液；S04、检测含油量：对第一、二待测样滤液定容后，采用分光光度法测定其吸光度，并与标准曲线对照，获得样品含油量。2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述标准曲线的绘制方法为：取石油类标准品逐级稀释，配制成0～90mg/L范围内的若干标准样品溶液，并通过分光光度计测定各标准样品溶液的浓度；以测定浓度为纵坐标，标准样品溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，夏世斌，江建飞，王嫣云，冯真，章诗辞，何勇，王璐，赵鑫，
申请(专利权)人：中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50