CN104792748A - 一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法，该方法包括以下步骤：（1）在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液进行混合接触，使所述水溶性油田化学助剂消解，得到消解溶液；（2）通过原子荧光分光光度法测定步骤（1）得到的消解溶液中的汞含量，并根据该汞含量确定水溶性油田化学助剂中的汞含量。采用本方法测定水溶性油田化学助剂中的汞含量时，汞元素的回收率可以达到88-96.4%，并且本发明的测定方法检测速度快，污染少，成本低。

Description

一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

技术领域

本发明涉及一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法。

背景技术

油田化学助剂在石油天然气开采业中起着举足轻重的作用。从钻井、完井、作业、采油（采气），到原油和天然气集输、净化等环节，都需加入各种油田化学助剂，其中水溶性化学助剂使用量最大。水溶性油田化学助剂多数属于矿石加工产品，如重晶石粉等。这些化学助剂有时会引入对环境和人体健康有害的汞等重金属元素，若不加以控制很容易造成产品和废物中汞超标，引起环境污染。汞污染引起的环境危害已引起了全世界的高度关注，中国国家能源局于2010年12月15日发布了《水溶性油田化学助剂环境保护技术要求》（SY/T6787-2010）。该标准规定水溶性油田化学助剂中重金属的含量不得超过15mg/kg。

水溶性油田化学助剂中汞元素含量的测定目前只有《水溶性油田化学助剂环境保护技术评价方法》（SY/T6788-2010）中有明确规定。该标准采用传统加热消解法，不仅耗时长，而且浪费能源，同时还消耗大量的化学药剂；另外，还存在加热过程不均匀，容易造成加热体系局部过热，产生大量的酸雾污染环境和人体健康等现象，具有一定的职业危害性；加之加热过程中还容易造成汞元素的挥发流失，使检测结果偏低。

因此，急需一种能够准确测定水溶性油田化学助剂中汞元素含量的方法，且该方法污染少、耗时短和成本低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中水溶性油田化学助剂中汞元素含量测定方法不准确、污染大、耗时长和成本高的缺陷，提供一种测定水溶性油田化学助剂中汞元素含量的方法。

本发明的发明人在研究中发现，先在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液混合接触，得到消解溶液，然后通过原子荧光分光光度法测定得到的消解溶液中的汞含量，采用该方法不仅能够准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，而且该方法污染少、耗时短和成本低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法，该方法包括以下步骤：

（1）在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液进行混合接触，使所述水溶性油田化学助剂消解，得到消解溶液；

（2）通过原子荧光分光光度法测定步骤（1）得到的消解溶液中的汞含量，并根据该汞含量确定水溶性油田化学助剂中的汞含量。

优选地，在步骤（1）中，所述微波照射所采用的微波消解程序包括：先升温5-8min，温度升高到110-130℃时，保持2-5min；然后继续升温8-12min，温度升高到160-200℃时，保持12-17min。

本发明中，在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液混合接触，当微波穿过溶液时，能量的传递由溶剂偶极子在交替振荡电场中的再取向以及溶质离子的迁移来完成，即由偶极子旋转和离子传导两种机理所决定。在电场的取向作用下产生的热运动加剧了溶剂结构的无序化，形成了“体加热”，能够在1h内将水溶性油田化学助剂消解完全，大大缩短了消解时间，同时减少了化学消解的职业危害性，并且能够使得得到的消解溶液不需过滤可以直接进行原子荧光分光光度法测定；利用原子荧光分光光度法检测得到的消解溶液中的汞含量时，具有回收率高、灵敏度高、检测限低和速度快的优点，采用本方法测定水溶性油田化学助剂中的汞含量时，汞元素的回收率可以达到88%以上，并且本发明的测定方法检测速度快，污染少，成本低，采用微波消解-原子荧光分光光度法测定水溶性油田化学助剂中的汞含量的方法尚未见文献报道。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法，该方法包括以下步骤：

（1）在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液进行混合接触，使所述水溶性油田化学助剂消解，得到消解溶液；

（2）通过原子荧光分光光度法测定步骤（1）得到的消解溶液中的汞含量，并根据该汞含量确定水溶性油田化学助剂中的汞含量。

根据本发明所述的方法，只要先采用微波照射使水溶性油田化学助剂消解，然后通过原子荧光分光光度法测定消解溶液中的汞含量，即可准确测定水溶性油田化学助剂中的汞含量。但为了更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，在步骤（1）中，优选地，所述微波照射所采用的微波消解程序包括：先升温5-8min，温度升高到110-130℃时，保持2-5min；然后继续升温8-12min，温度升高到160-200℃时，保持12-17min。

根据本发明所述的方法，在步骤（1）中，对水溶性油田化学助剂没有特殊的要求，只要为常规的用于石油天然气开采业的油田化学助剂即可，为了使得水溶性油田化学助剂消解的更完全，从而更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，优选地，所述水溶性油田化学助剂为固体和/或液体，为了进一步提高汞含量测定的准确性，更优选地，当所述水溶性油田化学助剂为固体时，其用量为0.1-0.5g；当所述水溶性油田化学助剂为液体时，其用量为1-5g。

更优选地，所述水溶性油田化学助剂选自钻井液用重晶石粉、采气用泡排剂、井下作业用胍胶液、钻井液用磺化褐煤中的至少一种。

根据本发明所述的方法，在步骤（1）中，所述消解液可以为常规的用于微波消解的消解液，例如可以为硝酸与过氧化氢和/或盐酸，为了使得水溶性油田化学助剂消解的更完全，从而更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，优选地，所述消解液为硝酸和盐酸；更优选地，硝酸为优级纯硝酸，盐酸为优级纯盐酸；进一步优选地，相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂或者1g液体的所述水溶性油田化学助剂，所用的消解液中硝酸的体积为2-3mL，盐酸的体积为4-6mL，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3。

根据本发明所述的方法，在步骤（1）中，在施加微波照射之前，只要将水溶性油田化学助剂与消解液混合接触即可，为了使得水溶性油田化学助剂消解的更完全，从而更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，优选地，在施加微波照射之前，先将水溶性油田化学助剂与硝酸混合接触，再与盐酸混合接触，然后放置30-50min，进一步优选地，在施加微波照射之前，先将水溶性油田化学助剂加入到消解罐中，然后向消解罐中加入硝酸，然后再加入盐酸，放置30-50min进行反应后，将消解罐的盖子拧紧。

根据本发明所述的方法，该方法还可以包括在微波消解程序结束后，将消解罐冷却15-30min。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1-2mL的硝酸，再加入2-3mL的盐酸，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3，再重复微波消解程序的过程。

根据本发明所述的方法，该方法还可以包括在测定消解溶液中的汞含量之前，将步骤（1）得到的消解溶液进行稀释并定容，为了更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，优选地，相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂或者1g液体的所述水溶性油田化学助剂，消解溶液定容后的体积为40-60mL。

该方法还可以包括在以上所有所述的方法下制备空白消解溶液，不同的是不加入水溶性油田化学助剂。

根据本发明所述的方法，在步骤（2）中，原子荧光分光光度法可以为常规的原子荧光分光光度法，为了更准确地测定水溶性油田化学助剂中的汞含量，优选地，原子荧光分光光度法的操作参数包括：负高压为250-350PMT/V，灯电流为25-35mA，原子化器高度为8-12mm，载气流量为380-420mL/min，屏蔽气流量为900-1100mL/min，读数时间为9-11s，延迟时间为1-2s，加热温度为180-210℃。

更优选地，通过原子荧光分光光度法测定时，可以先制作汞含量为0-2.14μg/L的工作曲线，更优选地，先制备0-2.14μg/L的汞标准系列溶液，再在上述操作参数下进行测定，以汞含量为横坐标，荧光强度为纵坐标，由计算机软件绘制工作曲线。

根据本发明所述的方法，在步骤（2）中，水溶性油田化学助剂中的汞含量可以根据以下公式计算得到，

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$

其中，x--水溶性油田化学助剂中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--水溶性油田化学助剂的用量，g。

在本发明一种优选的实施方式中，（1）在施加微波照射之前，先将0.1-0.5g固体或者1-5g液体的水溶性油田化学助剂加入到消解罐中，其中，水溶性油田化学助剂选自钻井液用重晶石粉、采气用泡排剂、井下作业用胍胶液和钻井液用磺化褐煤中的至少一种，然后向消解罐中加入2-3mL优级纯的硝酸，然后再加入4-6mL优级纯的盐酸，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3，放置30-50min后，待消解罐中的反应平稳时，将消解罐的盖子拧紧。然后设置如下微波消解的程序进行微波照射，微波消解程序包括：先升温5-8min，温度升高到110-130℃时，保持2-5min；然后继续升温8-12min，温度升高到160-200℃时，保持12-17min。微波消解程序结束后，将消解罐冷却15-30min，即得消解溶液。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1-2mL优级纯的硝酸，再加入2-3mL优级纯的盐酸，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3，将消解罐的盖子拧紧，再重复上述微波消解程序的过程，并在微波消解程序结束后，将消解罐冷却15-30min，即得消解溶液。在测定消解溶液中的汞含量之前，将得到的消解溶液用去离子水进行稀释并定容，相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂或者1g液体的所述水溶性油田化学助剂，消解溶液定容后的体积为40-60mL。（2）按照步骤（1）的方法制备空白消解溶液，与步骤（1）中制得的消解溶液不同的是空白消解溶液制备过程中不加入水溶性油田化学助剂，然后制备0-2.14μg/L的汞标准系列溶液，然后在下述原子荧光分光光度法的操作参数下进行测定汞标准系列溶液，以汞含量为横坐标，荧光强度为纵坐标，由计算机软件绘制0-2.14μg/L的工作曲线。原子荧光分光光度法的操作参数包括：负高压为250-350PMT/V，灯电流为25-35mA，原子化器高度为8-12mm，载气流量为380-420mL/min，屏蔽气流量为900-1100mL/min，读数时间为9-11s，延迟时间为1-2s，加热温度为180-210℃。然后在该操作参数下依次对空白消解溶液和消解溶液中的汞含量进行测定，并根据消解溶液中荧光强度与工作曲线的浓度范围选择合适的稀释倍数，使得测定的消解溶液的荧光强度在工作曲线可以测定的范围内，计算机软件自动输出消解溶液中的汞含量，该汞含量已扣除空白消解溶液中的汞含量，可以直接根据如下公式进行计算，即得水溶性油田化学助剂中的汞含量。

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$

其中，x--水溶性油田化学助剂中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--水溶性油田化学助剂的用量，g。

实施例

在以下实施例和对比例中，钻井液用重晶石粉试样（固体）购自成都海沃石油工程技术有限公司；采气用泡排剂UT-1试样（液体）购自成都孚吉科技有限公司；井下作业用胍胶液试样（液体）购自四川仁智石化有限公司；钻井液用磺化褐煤试样（固体）购自四川仁智石化有限公司；硝酸、盐酸购自成都科龙化工试剂厂，均为优级纯，硝酸的密度为1.42g/mL，盐酸的密度为1.18g/mL；10.7μg/L汞标准溶液和汞标准物质均购自环境保护部标准样研究所；

在以下实施例和对比例中，微波消解仪为美国CEM公司的Mars-XP55T型自动微波消解仪；原子荧光分光光度仪为北京分析仪器厂的AF-8800型原子荧光分光光度仪。

在以下实施例和对比例中，回收率按照如下公式1计算：

加标回收率=(加标试样测量值－试样测量值)÷加标量×100%公式1

实施例1

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

（1）先将0.1078g钻井液用重晶石粉试样加入到消解罐中，然后向消解罐中加入2mL优级纯的硝酸，然后再加入6mL优级纯的盐酸，放置30min后，待消解罐中的反应平稳时，将消解罐的盖子拧紧。然后设置微波消解仪的微波消解的程序为：先升温5min，温度升高到110℃时，保持2min；然后继续升温8min，温度升高到160℃时，保持12min。微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却15min，即得消解溶液。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1mL优级纯的硝酸，然后加入2mL优级纯的盐酸，将消解罐的盖子拧紧，再重复上述微波消解程序，并在微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却15min，即得消解溶液。然后将得到的消解溶液用去离子水进行稀释并定容至50mL。

（2）按照步骤（1）的方法制备空白消解溶液，与步骤（1）中制得的消解溶液不同的是空白消解溶液制备过程中不加入钻井液用重晶石粉试样，然后制备0-2.14μg/L的汞标准系列溶液，汞标准系列溶液具体的制备方法为：用含3%（体积比）硝酸（优级纯，ρ=1.42g/mL）的去离子水逐级稀释10.7μg/L汞标准溶液，配制成汞含量分别为0，0.210，0.430，0.860，1.710，2.140μg/L的汞标准系列溶液。

然后，绘制工作曲线：以浓度20g/L硼氢化钾（分析纯）作为还原剂，以5%的盐酸（优级纯，ρ=1.18g/mL）作为载流液，按照以下原子荧光分光光度仪的操作参数对汞标准系列溶液进行测定，并以汞含量为横坐标，荧光强度为纵坐标，由仪器自带计算机软件AFS系列-8800原子荧光光谱仪操作软件绘制工作曲线。

原子荧光分光光度仪的操作参数包括：负高压为250PMT/V，灯电流为25mA，原子化器高度为8mm，载气流量为380mL/min，屏蔽气流量为900mL/min，读数时间为9s，延迟时间为1s，加热温度为180℃。

然后仍以浓度20g/L硼氢化钾（分析纯）作为还原剂，以5%的盐酸（优级纯，ρ=1.18g/mL）作为载流液，在上述原子荧光分光光度仪的操作参数下先空白消解溶液中的汞含量进行测定，然后再对消解溶液中的汞含量进行测定，并根据消解溶液中荧光强度与工作曲线的汞含量范围选择2倍的稀释倍数，由仪器自带计算机软件AFS系列-8800原子荧光光谱仪操作软件自动输出消解溶液中的汞含量为3.10μg/L，该汞含量已扣除空白消解溶液中的汞含量，可以直接根据如下公式2进行计算，计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.4378mg/kg。

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$ 公式2

其中，x--钻井液用重晶石粉试样中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--钻井液用重晶石粉试样的用量，g。

（3）加标回收实验：向钻井液用重晶石粉试样中加入标准汞物质，相对于1kg的钻井液用重晶石粉试样，标准汞物质的加入量分别为0.8mg、1.0mg、2.0mg，制得加标钻井液用重晶石粉试样，然后按照步骤（1）和步骤（2）的方法测定加标钻井液用重晶石粉试样中的汞含量，并根据公式1计算回收率，测定结果如表1所示。

表1

实施例2

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

（1）先将1.0124g采气用泡排剂UT-1试样加入到消解罐中，然后向消解罐中加入2.5mL优级纯的硝酸，然后再加入5mL优级纯的盐酸，放置40min后，待消解罐中的反应平稳时，将消解罐的盖子拧紧。然后设置微波消解仪的微波消解的程序为：先升温6min，温度升高到120℃时，保持4min；然后继续升温10min，温度升高到180℃时，保持15min。微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却20min，即得消解溶液。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1mL优级纯的硝酸，然后加入3mL优级纯的盐酸，将消解罐的盖子拧紧，再重复上述微波消解程序，并在微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却20min，即得消解溶液。然后将得到的消解溶液用去离子水进行稀释并定容至50mL。

（2）按照步骤（1）的方法制备空白消解溶液，与步骤（1）中制得的消解溶液不同的是空白消解溶液制备过程中不加入采气用泡排剂UT-1试样，然后按照实施例1的方法制备汞标准系列溶液。然后按照实施例1的方法绘制工作曲线。

原子荧光分光光度仪的操作参数包括：负高压为300PMT/V，灯电流为30mA，原子化器高度为10mm，载气流量为400mL/min，屏蔽气流量为1000mL/min，读数时间为10s，延迟时间为1.5s，加热温度为190℃。

然后仍以浓度20g/L硼氢化钾（分析纯）作为还原剂，以5%的盐酸（优级纯，ρ=1.18g/mL）作为载流液，在上述原子荧光分光光度仪的操作参数下先空白消解溶液中的汞含量进行测定，然后再对消解溶液中的汞含量进行测定，并根据消解溶液中荧光强度与工作曲线的汞含量范围选择1倍的稀释倍数，由仪器自带计算机软件AFS系列-8800原子荧光光谱仪操作软件自动输出消解溶液中的汞含量为0.68μg/L，该汞含量已扣除空白消解溶液中的汞含量，可以直接根据如下公式2进行计算，计算得出采气用泡排剂UT-1试样中的汞含量为0.0336mg/kg。

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$ 公式2

其中，x--采气用泡排剂UT-1试样中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--采气用泡排剂UT-1试样的用量，g。

（3）按照实施例1的方法进行加标回收实验，不同的是，相对于1kg的采气用泡排剂UT-1试样，标准汞物质的加入量分别为0.02、0.03、0.04mg，

并根据公式1计算回收率，测定结果如表2所示。

表2

实施例3

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

（1）先将1.0971g井下作业用胍胶液试样加入到消解罐中，然后向消解罐中加入2.5mL优级纯的硝酸，然后再加入6mL优级纯的盐酸，放置50min后，待消解罐中的反应平稳时，将消解罐的盖子拧紧。然后设置微波消解仪的微波消解的程序为：先升温8min，温度升高到130℃时，保持5min；然后继续升温12min，温度升高到200℃时，保持17min。微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却30min，即得消解溶液。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1.5mL优级纯的硝酸，然后加入3mL优级纯的盐酸，将消解罐的盖子拧紧，再重复上述微波消解程序，并在微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却30min，即得消解溶液。然后将得到的消解溶液用去离子水进行稀释并定容至50mL。

（2）按照步骤（1）的方法制备空白消解溶液，与步骤（1）中制得的消解溶液不同的是空白消解溶液制备过程中不加入井下作业用胍胶液试样，然后按照实施例1的方法制备汞标准系列溶液。然后按照实施例1的方法绘制工作曲线。

原子荧光分光光度仪的操作参数包括：负高压为350PMT/V，灯电流为35mA，原子化器高度为12mm，载气流量为420mL/min，屏蔽气流量为1100mL/min，读数时间为11s，延迟时间为2s，加热温度为210℃。

然后仍以浓度20g/L硼氢化钾（分析纯）作为还原剂，以5%的盐酸（优级纯，ρ=1.18g/mL）作为载流液，在上述原子荧光分光光度仪的操作参数下先空白消解溶液中的汞含量进行测定，然后再对消解溶液中的汞含量进行测定，并根据消解溶液中荧光强度与工作曲线的汞含量范围选择1倍的稀释倍数，由仪器自带计算机软件AFS系列-8800原子荧光光谱仪操作软件自动输出消解溶液中的汞含量为0.24μg/L，该汞含量已扣除空白消解溶液中的汞含量，可以直接根据如下公式2进行计算，计算得出井下作业用胍胶液试样中的汞含量为0.0109mg/kg。

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$ 公式2

其中，x--井下作业用胍胶液试样中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--井下作业用胍胶液试样的用量，g。

（3）按照实施例1的方法进行加标回收实验，不同的是，相对于1kg的井下作业用胍胶液试样，标准汞物质的加入量分别为0.01、0.018、0.02mg，并根据公式1计算回收率，测定结果如表3所示。

表3

实施例4

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

（1）先将0.1121g钻井液用磺化褐煤试样加入到消解罐中，然后向消解罐中加入2mL优级纯的硝酸，然后再加入6mL优级纯的盐酸，放置30min后，待消解罐中的反应平稳时，将消解罐的盖子拧紧。然后设置微波消解仪的微波消解的程序为：先升温5min，温度升高到110℃时，保持2min；然后继续升温8min，温度升高到160℃时，保持12min。微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却15min，即得消解溶液。当消解罐内的水溶性油田化学助剂没有消解完全时，可以再向消解罐内加入1mL优级纯的硝酸，然后加入2mL优级纯的盐酸，将消解罐的盖子拧紧，再重复上述微波消解程序，并在微波消解程序结束后，将消解罐从微波消解仪中取出后冷却15min，即得消解溶液。然后将得到的消解溶液用去离子水进行稀释并定容至50mL。

（2）按照步骤（1）的方法制备空白消解溶液，与步骤（1）中制得的消解溶液不同的是空白消解溶液制备过程中不加入钻井液用磺化褐煤试样，然后按照实施例1的方法制备汞标准系列溶液。然后按照实施例1的方法绘制工作曲线。

原子荧光分光光度仪的操作参数包括：负高压为250PMT/V，灯电流为25mA，原子化器高度为8mm，载气流量为380mL/min，屏蔽气流量为900mL/min，读数时间为9s，延迟时间为1s，加热温度为180℃。

然后仍以浓度20g/L硼氢化钾（分析纯）作为还原剂，以5%的盐酸（优级纯，ρ=1.18g/mL）作为载流液，在上述原子荧光分光光度仪的操作参数下先空白消解溶液中的汞含量进行测定，然后再对消解溶液中的汞含量进行测定，并根据消解溶液中荧光强度与工作曲线的汞含量范围选择1倍的稀释倍数，由仪器自带计算机软件AFS系列-8800原子荧光光谱仪操作软件自动输出消解溶液中的汞含量为1.29μg/L，该汞含量已扣除空白消解溶液中的汞含量，可以直接根据如下公式2进行计算，计算得出钻井液用磺化褐煤试样中的汞含量为0.5704mg/kg。

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$ 公式2

其中，x--钻井液用磺化褐煤试样中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--钻井液用磺化褐煤试样的用量，g。

（3）按照实施例1的方法进行加标回收实验，不同的是，相对于1kg的钻井液用磺化褐煤试样，标准汞物质的加入量分别为0.3、0.5、1.0mg，并根据公式1计算回收率，测定结果如表4所示。

表4

实施例5

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，在步骤（1）中，所采用的微波消解程序为：先升温2min，温度升高到100℃时，保持1min；然后继续升温6min，温度升高到210℃时，保持20min。测得的消解溶液中的汞含量为2.9μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.3451mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，其中，加标回收实验时，采用该实施例的微波消解程序，并根据公式1计算回收率，测定结果如表5所示。

表5

实施例6

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，钻井液用重晶石粉试样的用量为1g，测得的消解溶液中的汞含量为22.5μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.1250mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，并根据公式1计算回收率，测定结果如表6所示。

表6

实施例7

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，步骤（1）中所用的消解液为1.5mL的硝酸、1mL的氟硼酸和1mL的过氧化氢，所用氟硼酸的体积为，测得的消解溶液中的汞含量为2.8μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.2987mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，并根据公式1计算回收率，测定结果如表7所示。

表7

实施例8

本实施例用于说明本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，步骤（1）中所用的消解液中硝酸的体积为4mL，盐酸的体积为3mL，测得的消解溶液中的汞含量为2.9μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.3451mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，并根据公式1计算回收率，测定结果如表8所示。

表8

实施例9

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，所述原子荧光分光光度仪的操作参数为：负高压为200PMT/V，灯电流为20mA，原子化器高度为6mm，载气流量为440mL/min，屏蔽气流量为1200mL/min，读数时间为8s，延迟时间为3s，加热温度为220℃，测得的消解溶液中的汞含量为2.7μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉试样中的汞含量为1.2523mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，其中，加标回收实验时，采用该实施例的原子荧光分光光度仪的操作参数，并根据公式1计算回收率，测定结果如表9所示。

表9

对比例1

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉中汞含量，不同的是，步骤（1）中采用传统加热方式对钻井液用重晶石粉进行加热处理，加热的程序为先称取0.1015g钻井液用重晶石粉试样于聚四氟乙烯烧杯中，加少量的水润湿，然后加入10mL王水摇匀，置于沸水浴中保持1h，期间摇动一次，样品取出冷却至室温，然后再加入1%的高锰酸钾溶液1mL，摇匀放置30min，

再用1%的草酸溶液定容到25mL，摇匀后放置沉清备测。测得的消解溶液中的汞含量为4.52μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉中的汞含量为1.1133mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，其中，在加标回收实验时也采用该传统加热方式的消解方法，并根据公式1计算回收率，测定结果如表10所示。

表10

对比例2

按照实施例1的方法测定钻井液用重晶石粉试样中汞含量，不同的是，步骤（2）中采用《水和废水监测分析方法》（第四版）中提供的双硫腙光度法对消解溶液进行测定，测得的消解溶液中的汞含量为2.5μg/L，根据实施例1中列出的公式2计算得出钻井液用重晶石粉中的汞含量为1.1596mg/kg。按照实施例1的方法进行加标回收实验，其中，在加标回收实验时也采用双硫腙光度法对消解溶液中的汞含量进行测定，并根据公式1计算回收率，测定结果如表11所示。

表11

通过实施例1-9和对比例1-2比较可以看出，本发明测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法准确，测定速度快，回收率高，其中，回收率可以达到88-96.4%。

通过实施例1与实施例5比较可以看出，在步骤（1）中，当所述微波照射所采用的微波消解程序包括：先升温5-8min，温度升高到110-130℃时，保持2-5min；然后继续升温8-12min，温度升高到160-200℃时，保持12-17min时，能够进一步提高汞含量测定的回收率。

通过实施例1与实施例6比较可以看出，在步骤（1）中，当所述水溶性油田化学助剂为固体和/或液体，当所述水溶性油田化学助剂为固体时，其用量为0.1-0.5g时，能够进一步提高汞含量测定的回收率。

通过实施例1与实施例7比较可以看出，在步骤（1）中，当所述消解液为硝酸和盐酸时，能够进一步提高汞含量测定的回收率。

通过实施例1与实施例8比较可以看出，在步骤（1）中，当相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂，所用的消解液中硝酸的体积为2-3mL，盐酸的体积为4-6mL，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3时，能够进一步提高汞含量测定的回收率。

通过实施例1与实施例9比较可以看出，在步骤（2）中，当所述原子荧光分光光度法的操作参数包括：负高压为250-350PMT/V，灯电流为25-35mA，原子化器高度为8-12mm，载气流量为380-420mL/min，屏蔽气流量为900-1100mL/min，读数时间为9-11s，延迟时间为1-2s，加热温度为180-210℃时，能够进一步提高汞含量测定的回收率。

本发明的测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法成本低、操作简单、污染少、回收率高，能够准确、快速测定水溶性油田化学助剂中的汞含量。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种测定水溶性油田化学助剂中汞含量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）在微波照射下，将水溶性油田化学助剂与消解液进行混合接触，使所述水溶性油田化学助剂消解，得到消解溶液；

（2）通过原子荧光分光光度法测定步骤（1）得到的消解溶液中的汞含量，并根据该汞含量确定水溶性油田化学助剂中的汞含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述微波照射所采用的微波消解程序包括：先升温5-8min，温度升高到110-130℃时，保持2-5min；然后继续升温8-12min，温度升高到160-200℃时，保持12-17min。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述水溶性油田化学助剂为固体和/或液体，当所述水溶性油田化学助剂为固体时，其用量为0.1-0.5g；当所述水溶性油田化学助剂为液体时，其用量为1-5g。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述消解液为硝酸和盐酸，相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂或者1g液体的所述水溶性油田化学助剂，所用的消解液中硝酸的体积为2-3mL，盐酸的体积为4-6mL，且硝酸与盐酸的体积比为1：1.3-3。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤（1）中，在施加微波照射之前，先将水溶性油田化学助剂与硝酸混合接触，再与盐酸混合接触，然后放置30-50min。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述原子荧光分光光度法的操作参数包括：负高压为250-350PMT/V，灯电流为25-35mA，原子化器高度为8-12mm，载气流量为380-420mL/min，屏蔽气流量为900-1100mL/min，读数时间为9-11s，延迟时间为1-2s，加热温度为180-210℃。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述水溶性油田化学助剂选自钻井液用重晶石粉、采气用泡排剂、井下作业用胍胶液、钻井液用磺化褐煤中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括：在测定消解溶液中的汞含量之前，将步骤（1）得到的消解溶液进行稀释并定容，且相对于0.1g固体的所述水溶性油田化学助剂或者1g液体的所述水溶性油田化学助剂，消解溶液定容后的体积为40-60mL。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤（2）中，水溶性油田化学助剂中的汞含量根据以下公式计算得到，

$x=\frac{c\×v}{m\×1000}$

其中，x--水溶性油田化学助剂中的汞含量，mg/kg；

c--步骤（2）中测定的消解溶液中的汞含量，μg/L；

v--消解溶液定容后的体积，mL；

m--水溶性油田化学助剂的用量，g。