RU2488092C1 - Method of determining gas concentration in liquid - Google Patents
Method of determining gas concentration in liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488092C1 RU2488092C1 RU2012106527/28A RU2012106527A RU2488092C1 RU 2488092 C1 RU2488092 C1 RU 2488092C1 RU 2012106527/28 A RU2012106527/28 A RU 2012106527/28A RU 2012106527 A RU2012106527 A RU 2012106527A RU 2488092 C1 RU2488092 C1 RU 2488092C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- analysis
- sample
- volume
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам измерения количественного содержания растворенного газа в нефтепромысловой жидкости и может быть использовано при поиске, добыче, подготовке и транспортировке нефти и воды.The invention relates to methods for measuring the quantitative content of dissolved gas in an oilfield fluid and can be used in the search, production, preparation and transportation of oil and water.
Известен общемировой способ определения содержания растворенного в жидкости газа, заключающийся в экстракции газа из жидкости путем барботажа и измерении количества выделенного газа с помощью индикаторной трубки (справочник по Drader-Tube/CMS: Справочное руководство по измерениям при анализе почвы, воды и воздуха, а также технических газов, 12-е издание, п.2.14, стр.42. - Любек, 2003. - 294 с.). Данная методика рассчитана на помещение в калиброванную экстракционную бутыль пробы воды значительного объема - до 200 мл, поэтому при повышенной концентрации газа в жидкости потребуется для анализа большое количество измерительных трубок. Вторым недостатком является то, что в измерительные трубки поступает газовоздушная смесь (ГВС) порциями одного объема (рабочий объем насоса), но содержание искомого газа в каждой порции является величиной непостоянной. Максимальное содержание газа в первой порции ГВС ведет к тому, что при установленной скорости прокачивания ГВС через трубку искомый газ проходит через измерительную трубку, не полностью прореагировав с химическим веществом трубки. Это ведет к завышению содержания газа в пробе жидкости.A well-known global method for determining the content of gas dissolved in a liquid is to extract gas from a liquid by sparging and measure the amount of gas released using an indicator tube (Drader-Tube / CMS Reference: Reference Guide for Measurements in the Analysis of Soil, Water and Air, and technical gases, 12th edition, p.2.14, p. 42. - Lubeck, 2003. - 294 p.). This technique is designed to place a large volume of water samples in a calibrated extraction bottle - up to 200 ml, therefore, with an increased concentration of gas in the liquid, a large number of measuring tubes will be required for analysis. The second drawback is that the gas-air mixture (DHW) enters the measuring tubes in portions of the same volume (pump displacement), but the content of the desired gas in each portion is variable. The maximum gas content in the first portion of the hot water supply leads to the fact that at the set speed for pumping the hot water supply through the tube, the desired gas passes through the measuring tube, not completely reacting with the chemical substance of the tube. This leads to an overestimation of the gas content in the liquid sample.
Аналогичным недостатком обладает методика, основанная на различных вариантах применения устройства для определения концентрации газа в жидкости по патенту РФ на изобретение №2181882 (опубл. 27.04.2002, бюл. №12). В отличие от метода экстракции фирмы Drader с помощью последнего устройства возможно на анализ отбирать пробу жидкости малого объема - до 1 мл, разбавлять этот объем инертной жидкостью (вода, керосин) до необходимого объема (7÷40 мл) и также экстрагировать из него искомый газ. Многочисленные исследования проб нефти с повышенным содержанием сероводорода (до 1000 мг/л и более) с помощью устройства по патенту №2181882 показали, что содержание H2S в потоке ГВС в начале экстракции столь велико, что стандартная индикаторная трубка H2S - 0,0066 окрашивается неравномерно и укоренным темпом. Это ведет к определенному завышению концентрации газа в жидкости. К тому же на проведение анализа требуемся несколько дорогостоящих индикаторных трубок.A similar drawback has a technique based on various applications of the device for determining the concentration of gas in a liquid according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2181882 (publ. 04/27/2002, bull. No. 12). In contrast to the Drader extraction method using the last device, it is possible to analyze a sample of a small volume liquid - up to 1 ml, dilute this volume with an inert liquid (water, kerosene) to the required volume (7 ÷ 40 ml) and also extract the desired gas from it . Numerous studies of oil samples with a high content of hydrogen sulfide (up to 1000 mg / l or more) using the device according to patent No. 2181882 showed that the content of H 2 S in the DHW flow at the beginning of extraction is so high that the standard indicator tube H 2 S - 0, 0066 is painted at an uneven and rooted pace. This leads to a certain overestimation of the gas concentration in the liquid. In addition, several expensive indicator tubes are required for the analysis.
Технической задачей изобретения является повышение точности анализов методом экстракции газа из пробы жидкости при одновременном удешевлении одного анализа. Эта задача решается по известному способу определения концентрации газа в жидкости путем экстракции газа из жидкости и пропуске газовоздушной смеси (ГВС) через индикаторную трубку тем, что предварительно ГВС собирают в газоотборную камеру, определяют остаточное количество газа в пробе жидкости, также определяют количество газа в значительно меньшей части ГВС в газоотборной камере, а концентрацию газа в жидкости определяют по формуле:An object of the invention is to improve the accuracy of analyzes by gas extraction from a liquid sample while reducing the cost of one analysis. This problem is solved by a known method for determining the concentration of gas in a liquid by extracting gas from a liquid and passing the gas-air mixture (DHW) through an indicator tube so that the DHW is first collected in a gas sampling chamber, the residual amount of gas in the liquid sample is determined, and the amount of gas is significantly determined in a smaller part of the hot water supply in the gas sampling chamber, and the concentration of gas in the liquid is determined by the formula:
где С - концентрация газа в жидкости;where C is the concentration of gas in the liquid;
К - комплексная постоянная, зависит от свойств газа и температуры среды;K is the complex constant, depending on the properties of the gas and the temperature of the medium;
nост - остаточное количество газа в пробе жидкости после экстракции газа;n ost - the residual amount of gas in the liquid sample after gas extraction;
VГВС - объем газовоздушной смеси в газоотборной камере;V DHW - the volume of the gas-air mixture in the gas sampling chamber;
Vан - объем ГВС из газоотборной камеры, взятой на анализ (Vан<<VГВС);V en - the volume of hot water from the gas sampling chamber taken for analysis (V en << V hot water );
nан - количество газа в объеме Vан.n en - the amount of gas in the volume of V en .
На анализ из газоотборной камеры отбирается такой объем Vан, который бы обеспечил представительность анализа, в частности, по колориметрической оценке показание с индикаторной трубки должно сниматься во второй его половине.For analysis from the gas sampling chamber, such a volume V en is selected that would ensure representativeness of the analysis, in particular, by colorimetric assessment, the indication from the indicator tube should be taken in its second half.
На фиг.1; 2 и 3 дана последовательность осуществления предложенного способа согласно сущности изобретения.In figure 1; 2 and 3 give the sequence of the proposed method according to the invention.
На фиг.1 изображен процесс извлечения (экстракции) газа из пробы жидкости и сбора полученной ГВС в пробоотборную камеру. На чертеже: 1 - дегазационная камера с пробой жидкости; 2 - запорные краны; 3 - насос со встроенным счетчиком ГВС; 4 - газоотборная камера приемлемой конструкции.Figure 1 shows the process of extraction (extraction) of gas from a liquid sample and the collection of the resulting hot water supply in the sampling chamber. In the drawing: 1 - degassing chamber with a sample of liquid; 2 - stopcocks; 3 - a pump with a built-in domestic hot water meter; 4 - gas sampling chamber of an acceptable design.
На фиг.2 изображена проверка наличия остаточного содержания газа в пробе жидкости после его длительной дегазации с помощью индикаторной трубки 5.Figure 2 shows the verification of the presence of residual gas content in the liquid sample after its long degassing using
На фиг.3 показан процесс отбора из камеры 4 объемом VГВС на анализ через трубку 5 значительно меньшего объема ГВС - Vан.Figure 3 shows the selection process from the chamber 4 with a volume of V dhw for analysis through a
Способ определения концентрации газа в жидкости реализуется следующими процессами.The method for determining the concentration of gas in a liquid is implemented by the following processes.
1. В дегазационную камеру 1 отбирают пробу жидкости объемом Vж.1. In a degassing chamber 1 take a sample of liquid volume V g .
2. С помощью насоса 3 по его встроенному счетчику в предварительно пустую газоотборную камеру 4 закачивают газовоздушную смесь объема VГВС. Ранее в заявке отмечалось, что первые порции ГВС содержат высокую концентрацию искомого газа, а последние порции - его не содержат. В камере 4 образуется газовоздушная смесь из воздуха и искомого газа с одной и постоянной во всех точках камеры концентрацией. На этом известном законе состояния идеальных и реальных газов и построена новизна и сущность изобретения: на химический (колориметрический) анализ достаточно отобрать меньшую и известную часть
3. Определяют остаточное количество газа nост в пробе жидкости, например, с помощью индикаторной трубки 5 (фиг.2) путем дальнейшего продолжения экстракции газа до полной дегазации жидкости по искомому газу. Как правило, после разбавления пробы жидкости с высокой концентрацией искомого газа и дегазации полученного раствора пробы объемом 7÷10 мл с помощью инертного газа (воздуха) объемом 1000 мл (1 литр) в исследуемой пробе полностью отсутствует искомый газ, в частности сероводород, т.е. nост=0. Такая процедура необходима для того, чтобы убедиться в том, что весь газ из пробы жидкости из дегазационной камеры 1 переведен в газоотборную камеру 4.3. Determine the residual amount of gas n OST in the liquid sample, for example, using the indicator tube 5 (figure 2) by further continuing the extraction of gas until the gas is completely degassed by the desired gas. As a rule, after diluting a liquid sample with a high concentration of the desired gas and degassing the resulting sample solution with a volume of 7 ÷ 10 ml using inert gas (air) with a volume of 1000 ml (1 liter), the desired gas, in particular hydrogen sulfide, is completely absent in the test sample. e. n ost = 0. Such a procedure is necessary in order to ensure that all gas from the liquid sample from the degassing chamber 1 is transferred to the gas sampling chamber 4.
4. Насосом 3 на анализ, например, через индикаторную трубку 5, из камеры 4 отбирают значительно меньшую часть VГВС, но такой величины, чтобы полученный результат был представительным, в частности по индикаторной трубке оценка колориметрического показания nан должна производиться во второй половинке трубки.4.
5. Для определения всего количества искомого газа в камере 4 необходимо nан умножить на VГВС/Vан (правило пропорций).5. To determine the total amount of gas sought in chamber 4, it is necessary to multiply n en by V dhw / v en (rule of proportions).
6. Величину концентрации газа в жидкости определяют по формуле (1).6. The value of the gas concentration in the liquid is determined by the formula (1).
Сущность технического решения заключается в следующем. В газоотборную камеру 4 поступает ГВС с различной концентрацией искомого газа, но после заполнения камеры 4 ГВС по составу становится однородной. Важным является то, что концентрация искомого газа, в составе ГВС в камере 4 становится значительно ниже, чем в первой порции ГВС, взятой на анализ, в частности через индикаторную трубку, по существующей методике.The essence of the technical solution is as follows. In the gas sampling chamber 4, the DHW with a different concentration of the desired gas enters, but after filling the chamber 4 the hot water supply becomes homogeneous in composition. It is important that the concentration of the desired gas in the composition of the hot water supply in chamber 4 becomes significantly lower than in the first portion of hot water taken for analysis, in particular through an indicator tube, according to the existing method.
По изобретению достигается двойной положительный эффект. Во-первых, повышается точность анализа, в частности, в индикаторной трубке наблюдается качественное и полное окрашивание вещества в трубке за счет снижения концентрации искомого газа в ГВС. Во-вторых, на один анализ пробы потребуется всего две индикаторные трубки: первая для оценки показателя nост, вторая - для определения nАН. При анализе такой пробы по существующей методике (работа с устройством по патенту РФ №2181882) необходимо весь объем ГВС пропустить через индикаторные трубки. В зависимости от концентрации газа в жидкости трубок потребуется до 10 и более. Для сравнения оценим содержание сероводорода в нефти существующим способом и предложенным по заявке. According to the invention, a double beneficial effect is achieved. Firstly, the accuracy of the analysis increases, in particular, in the indicator tube there is a qualitative and complete staining of the substance in the tube due to a decrease in the concentration of the desired gas in the hot water supply. Secondly, for one analysis of the sample, only two indicator tubes will be required: the first to evaluate the indicator n ost , the second to determine n AN . When analyzing such a sample according to the existing methodology (working with the device according to the patent of the Russian Federation No. 2181882), it is necessary to pass the entire volume of hot water through indicator tubes. Depending on the concentration of gas in the fluid, the tubes will require up to 10 or more. For comparison, we evaluate the content of hydrogen sulfide in oil in the existing way and proposed on request.
Исходные данные:Initial data:
1. Содержание H2S в пробе нефти по ГОСТ Р 50802 - 740 мг/л (822 ррm).1. The content of H 2 S in the oil sample according to GOST R 50802 - 740 mg / l (822 ppm).
2. Объем пробы нефти Vж - 1,0 мл.2. The volume of the sample of oil V W - 1,0 ml.
3. Насос для дегазации - аспиратор АМ-5.3. Pump for degassing - aspirator AM-5.
4. Объем пропуска ГВС за 1 качок АМ-5-100 мл.4. The volume of the pass DHW for 1 roll AM-5-100 ml.
5. Температура пробы и среды Тп=293 К (20°С).5. The temperature of the sample and the medium T p = 293 K (20 ° C).
6. Комплексная постоянная К=1,41.6. The complex constant K = 1.41.
где М - мольный вес H2S; М=34 г/моль;where M is the molar weight of H 2 S; M = 34 g / mol;
Va - объем 1 моль газа при T0=2730К (00С); Va=22,4 литра.V a is the volume of 1 mol of gas at T 0 = 273 0 K (0 0 C); V a = 22.4 liters.
На анализ по существующему способу потрачено 9 индикаторных трубок H2S - 0,0066: 8 полных до отметки 66 и девятая до отметки 42. Общее показание n=8×66+42=570 г.For analysis according to the existing method, 9 H 2 S indicator tubes were spent - 0.0066: 8 full to the 66 mark and the ninth to the 42 mark. The total reading is n = 8 × 66 + 42 = 570 g.
На анализ по предложенному способу потрачено 2 индикаторные трубки H2S - 0,0066: по первой noст=0, по второй nан=50 г, причем VГВС=1000 мл; Vан - 100 мл (1 качек АМ-5). По формуле (1) имеем:For analysis according to the proposed method, 2 indicator tubes H 2 S were spent - 0.0066: for the first n ost = 0, for the second n en = 50 g, and V dhw = 1000 ml; V en - 100 ml (1 quality AM-5). By the formula (1) we have:
Относительные расхождения (погрешность анализа) между существующим способом и ГОСТ Р 50802 8,6%
Относительные расхождения между предложенным способом и ГОСТ Р 50802 равно 4,7%
Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу:For ease of comparison, the results are summarized in a table:
Проведенные результаты свидетельствуют о том, что предложенный способ оценки H2S в пробе жидкости с высоким его содержанием решает поставленную техническую задачу - повышается точность анализа при одновременном удешевлении одного анализа. Отметим, что повышение точности анализа достигнуто за счет снижения концентрации сероводорода в объеме НВС, взятого на анализ. Это ведет к качественной реакции химического вещества в индикаторной трубке, а именно - трубка окрашивается равномерно и полностью.The results indicate that the proposed method for assessing H 2 S in a sample of a liquid with a high content solves the technical problem posed - the accuracy of the analysis increases while the cost of one analysis is reduced. Note that an increase in the accuracy of the analysis was achieved by reducing the concentration of hydrogen sulfide in the volume of NSA taken for analysis. This leads to a qualitative reaction of the chemical in the indicator tube, namely, the tube is painted evenly and completely.
Удешевление анализа обеспечивается тем, что собственно через индикаторную трубку пропускается только фиксированная часть газовоздушной смеси, полученной при экстракции искомого газа из пробы жидкости.The cost of the analysis is ensured by the fact that only a fixed part of the gas-air mixture obtained by extraction of the desired gas from the liquid sample is passed through the indicator tube.
Claims (2)
где С - концентрация газа в жидкости;
К - комплексная постоянная;
Vж - объем пробы жидкости;
nост - остаточное количество газа в пробе после барботажа;
VГВС - объем газовоздушной смеси (ГВС) в газоотборной камере;
Vан - объем ГВС из газооотборной камеры, взятый на анализ;
nан - количество газа в анализируемом объеме Vан.1. A method of determining gas concentrations in a liquid, comprising a gas extraction from the fluid sample and pass the resulting gas mixture through the test tube, characterized in that the gas-air mixture volume - V hot water is collected in a gas sampling chamber defined residual amount of gas in the liquid sample - n ost also determine the amount of gas in a much smaller part of the hot water supply in the gas sampling chamber - V en , and the gas concentration in the liquid is determined by the formula:
where C is the concentration of gas in the liquid;
K is the complex constant;
V W - the volume of the sample fluid;
n ost - the residual amount of gas in the sample after bubbling;
V DHW - the volume of the gas-air mixture (DHW) in the gas sampling chamber;
V en - the volume of hot water from the gas sampling chamber, taken for analysis;
n en - the amount of gas in the analyzed volume V en .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106527/28A RU2488092C1 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Method of determining gas concentration in liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106527/28A RU2488092C1 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Method of determining gas concentration in liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2488092C1 true RU2488092C1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106527/28A RU2488092C1 (en) | 2012-02-22 | 2012-02-22 | Method of determining gas concentration in liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488092C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608852C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-01-25 | Ильдар Зафирович Денисламов | Method for determining concentration of hydrogen sulphide in pipeline oil under pressure |
RU2632440C1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-10-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Спецлак" (ООО "Спецлак") | Method for determination of liquid's gas saturation and device for its realisation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922904A (en) * | 1962-10-02 | 1975-12-02 | Us Navy | Method and apparatus for detecting dissolved gases in liquids |
SU822864A1 (en) * | 1979-05-30 | 1981-04-23 | Рубежанский Филиал Ворошиловград-Ского Машиностроительного Института | Plant for producing gas-vapour mixture |
RU2181882C1 (en) * | 2001-01-24 | 2002-04-27 | Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Device determining concentration of gas in liquid |
US20060018793A1 (en) * | 2002-04-24 | 2006-01-26 | Tomohiko Hashiba | Method of measuring formaldehyde concentration of gas and measuring instrument |
-
2012
- 2012-02-22 RU RU2012106527/28A patent/RU2488092C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922904A (en) * | 1962-10-02 | 1975-12-02 | Us Navy | Method and apparatus for detecting dissolved gases in liquids |
SU822864A1 (en) * | 1979-05-30 | 1981-04-23 | Рубежанский Филиал Ворошиловград-Ского Машиностроительного Института | Plant for producing gas-vapour mixture |
RU2181882C1 (en) * | 2001-01-24 | 2002-04-27 | Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Device determining concentration of gas in liquid |
US20060018793A1 (en) * | 2002-04-24 | 2006-01-26 | Tomohiko Hashiba | Method of measuring formaldehyde concentration of gas and measuring instrument |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608852C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-01-25 | Ильдар Зафирович Денисламов | Method for determining concentration of hydrogen sulphide in pipeline oil under pressure |
RU2632440C1 (en) * | 2016-12-29 | 2017-10-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Спецлак" (ООО "Спецлак") | Method for determination of liquid's gas saturation and device for its realisation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101692093B (en) | Automatic analyzer for anionic surfactant in water and automatic analysis method | |
CN110261274B (en) | Evaluation method for static contribution rate of spontaneous imbibition effect on water flooding oil displacement efficiency | |
CN103323412B (en) | Thiocyanate spectrophotometry method for detecting iron content of high-temperature alloy | |
CN102980865A (en) | Measurement method for seawater total nitrogen content | |
CN103411956A (en) | Method for rapidly detecting iodate by surface enhanced Raman spectroscopy and application of method | |
CN105806792A (en) | Multi-parameter water quality detection method and multi-parameter water quality detector based on same | |
CN103940770B (en) | Quantitative analysis method and determination method for emulsification performance of petroleum crude oil emulsification system | |
Su et al. | Simultaneous determination of dissolved inorganic carbon (DIC) concentration and stable isotope (δ13C-DIC) by Cavity Ring-Down Spectroscopy: Application to study carbonate dynamics in the Chesapeake Bay | |
RU2488092C1 (en) | Method of determining gas concentration in liquid | |
CN104849256A (en) | Method for obtaining trapping pressure of pure methane inclusion | |
CN110174458A (en) | The detection method that lead and total arsenic measure simultaneously in a kind of formulated food additive | |
Kaltin et al. | A rapid method for determination of total dissolved inorganic carbon in seawater with high accuracy and precision | |
RU2608852C1 (en) | Method for determining concentration of hydrogen sulphide in pipeline oil under pressure | |
CN105223143B (en) | A kind of method of pressure break liquid hold-up in measure oilfield sewage | |
CN109521066A (en) | A kind of construction method of yellow rice wine electrochemistry finger-print and application | |
CN103884668B (en) | A kind of method of the quick total Determination of Vicinal Diketones content of analysis medicated beer semi-finished product | |
CN107084956B (en) | Method for detecting iodide ions in urine based on alcohol solvent-induced silver nanocluster fluorescence enhancement | |
RU2469291C1 (en) | Method of determining concentration and identifying surfactants in aqueous solutions | |
CN109211808A (en) | A kind of quickly detection metal copper ion method | |
JPS60155952A (en) | Measurement of concentration | |
RU2724879C1 (en) | Marker for fluid medium, fluid medium marking method and fluid medium identification method | |
RU2307248C1 (en) | Method to determine specific and total liquid water content in produced natural gas | |
CN103197013B (en) | Determination method of triethylamine in tetraethyl ammonium bromide solution | |
CN108519452A (en) | High effective liquid chromatography for measuring oil well notes the method for adopting polymer microballoon content in liquid | |
CN102928522A (en) | Method for measuring degassing efficiency of drilling fluid through complete degassing value |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140223 |