低张力泡沫剂高效液相色谱检测方法的建立

2015-08-10仉莉

石油化工应用 2015年12期

仉莉

（中石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营 257015）

胜利油田目前的三次采油技术中，泡沫驱有望成为提高采收率的重要技术手段，所使用的低张力泡沫体系将在采油中发挥重要作用[1]。低张力泡沫体系作为优良的活性剂具有良好的洗油能力，而且泡沫剂遇水稳定遇油破灭的特性增加了驱替的选择性，使表面活性剂在油藏中均匀推进，从而大幅度降低残余油饱和度，提高采收率。

国内外表面活性剂的相关检测研究工作较多，但关于低张力泡沫剂的研究较少。针对胜二区所使用的低张力泡沫剂DLF-1 尚无现行检测方法，也没有相应检测方法可以借鉴[2，3]，给泡沫剂产品的质量控制和采出液中泡沫剂浓度的检测带来相当大的困难。为此，本文通过色谱条件的优化，建立了一种可以定量测定泡沫剂DLF-1 溶液的高效液相色谱法[4]。此方法具有很好的重复性、准确性和稳定性，可以有效监控采出液中低张力泡沫剂的质量，保证矿场实施效果。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

EasySepTM-1010 高效液相色谱仪，通微分析技术有限公司，上海。高效液相色谱体系组成部分为：UM-3000ELSD 检测器，EasySepTM-1010 高压输液泵，HW数据采集工作站，Rheodyne 7725i 六通进样阀。

低张力泡沫剂DLF-1，胜利油田地质院；无水甲醇，色谱纯，天津赛孚瑞科技有限公司；水为二次高纯水。

1.2 实验方法

样品配制：称取3 g 泡沫剂DLF-1 置于50 mL 容量瓶中，使用甲醇配置成质量浓度为6 %的泡沫剂DLF-1 溶液，取此浓度的溶液5 g 置于50 mL 容量瓶中，配置成质量浓度为6 ‰的泡沫剂DLF-1 溶液。再取不同质量的6 ‰的泡沫剂DLF-1 溶液于10 mL 容量瓶中，二次水稀释至刻度，形成不同浓度的泡沫剂DLF-1 溶液标准溶液，进行高效液相色谱测定。

2 结果与讨论

2.1 低张力泡沫剂DLF-1 色谱分离条件的选择

2.1.1 色谱柱在其他实验条件相同的情况下，分别选用反相C8 色谱柱和反相C18 色谱柱对低张力泡沫剂DLF-1 进行高效液相色谱测定，结果（见图1 和图2）。可以看出选用反相C8 填料色谱柱时，低张力泡沫剂DLF-1 样品中盐的保留时间稍有延长，主要活性组分的保留时间缩短，不利于盐与活性组分的有效分离。反相C18 色谱柱对低张力泡沫剂DLF-1 的分离效果更佳，这一结果也与反相色谱柱填料的亲油性与组分极性的分离规律相一致。因此，根据低张力泡沫剂DLF-1 中表面活性剂的极性强度，选取反相C18 填料色谱柱作为低张力泡沫剂DLF-1 高效液相色谱分离柱。

图1 DLF-1 色谱图（反相C8 色谱柱）

图2 DLF-1 色谱图（反相C18 色谱柱）

2.1.2 流动相的比例和流量在流动相总流量1.0 mL/min下，改变甲醇与水的比值（V/V），用高效液相色谱对低张力泡沫剂DLF-1 进行测定。结果发现在流动相总流量不变的条件下，随着流动相中水比例的增加，低张力泡沫剂DLF-1 色谱分离效果越好。可见在流动相流量不变条件下，醇/水比值的降低有助于低张力泡沫剂DLF-1 色谱的分离；但是随着流动相中醇/水比值的降低，高效液相色谱柱的压力不断地升高，当色谱柱压力超过色谱仪的上限工作压力时，将导致色谱仪的高压泵停止工作。

在流动相中醇的流量或者醇/水的值不变的条件下，改变流动相的总流量，通过高效液相色谱测定低张力泡沫剂DLF-1。结果发现在一定的总流量范围内（1.1 mL/min～0.8 mL/min），随着流动相总流量的降低，低张力泡沫剂DLF-1 中主剂的色谱峰强度降低、变平，使得低张力泡沫剂DLF-1 中各组分的色谱峰后移（保留时间延长），分离效果更好；在甲醇/水值相同的条件下，随流动相流量的降低，液相色谱分离效果更好，但是低张力泡沫剂DLF-1 主剂的信号响应值降低。

综上所述，在甲醇流量0.78 mL/min、水流量0.22 mL/min 时，对于低张力泡沫剂DLF-1 的色谱峰分离效果最佳（见图3），确定该流量为最佳流量。

图3 DLF-1 色谱图（甲醇流量0.78 mL/min、水流量0.22 mL/min）

2.1.3 样品溶剂由于低张力泡沫剂DLF-1 在水溶液中溶解度较差，因此在配制样品溶液时使用水/甲醇混合溶剂。固定溶液质量浓度为7 920 mg/L，配制一系列不同甲醇/水比的低张力泡沫剂DLF-1 溶液，检测配制样品的溶剂对色谱检测结果的影响。结果发现在样品溶液中甲醇溶剂含量为80 %时，在时间2.8 min 处无机盐的峰值较高，随着样品溶液中甲醇溶剂含量的降低，在时间2.8 min 处峰高度降低；在相同条件下，溶剂中含有20 %甲醇的色谱峰分离效果较佳。

综合上述实验结果，获得对低张力泡沫剂DLF-1的最佳高效液相色谱分离条件为：选用C18 色谱柱，流动相为甲醇/水混合溶剂，甲醇和水的流量分别为0.78 mL/min 和0.22 mL/min，蒸发光检测器的温度为70 ℃，气体流量为2.5 L/min，配制样品溶剂是甲醇/水为2/8（w/w）的混合溶剂。

图4 DLF-1 溶液标准曲线

2.2 低张力泡沫剂DLF-1 溶液浓度的测定

配制一系列不同浓度的泡沫剂DLF-1 溶液，在最佳分离条件下进行高效液相色谱测定，由所测数据绘制色谱峰积分面积和标准物浓度之间的标准曲线（见图4）。曲线回归方程为Y=0.472 43+1.581 73X，其中Y 为面积的对数，X 为浓度的对数，归一化因子R=0.996 86。由此标准曲线可测定未知浓度的低张力泡沫剂DLF-1溶液。

在最佳测试条件下，对检测方法的方法学参数进行测定，结果表明该方法对低张力泡沫剂DLF-1 溶液检测的适宜浓度为1 000 mg/L～10 000 mg/L，其精度可以达到20 ng；相对标准偏差（RSD）为1.12 %；样品回收率在98 %以上。从而证实了所建方法的准确性、可靠性和可行性。