钻井液用聚丙烯酰胺钾盐中钾的含量测定的不确定度评定

王洁（中原油田技术监测中心化工产品监测总站， 河南 濮阳 457001）

钻井液用聚丙烯酰胺钾盐中钾的含量测定的不确定度评定

王洁
（中原油田技术监测中心化工产品监测总站， 河南 濮阳 457001）

测量不确定度是现在各个国家通用的用来表示测量结果的方法。下一步就是对检测结果好坏的判定。怎么合理的判断它的好坏，这个问题一直困扰着科研工作者们。经过多年的研究，人们渐渐形成了一套判定检测结果的原则。第一点是对四苯硼钠、滴定度等一系列可能产生误差的量进行计算，第二点就是钾含量的测定，进行不确定度的计算。通过对钻井中聚丙烯酰胺钾盐钾含量的测定，制定一定的标准。目的是对钻井液中其他化学试剂提供方法模型。

钻井液；聚丙烯酰胺钾盐；钾的含量测定；不确定

1 对聚丙烯酰胺钾盐的介绍

聚丙烯酰胺钾盐也叫它聚丙烯酸钾，一般是白色和淡黄色，含羧钾聚丙烯酰胺衍生物之一，只是大量钻井液中的一种，它的特点是能够增强粘土和碎屑颗粒之间的粘性，使他们不易分散。例如，对于页岩而言聚丙烯酰胺钾盐是很好抑制剂，防止页岩分散。同时还有控制地层岩浆的作用，也能改变润滑性。同腐植酸一样聚丙烯酰胺钾盐有一定的降率失量和抗盐性，在高温下亦同样适用。能够阻止地下造浆物质进行造浆。它的含量的测底对于寻找尤其起很大的作用，并且能保护油气。同时它还有一定的使用条件，主要是淡水、盐水、饱和盐水钻井。另一方面在是以各种形式用于钻井中不同泥浆的条件下，主要是防止井壁塌陷。其中有很大作用的钾离子，主要是阻止软泥页岩和脆性较好页岩的水化和掉落，最终目的是加固井壁，与处理剂配合有更加好的性能。可应用的范围更加广泛了，可用于直井、水平井、深井。

2 聚丙烯酰胺钾盐在钻井液中的运用

（1）比例 聚丙烯酰胺钾盐可以用于比重不相同的聚合物不分散的泥浆体系中，也可用于分散型的泥浆体系中，但是相比较而言，聚丙烯酰胺钾盐在淡水泥浆应用中效果更加明显。在不同的水基钻井液体系中，不需要和其他试剂配合使用，直接加入即可。然后根据不同的情况来分析，其加入量也不尽相同，一般情况下为0.1%到0.6%。这里还要稍加解释，加入量的量是体积和质量的比值。

（2）聚丙烯酰胺钾盐的混合过程 简单描述聚丙烯酰胺钾盐的混合过程：加入泥浆前，首先配制成溶液，而且要把聚丙烯酰胺钾盐磨成粉末，配制成的溶液浓度不大，一般为0，5%到1%。注意不能把磨的干粉直接投入泥浆池中，要先润湿干粉，试剂一般是使用乙醇等水溶性低碳醇，然后配制成稀溶液。配置过程是在充分搅拌的水中缓慢加入干粉，直至其完全溶解。

（3）测试过程及环境条件 ①钾离子滴定度的计算过程。②式样的实验过程，测试过程包括式样的质量测定、式样的灰化及滴定。温度为20 摄氏度左右，上下波动范围2摄氏度左右，相对湿度上限值是60%。

（4）模型的建立 整个计算过程的公式依据：H=T（20-10A/B）100/M，其中H是钾的含量，T代表测定度，A是十六烷基三甲基溴化铵的消耗体积，B是四苯硼钠和十六烷基三甲基溴化铵反应体积，M代表式样的质量。

3 测试结果的不确定度的讨论与分析

（1）寻找因果关系 在进行不确定度的评定时，我们必须要讨论分析引起不确定度产生的原因，了解它对不确定度的影响范围，通过对不确定度辨别和其分量的分析来形成一种平衡关系。

（2）造成不确定度的原因 ①在测试过程中需要多次测量试样的质量，然后计算其平均值，在此过程中产生测量的不确定度，这是A类不确定度。②200毫升，四苯硼钠的体积所产生的不确定度。这是B类不确定度。 ③试样质量产生的不确定度，属于B类不确定度。④十六烷基三甲基溴化铵体积所产生的不确定度。⑤由滴定度所产生的不确定度。 ⑥其他相关系数。

4 举例说明不确定度的评定

（1）A类不确定度的相关评价及其计算 首先选择样品很重要，要有代表性。把试样分成10份，然后把每一份的样品都准确的测量一次。接下来求不确定度的第一步是，求平均值。第二步根据标准偏差公式计算标准偏差。第三步对样品数量求根号。第四步标准不确定度的计算，用标准偏差除以第三步求完根号的值来求得。

（2）B类不确定度的评价及其计算 ①由于四苯硼钠体积引起的不确定度。由试管量取溶液体积时产生了三种不确定度来源：第一个是忽略由体积变化引起的重复性。第二是试管上标定的刻度所产生的不确定度。。第三是温度差异所引起的，主要是量取体积后的温度变化与标准温度的对比。②称取样品质量时产生的不确定度。首先要有相同的环境，干燥器与天平同时放上硅胶，这种情况下把他们的环境视为相同。天平经过校准后才能进行测量，在校准过程中有几个可能引起不确定度的操作。第一个是天平的灵敏度，这个影响很小，可以将其忽略。第二个是其线性关系，对于电子天平而言，其鉴定证书上面写的线性分量大约为0.15毫升，关于其本身制造过程中的不确定度可以采用矩形分布将线性分量变成标准不确定度。③十六烷基三甲基溴化铵消耗的体积产生的不确定度。在这个过程中产生的不确定度有以下几种来源：a.关于滴定体积变动的重复性。b.量取溶液时试管上所标的刻度引起的不确定度。c.温度差即滴定时溶液与标准温度的差值。d.最后时的检测所引起的不确定度。

（文章标题：钻井液用聚丙烯酰胺钾盐中钾的含量测定的不确定度评定）

5 结语

聚丙烯酰胺钾盐的纯度是非常重要的，是钻井液众多重要指标之一。检测纯度的时候我们采用加入稀盐酸来溶解混入的无机盐，至今这种方法是比较科学先进的，但需要考虑盐酸加入的最佳量和本身的浓度。注意检测钻井液中聚丙烯酰胺钾盐纯度的时候，要考虑水分的存在，大多数实验都需要水的参与，时刻考虑水对实验结果造成的不同影响。钻进液中聚丙烯酰胺钾盐纯度的标准一般认为大于75.0%为宜。