本文作者：宋继芳 单位：大庆油田有限责任公司勘探开发研究院中心化验室

油田水是与地下石油和天然气伴生的水体，具有盐度高、化学成分含量不同、含有大量不溶性颗粒和有机物等特点。认识和研究油田水对揭示地下水或储油介质与油气之间的物质和能量交换特征，以及油气的成因和演化具有重要意义[1]。硼是油田水分析中不可缺少的指标。在石油勘探的水化学分析中，硼含量的特异性常被用来为油田勘探提供信息。硼也是压裂液的添加剂之一。测量压裂液中硼的含量可以判断压裂液返排，进而确定压裂井的油气产能。目前测定各类样品中硼的方法很多，如分光光度法[2-4]、荧光分光光度法1.2标准溶液和主试剂硼标准溶液:& rho(B)= 100毫克/升(国家标准物质研究中心研制)。标准空白色溶液:1%(体积分数，下同)HCl溶液和1% HNO3溶液。HCl和HNO3具有极好的纯度。实验水的电阻率为18.2mω；&公牛；厘米的超纯水。、原子吸收光谱法1.3实验方法对于硼含量小于10mg/L的样品，取50mL水样，加入约0.5ml 50%硝酸将其酸化至pH小于2，并使用0.45μL；m膜过滤，在选定的最佳工作条件下，采用自动背景扣除法直接测定。对于含量高于10mg/L、高粘度、强碱性的样品，取5mL水样，稀释20倍，加入约1.0ml 50%硝酸酸化至pH值小于2，在选定的最佳工作条件下，用计算机自动背景扣除法测定。、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES) 2结果和讨论、电感耦合等离子体质谱法[8-9]等。然而，关于油田水中硼的测定方法的文献很少。目前采用SY/T5523-mdash分析油田水中的硼。姜黄素分光光度法2006 2.3样品大小和稀释倍数。由于本实验室日常分析中待测样品多为硼含量在10mg/L以下的油田水，ICP-AES测定时，用50%硝酸酸化至pH < 2，过滤后可直接在电脑上测定。但不同油田的水酸碱度不同，所以用酸量没有固定值。用酸量应综合考虑取样量和样品的酸碱性来确定。经过实验探索，如果样品的pH值在8 ~ 9之间，取样体积为20mL，则需要加入约0.2mL的50%硝酸，使pH < 2。当硼含量大于10mg/L时，将样品稀释10 ~ 20倍，用50%硝酸酸化至pH < 2，然后在计算机上测定。，该方法样品预处理冗长，操作复杂，无水，需要大量乙醇，稳定性不够高。本文探讨了用ICP-AES法测定油田水中硼的方法，获得了准确的分析结果。具有预处理简单、速度快、节省化学试剂、减少环境污染、劳动强度低的优点，能满足生产分析的需要。

1实验部分

1.1仪器及工作参数iCAP6300等离子体光谱仪(上海赛默飞世尔科技有限公司)、阶梯光栅、可拆卸应时炬管、三通道蠕动泵、二维阵列(CID)检测器、27.12MHz固态发生器、玻璃同心雾化器和旋流式雾室。工作参数见表1。

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2.1仪器最佳分析条件的选择在ICP-AES分析中，影响仪器分析性能的指标主要有高频发射功率、原子化器压力、观察高度等。通过正交实验2.4基体酸类型的选择基体效应的存在是ICP-AES中的主要干扰类型之一。不同的原子化效率和酸的提升量会影响测定结果，因此必须选择合适的酸介质以消除酸介质引起的基体干扰。选取一个油田水样，分成三等份，分别加入1%盐酸、1%硝酸和无酸，独立连续测量11次进行精密度试验，然后取三等份相同水样，加入适量硼标准溶液进行标准回收试验。标准曲线空的白色溶液使用不同的酸性介质，结果见表4。从表4中的数据可以看出，当使用1%盐酸或1%硝酸作为酸性介质时，相关系数、精密度和回收率均优于不使用酸性介质时，因此本方法中使用1%硝酸作为介质酸。，优化了高频发射功率(950W、1150W、1350W)、雾化器压力(0.20MPa、0.22MPa、0.24MPa)和观察高度(12mm、15mm、18mm)，确定了仪器的实验条件。见表2。方法:使用5mg/L硼标准溶液，将溶液引入ICP光源，考察高频发射功率、原子化器压力、观察高度等不同实验条件下硼谱线强度的变化。谱线强度的增加可以提高测量精度，降低检出限，但过高的背景也不利于检出限。考虑到谱线强度和背景强度的影响，实验6和10的结果较好，但考虑到本实验室其他元素同时检测的折中条件，本方法确定实验条件为:发射功率1150W，雾化器压力0.22MPa，观察高度15 mm。

2.2谱线选择和标准曲线的分析在本实验过程中，根据仪器光谱库并参考相关文献，选择了三条谱线进行实验，从加标回收率、基体元素对硼的干扰、各谱线的精密度、标准曲线的相关系数、不同酸对硼的影响等方面进行了谱线选择。选择含量低、粘度低的3#样品进行测定。回收率、各波长的精密度、基体对硼的干扰以及标准曲线的相关系数列于表3。根据表中的数据，硼的分析谱线为208.959 nm {461}。根据选定的分析谱线，绘制标准曲线。空白色分别用超纯水、1%盐酸和1%硝酸测试。结果表明，硼浓度在0 ~ 10 mg/L范围内呈良好的线性关系，当空 white用于三种不同的溶液时，其相关系数相差不大，均满足分析要求。

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2.5干扰因素

2.5.1分别测试了共存离子对油田水中七种高含量元素的干扰。在4mg/L硼标准溶液中加入不同浓度的锶、钡、铁、镁、钙、钾、钠标准溶液，计算各元素对硼测量信号的影响。以正负信号小于10%的值作为判断是否有干扰的阈值[12]。结果表明，样品溶液中存在20毫克/升锶、钡、铁、50毫克/升镁、钙、100毫克/升钾和200毫克/升钠时，不影响待测元素的测定。

2.5.2其他干扰ICP-AES法测定油田水硼的化学干扰较少，物理干扰主要来自基体、玻璃容器和背景。基体干扰只要注意基体匹配，即空白色，一系列标准溶液和样品中酸浓度的一致性就可以消除对硼测定的影响。实验室使用的玻璃器皿多为含硼的硬质玻璃[13]。为了查明硼在玻璃容器中的溶解是否对测定结果有影响，将四种不同硼含量的样品分别存放在玻璃瓶和塑料瓶中24h，结果未发现明显变化(见表5)，表明油田水样品与玻璃器皿短时间接触对结果的影响可以忽略。通过选择合适的分析谱线，采用双面扣除背景的方法，分析样品时使用仪器自动校正背景，消除了背景干扰。

2.6方法检出限在仪器的最佳条件下，对空的白色溶液连续测定21次，以3倍标准差对应的浓度值为检出限，检出限为0.0020 mg/L。

2.7方法的准确度和精密度:选择6个硼含量在10mg/L以内的样品，根据其含量加入不同浓度的硼标准溶液。结果见表6。该方法的回收率为95.3% ~ 102.0%。另外6个样品分别取样，按1.3的实验方法酸化过滤，然后独立测定11次。该方法的精密度(RSD)为0.43% ~ 0.92% (n = 11)。

2.8与分光光度法的比较。用该方法测定了6个硼含量小于10mg/L的油田水样。与姜黄素分光光度法比较，从表7可以看出，两种方法无显著差异。

3结论

本文建立了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析油田水中硼的方法。与分光光度法相比，分析速度更快，可同时测定其他元素，节省时间，降低劳动强度，能满足生产分析的需要。对其他类型水中硼的测定有一定的参考价值。但对于痕量和超痕量硼的分析，检出限和灵敏度都不够高，需要进一步试验分析条件或采用其他方法。