孟麗艷 宋士軍 甄劍武 雷祖猛

中原石油勘探局 鉆井工程技術(shù)研究院 （河南 濮陽 457001）

鉆井液濾液中氯離子含量的不確定度評定

孟麗艷 宋士軍 甄劍武 雷祖猛

中原石油勘探局 鉆井工程技術(shù)研究院 （河南 濮陽 457001）

依據(jù)測量不確定度的評價原則，從方法概述、確定不確定度的來源、建立數(shù)學(xué)模型、計算相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量、合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度、擴(kuò)展不確定度等入手，通過實(shí)例詳細(xì)闡述了鉆井液濾液中氯離子含量測定的不確定度評定方法。

不確定度 氯離子 鉆井液 濾液

測量不確定度是目前對于誤差分析中的最新理解和闡述，用來表征合理地賦予被測量之值的分散性，是與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。氯離子含量的測定是鉆井液濾液分析中一項(xiàng)主要的參數(shù)指標(biāo)，尤其是衡量鹽水或飽和鹽水鉆井液體系性能的重要檢測項(xiàng)目。CNAS-CL07:2006《測量不確定度評估和報告通用要求》[1,2]中規(guī)定中國合格評定國家認(rèn)可委員會(CNAS)在認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)能力時，必須要求檢測實(shí)驗(yàn)室制定與檢測工作特點(diǎn)相適應(yīng)的測量不確定度評估程序，并將其用于不同類型的檢測工作。不確定度評定工作的好壞直接體現(xiàn)出一個實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平和管理能力的高低。經(jīng)過有關(guān)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)驗(yàn)證后，不確定度估計值能可靠地適用于實(shí)驗(yàn)室在以后使用相同方法實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果中。根據(jù)引起不確定度的因素，能夠使今后的檢測工作中，盡量減少引起不確定度的環(huán)節(jié)，提高檢測的準(zhǔn)確度。本文以中原油田文51-65H井鉆井液濾液的氯離子含量這個常用的技術(shù)指標(biāo)為例，對其檢測結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定。

方法概述

本實(shí)驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 16783.1-2006《水基鉆井液現(xiàn)場測試程序》[3]，實(shí)驗(yàn)過程如下：用移液管移取1.0mL鉆井液濾液于25mL錐形瓶中，和酚酞指示劑（5g/L）2～3滴（用0.1mol/L的硝酸溶液調(diào)至粉紅色剛剛消失），加入20mL蒸餾水和5～10滴鉻酸鉀溶液（50g/L）。用已標(biāo)定的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至剛剛有磚紅色沉淀出現(xiàn)并保持30s為止，記錄下到達(dá)終點(diǎn)消耗的硝酸銀溶液的體積。重復(fù)測量三次，求平均值。

數(shù)學(xué)模型

氯離子含量的質(zhì)量濃度

式中 C(AgNO3)—硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

M(Cl-)—氯離子的摩爾質(zhì)量，g/mol；

V2—滴定濾液消耗AgNO3溶液的體積，mL;

V1—移取濾液的體積，mL,V1=1mL。

不確定度分量來源

從數(shù)學(xué)模型與測量過程中不難看出，氯離子含量的測量不確定度主要來源于以下幾個方面[4,5]。

A類相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源：濾液中氯離子含量測定的重復(fù)性。

B類相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源：①硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度（由供應(yīng)商說明書中提供）；②氯原子摩爾質(zhì)量的不確定度；③移液管移取待測濾液體積的不確定度；④滴定時消耗硝酸銀溶液的體積產(chǎn)生的不確度。

以上各分量彼此相互獨(dú)立無關(guān)。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

1 A類不確定度評定

滴定氯離子含量時，三次重復(fù)測定的試驗(yàn)結(jié)果如下：C1(Cl-)=117 975.47mg/L,C2(Cl-)=118 128.69mg/L, C3(Cl-)=118 128.69mg/L。

根據(jù)國家計量技術(shù)規(guī)范JJF 1059-1999,當(dāng)測定次數(shù)n<10時,使用極差法得到的標(biāo)準(zhǔn)差較貝塞爾法更為可靠。所以，

2 B類不確定度評定

（1）硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度

（2）氯原子量的不確定度

查相對原子質(zhì)量表得：M(Cl-)=35．452 7

此分量很小，可忽略不計。

（3）1mL移液管體積的不確定度

·校準(zhǔn)：1mL移液管的不確定度為±0.01mL，近似為三角形分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

·溫度：實(shí)驗(yàn)室溫度變化介于±4℃之間,水的膨脹系數(shù)2.1×10-4℃-1，采用矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（4）酸式滴定管體積的不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度

鉆井液濾液中氯離子含量：

鉆井液中氯離子含量擴(kuò)展不確定度：

擴(kuò)展不確定度u(Cl-)=5.4×102×2=1.1×103mg/L(P=95%k=2)

報告：氯離子的含量C(Cl-)=(1.2×105±1.1×103）mg/L,k=2,P=95%。

[1]CNAS-CL07:2006測量不確定度評估和報告通用要求[S].

[2]JJF 1059-1999測量不確定度評定與表示[S]．

[3]GB/T 16783.1-2006水基鉆井液現(xiàn)場測試程序[S].

[4]沈園,郭亞東.硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的不確定度評定.干旱環(huán)境監(jiān)測,2005,19(3):172.

[5]鄧樂平.氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度不確定度的評定.化學(xué)分析計量，2004,13(3).

Based on the evaluation principle of measuring uncertainty,the research starts with explaining the method generally,determining the origin of uncertainty,establishing the mathematic model,calculating the uncertainty amount of relative standards,integrating the uncertainty of relative standards,and expanding the uncertainty.Then,the example is used in explaining the evaluation method of the uncertainty about the measurement of chlorion content in the drilling filtrate.

uncertainty;chlorion;drilling fluid;filtrate

孟麗艷（1982-），女，碩士，工程師，主要從事鉆井液檢測與油層保護(hù)研究。

2009-11-11