Essendo un potente strumento per l'analisi dei materiali, XRD ha anche un'ampia gamma di applicazioni nell'industria petrolifera: analisi di minerali e rocce intere, analisi del tipo e quantitativa dell'argilla, caratterizzazione del catalizzatore, analisi dei prodotti di incrostazione e corrosione. Questo articolo introduce come utilizzare il diffrattometro a raggi X Bruker D2 Phaser per la fase qualitativa eanalisi quantitativa di scala sedimentaria.
1. Introduzione al ridimensionamento:
Il ridimensionamento è un deposito solido in una soluzione o sospensione. Le condizioni per la formazione di incrostazioni sono complesse e sono determinate da una serie di variabili, tra cui gas disciolto, tipo e concentrazione di ioni, temperatura, pressione, PH e salinità.
Dal punto di vista della produzione, le incrostazioni e le incrostazioni rappresentano un problema importante per l’industria petrolifera, poiché questi depositi possono portare a un rapido calo del flusso degli oleodotti e all’intasamento delle valvole e dei porti di trivellazione. La Figura 1 mostra due diversi spessori di incrostazione di deposizione, entrambi i quali determinano una capacità ridotta della tubazione.
Alcuni prodotti rappresentativi della corrosione e delle incrostazioni industriali, come il carbonato di calcio e il solfato di bario, sono elencati nella Tabella 1. La fase di formazione delle incrostazioni è spesso correlata alle condizioni di formazione e al luogo di origine.
Per i prodotti di incrostazione o corrosione depositati, l'obiettivo finale della loro caratterizzazione è sviluppare un processo di trattamento ragionevole per rimuoverne o impedirne la produzione, riducendo così i costi e i tempi di manutenzione. In questo rapporto, i campioni di struttura sedimentaria sono stati analizzati qualitativamente e quantitativamente daDiffrazione di raggi Xmetodo.
2. Parte sperimentale
Innanzitutto, i campioni raccolti vengono frantumati in particelle più grossolane, che vengono poi macinate in un mortaio di agata fino ad ottenere una polvere fine di meno di 325 mesh. Se il volume del campione è elevato, può essere trattato con apparecchiature di macinazione meccanica come un mulino o un mulino a vibrazione. L'analisi del campione può essere eseguita utilizzando adiffrattometro per polveri da banco.
3. Risultati sperimentali
Esistono molti tipi di materiali incrostanti depositati ed è importante determinare la composizione di fase di ciascun campione, determinare la causa della deposizione e proporre opzioni di trattamento o prevenirne la formazione. I metodi di trattamento del ridimensionamento dei depositi radicali sono: (1) trattamento liquido acido; (2) legare gli ioni mediante chelazione; (3) Metodi fisici come il lavaggio con acqua o la macinazione.
La forma policristallina del carbonato di calcio viene presa come esempio per illustrare i contenuti di cui sopra. CaCO3 ha due forme cristalline, calcite e aragonite, che si formano in diversi ambienti locali.
ILdiffrazionei modelli di diversi campioni di sedimenti contenenti calcio sono mostrati nella Figura 3. Dopo aver compreso la composizione della fase, è possibile analizzare il meccanismo di formazione delle incrostazioni sedimentarie e sviluppare ulteriormente metodi di trattamento mirati.
Per una miscela di più fasi, la quantità di ciascuna fase può essere determinata dalla struttura di ciascuna composizione minerale, come mostrato nella Figura 4 (un campione di sedimento contenente principalmente solfato di calcio). La percentuale di massa relativa di ciascuna fase è mostrata nella Figura 5.
4. Conclusione
XRD è un potente strumento per l'analisi di fase qualitativa e quantitativa di sedimenti industriali e prodotti di corrosione. La diffrazione dei raggi X viene spesso utilizzata come mezzo ausiliario dell'analisi elementare per fornire una caratterizzazione più dettagliata dell'analisi dei materiali, in particolare per distinguere fasi con composizione chimica simile, quindiXRDè ampiamente utilizzato nell'industria petrolifera.