Ký hiệu 87Sr/86Sr RSD% Ký hiệu 87Sr/86Sr RSD% EW01 0,70759 ± 0,00375 0,53 PW17 0,70677 ± 0,00170 0,24 EW02 0,70715 ± 0,00120 0,17 PW22 0,70693 ± 0,00254 0,36 EW03 0,70793 ± 0,00092 0,13 PW23 0,70683 ± 0,00410 0,58 EW05 0,70734 ± 0,00552 0,78 A1 0,70391 ± 0,00028 0,04 EW08 0,70773 ± 0,00248 0,35 A2 0,70449 ± 0,00190 0,27 EW16 0,70722 ± 0,00297 0,42 A3 0,69916 ± 0,00105 0,15 EW17 0,70699 ± 0,00396 0,56 B1 0,70358 ± 0,00091 0,13 EW18 0,70699 ± 0,00177 0,25 B2 0,70564 ± 0,00191 0,27 EW26 0,70683 ± 0,00318 0,45 B3 0,70118 ± 0,00084 0,12
Ký hiệu 87Sr/86Sr RSD% Ký hiệu 87Sr/86Sr RSD% PW01 0,70669 ± 0,00339 0,48 C1 0,70821 ± 0,00333 0,47 PW02 0,70693 ± 0,00254 0,36 C2 0,70722 ± 0,00156 0,22 PW03 0,70686 ± 0,00262 0,37 D1 0,69997 ± 0,00609 0,87 PW04 0,70639 ± 0,00445 0,63 D2 0,70069 ± 0,00070 0,10 PW14 0,70674 ± 0,00325 0,46 D3 0,70134 ± 0,00449 0,64
Các mẫu EW, PW: Viện dầu khí
Các mẫu A, B, C, D: TT Ứng dụng KTHN-CN
Kết quả phân tích chỉ ra rằng: tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr trong các mẫu nước khoan dầu khí rất khác nhau ở mẫu khác nhau. Các mẫu nước chiết từ đá dầu (EW1-EW26) có tỷ lệ đồng vị hơi cao hơn so với các mẫu được lấy từ lỗ khoan khai thác dầu (PW). Những dữ liệu này tương đối phù hợp với những số liệu thu được từ nghiên cứu tương tự tại Viện Dầu khí Việt Nam [2] sử dụng phương pháp xác định tỉ lệ đồng vị 87Sr/86Sr bằng phương pháp khối phổ ion hóa nhiệt (TIMS). Các mẫu nước lỗ khoan có nguồn gốc từ mỏ dầu của Kuwait (A-D) cho tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr khác nhau, tuy nhiên có sự tương đồng trong từng nhóm mẫu (đại diện theo các lô mẫu dung dịch nước lỗ khoan).
KẾT LUẬN
Với mục đích của luận văn là nghiên cứu xác định tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr trong mẫu nước lỗ khoan dầu khí, chúng tơi đã thu được các kết quả chính như sau:
1. Đã loại trừ thành công các yếu tố ảnh hưởng của nền mẫu đến quá trình xác định tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr, cụ thể là:
Tách hiệu quả lượng lớn Ca trong mẫu ra khỏi Rb và Sr trên cột nhựa trao đổi Bio-rad AG1-X8, 200-400 mesh sử dụng dung dịch rửa giải là HNO3 0,25M trong 95% methanol;
Tách loại Rb ra khỏi Sr bằng dung dịch HNO3 1M, thu hồi Sr bằng HNO3 2M trên cột nhựa trao đổi cationit Bio-rad AG50-X8, 200-400 mesh;
2. Đã khảo sát ảnh hưởng của lượng đồng vị 86
Sr thêm vào mẫu đến kết quả phân tích và đánh giá được khoảng đồng vị phù hợp để thu được hiệu suất thu hồi tốt nhất; 3. Đã thẩm định giá trị sử dụng phương pháp: giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn
định lượng (LOQ) của thiết bị và phương pháp đối với các đồng vị Sr. LOD và LOQ của 87Sr lần lượt là 0,0168 µg/l và 0,0559 µg/l; LOD và LOQ của 86Sr lần lượt là 0,0068 µg/l và 0,0164 µg/l. Hiệu suất thu hồi tỷ lệ đồng vị 87
Sr/86Sr đạt từ 100,99- 102,43% đối với nền mẫu dung dịch chuẩn, độ lặp lại đối với các mẫu thử tốt (RSD = 0,04-0,27%). Độ chính xác tương đối của kết quả phân tích là 99,41% so với giá trị thực của mẫu chuẩn NIST SRM 987;
4. Đã xây dựng quy trình hồn thiện và áp dụng phân tích tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr trong 28 mẫu nước khoan dầu khí. Các mẫu nước chiết từ đá dầu (EW1-EW26) có tỷ lệ đồng vị hơi cao hơn so với các mẫu được lấy từ lỗ khoan khai thác dầu (PW). Các mẫu có nguồn gốc từ mỏ dầu của Kuwait (A-D) cho tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr khác nhau, tuy nhiên có sự tương đồng trong từng nhóm mẫu (đại diện theo các lô mẫu dung dịch nước lỗ khoan).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt.
1. Dầu khí Việt Nam (2018), “Tính đặc thù và những bất cập của cơ chế [Kỳ 1]”, Năng
lượng Việt Nam.
2. Lương Văn Huấn, Lê Thị Thu Hường, Hoàng Long, Nguyễn Minh Quý, Võ Thị Tường Hạnh (2014), “Ứng dụng phương pháp phân tích đồng vị bền (δ18O và δ2H) và cân bằng tỷ số đồng vị của 87Sr/86Sr để xác định nguồn gốc nước đối tượng móng nứt nẻ trong khai thác dầu khí”, Dầu Khí, Thăm dò khai thác dầu khí, số 4/2014,
Tr.24-31.
3. Luật số 10/2008/QH12 của Quốc hội: Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật dầu khí.
4. Lê Hồng Minh (2012), Nghiên cứu xác định thành phần đồng vị của một số nguyên tố
có ứng dụng trong địa chất bằng ICP-MS, Luận án Tiến Sĩ Hóa học, Viện Năng lượng
nguyên tử Việt Nam.
5. Hồng Nhâm (2006), Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục
6. Nguyễn Văn Ri (2012), Các phương pháp tách sắc ký, Sách chuyên đề phân tích dành cho sinh viên, Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội.
7. Tạ Thị Thảo (2005), Bài giảng chuyên đề thống kê trong hóa phân tích, Đại học Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội
8. Huỳnh Văn Trung, Nguyễn Xuân Chiến, Đặng Kim Tại (2013), “Nghiên cứu xác định tỷ lệ đồng vị stronti trong đất và một số cây thuốc nam bằng ICP-MS sau khi tách bằng sắc kí trao đổi ion”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, Tập 18, Số 1, Tr. 43- 48.
9. Nguyễn Đức Vận (2006), Hóa học vơ cơ tập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
Tài liệu Tiếng Anh.
10. AG®50W and AG MP-50 Cation Exchange Resins Instruction Manual (2000), Bio-
11. Aluminium – Silicon Alloys: Strontium Master Alloys for Fast Al-Si Alloy Modification from Metallurg Aluminium, AZo Journal of Materials Online.
12. Almeida CMR, Vasconcelos MTSD (2001), “ICP-MS determination of strontium isotope ratio in wine in order to be used as a fingerprint of its regional origin”, J.Anal.
At. Spectrom., 16, 607-611.
13. Amano H and Yanase N (1990), “Measurement of 90Sr in environmental sample by cation-exchange and liqiud scintillatio”, Talanta ,vol. 37, no. 6, pp. 585–590.
14. Angino EE, Billings GK, and Andersen N, (1966), “Observed varioations in the strontium concentration of sea water”, Chemical Geology, Elsevier Publishing
Company, Amsterdam, vol. 1, pp. 145–153.
15. Botha A (2010), The quantitative characterisation of geological reference materials by isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), Doctoral
dissertation, Faculty of Natural & Agricultural Sciences, University of Pretoria.
16. Butler FE. (1963), “Separation of Calcium and Strontium by Liquid ion Exchange Determination of Total Radiostrontium in Milk”, Analytical Chemistry, vol. 35, no.
13, pp. 2069–2071.
17. Chassery S, Grousse FE, Lavaux G, and Quetel CR (1998), “87Sr/86Sr measurements on marine sediments by inductively coupled plasma-mass spectrometry”, Fresenius J.
Anal. Chem., vol. 360, pp. 230–234.
18. Chen Q, Hou X, Yu Y, Dahlgaard H, Nielsen SP (2002), “Separation of Sr from Ca, Ba and Ra by means of Ca(OH)2 and Ba(Ra)Cl2 or Ba(Ra)SO4 for the determination of radiostrontium”, Anal. Chim. Acta, vol. 466, no. 1, pp. 109–116.
19. Choi SM, Lee HS, Lee GH, Han JK (2008), “Determination of the strontium isotope ratio by ICP-MS ginseng as a tracer of regional origin”, Food Chem., vol. 108, no. 3, pp. 1149–1154.
20. Cornelis R (2005), “Handbook of Elemental Speciation II – Species in the Environment” , Food, vol. 3.
21. Ehrlich S, Gavrieli I, Dor L-B, Halicz L (2001), “Direct high-precision measurements of the 87Sr/86Sr isotope ratio in natural water, carbonates and related materials by
multiple collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS)”, J. Anal. At. Spectrom., vol. 16, no. 12, pp. 1389–1392.
22. Fritz JS, Waki H, and Garralda BB (1964), “Anion Exchange Separation of Calcium and Strontium”, Anal. Chem., vol. 36, no. 4, pp. 900–903.
23. Frost CD, Toner RN (2004), “Strontium isotopic identification of water-rock interaction”, Ground Water, vol. 42, no. 3, pp. 418–432.
24. García-Ruiz S, Moldovan M, and J. I. García Alonso (2008), “Measurement of strontium isotope ratios by MC-ICP-MS after on-line Rb–Sr ion chromatography separation”, J. Anal. At. Spectrom., vol. 23, no. 1, pp. 84–93.
25. Grahek Z, Eškinja I, Cerjan S, Kvastek K, Lulić S (1994), “Separation of Strontium from Calcium by means of Anion Exchanger and Alcoholic solution of Nitric acid”, J.
Radioanal. & Nucl. Chem., Vol.182, No2, 401-410
26. Grahek Z, Eškinja I, Košutic K, Lulic S, Kvastek K (1999), “Isolation of radioactive strontium from natural samples: Separation of strontium from alkaline and alkaline earth elements by means of mixed solvent anion exchange”, Anal. Chim. Acta, vol.
379, no. 1–2, pp. 107–119.
27. Grahek Z, Košutić K, Lulić S (1999), “Improved method for the separation of radioactive strontium from various samples by mixed solvent anion exchange”, J. Radioanal. Nucl. Chem., vol. 242, No.1, pp. 33–40
28. Guntay S, Powers D a., Devell L (1995), “The Chernobyl reactor accident source term: Development of a consensus view”, Organ. Econ. Co-Operation Dev. Energy Agency, Comm. Saf. Nucl. Install., pp. 183–193.
29. Hall GEM (1991), Inductively coupled plasma mass spectrometry in geoanalysis,
Geological Survey of Canada, 601 Booth St, Ottawa, Ont, Canada, K1A OE8
30. Horwitz P, Dietz ML, and Fisher DE (1991), “Separation and pre-concentration of strontium from biological, environmental, and nuclear waste samples by extraction chromatography using crown ether”, Anal.Chem., 63, 522-525.
31. Jeff V, Paul M, "Multicollector-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (MC- ICPMS)", Geochemical Instrumentation and Analysis, Intergrating Research and Education.
32. Kawasaki A, Oda H, Hirata T(2002), “Determination of strontium isotope ratio of brown rice for estimating its provenance”, Soil Sci. Plant Nutr., vol. 48, no. 5, pp.
635–640.
33. Krabbenhöft A, Fietzke J, Eisenhauer A, Liebetrau V, Böhm F, Vollstaedt H (2009), “Determination of radiogenic and stable strontium isotope ratios (87
Sr/86Sr; δ88/86
Sr) by thermal ionization mass spectrometry applying an 87Sr/84Sr double spike”, J. Anal. At.
Spectrom., vol. 24, no. 9, p. 1267.
34. L'espérance G, Plamondon P, Kunst M; Fischersworring-Bunk A (2010), “Characterization of intermetallics in Mg–Al–Sr AJ62 alloys”, Intermetallics 18: 1–
7. doi:10.1016/j.intermet.2009.05.017
35. Maldaner C, Martins V, Bertolo R, Hirata R (2013), “Strontium Isotopic Signature of Groundwater from Adamantina Aquifer, Bauru Basin, Brazil”, Procedia Earth Planet.
Sci., vol. 7, pp. 958–961.
36. Martin P, Madeira M, Monteiro F, Bruno de Sousa R, Curvelo-Garcia AS and Catarino S (2014), “87Sr/86Sr ratio in vineyard soils from portuguese denominations of origin and its potential from origin authentication”, J. Int. Sci. Vigne Vin, 48, No 1, 21- 29
37. Muynck DD, Huelga-Suarez G, Van Heghe L, Degryse P, Vanhaecke F (2009), “Systematic evaluation of a strontium-specific extraction chromatographic resin for obtaining a purified Sr fraction with quantitative recovery from complex and Ca-rich matrices”, J. Anal. At. Spectrom., vol. 24, no. 11, p. 1498.
38. Neymark LA, Premo WR, Mel’nikov NN, Emsbo P (2014), “Precise determination of δ 88 Sr in rocks, minerals, and waters by double-spike TIMS: a powerful tool in the study of geological, hydrological and biological processes”, J. Anal. At. Spectrom.,
39. Noshkin VE and Mott NS (1967), “Separation of strontium from large amounts of calcium, with application to radiostrontium analysis”, Talanta, Vol.14, pp. 45 to 51 40. Notsu K, Wakita H, and Nakamura Y (1988), “Strontium isotopic composition of oil-
field and gas-field waters, Japan”, Appl. Geochemistry, vol. 3, no. 2, pp. 173–176. 41. Ober, Joyce A (2008), “Mineral Commodity Summaries 2008: Strontium”, United
States Geological Survey.
42. Oda H, Kawasaki A and Hirata T (2001), “Determination of the geographic origin of brown-rice with isotope ratios of 11B/10B and 87Sr/86Sr”, Anal. Sci., Vol. 17, pp. i1627– i1630
43. Okanol O, Nishiya N, and Kagami H (1994), “Determination of Rb-Sr age for separated chondrules from the Allegan chondrite”, Earth Science Report, vol. 1, no.
1, pp. 27–35.
44. Pin C, Briot D, Bassin C, Poitrasson F (1994), “Concomitant separation of strontium and Samarium-neodymium for isotope analysis in silicate samples, based on specific extraction chromatography”, Analytica Chimica Acta, Vol. 298, pp. 209-217.
45. Pors Nielsen S (2004), “The biological role of strontium”, Bone, vol. 35, no. 3, pp.
583–588.
46. Pouilly M, Point D, Sondag F, Henry M, and Santos RV (2014), “Geographical origin of Amazonian freshwater fishes fingerprinted by 87Sr/86Sr ratios on fish otoliths and scales”, Environ. Sci. Technol., vol. 48, no. 16, pp. 8980–8987.
47. Santos ME, Palmieri HEL, Moreira RM (2009), “Strontium Isotopes As Natural Tracers in Reservoir Oilfield and in Groundwater Systems”, International Nuclear Atlantic Conference, Rio de Janeiro, RJ, Brazin
48. Santos ME, Palmieri HEL, Moreira RM (2013), “Testing the 87Sr/86Sr isotopic ratio measured by ICP-MS as a tracer for inter-well investigation in oil reservoirs”, EPJ Web Conf., vol. 50, p. 02004.
49. Schultz JL, Boles JR, and Tilton GR (1989), “Tracking calcium in the San Joaquin basin, California: A strontium isotopic study of carbonate cements at North Coles Levee”, Geochim. Cosmochim. Acta, vol. 53, no. 8, pp. 1991–1999.
50. Smalley P, Lonoy A, and Rayheim A (1997), “Spatial Sr variations in formation water and calcite from the Eokfisk chalk field: implications for reservoir connectivity and fluid composition”, Appl. Geochemistry, vol. 7, pp. 341–350.
51. Takahashi T, Hirahara Y, Miyazaki T, et al (2009), “Precise determination of Sr isotope ratios in igneous rock samples ans application to micro-analysis of plagioclase phenocrysts”, JAMSTEC-R IFREE Special Issue, Nov. 2009, 59-64 At. Spectrom., 16, 607-611
52. Tautkus S, Uzdaviniene D, Pakutinskiene I, Kazlauskas R, Zalieckiene E (2007), “Determination of Strontium in Milk by Flame Atomic Absorption Spectrometry”,
Polish J of Environ Stud, 16(5), pp.771-775
53. Veridiana M, Marly B, Izabel R, et al (2008), “Analytical procedures for determining Pb and Sr isotopic compositions in water samples by ID-TIMS”, Quim. Nova, vol. 31, no. 7, pp. 1836–1842.
54. Vorster C, Van Der Walt TN, Coetzee PP (2008), “Ion exchange separation of strontium and rubidium on Dowex 50W-X8, using the complexation properties of EDTA and DCTA”, Anal. Bioanal. Chem., vol. 392, no. 1–2, pp. 287–296.
55. Wall AJ, Capo RC, Stewart BW, et al (2013), “High throughput method for Sr extraction from variable matrix waters and 87Sr/86Sr isotope analysis by MC-ICP-MS”, J. Anal. At. Spectrom., vol. 28, no. 8, p. 1338.