ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: TESTES INICIAIS DE VIABILIDADE PARA ANÁLISE DA RAZÃO 87Sr/86Sr POR ICP- MS ELAN DRC-e.
AUTORES: SANTOS, M. E. (CDTN) ; PALMIERI, H. E. L (CDTN) ; MOREIRA, R. M. (CDTN)
RESUMO: A espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) é uma técnica que tem potencial para ser utilizada em estudos com traçadores no meio ambiente na determinação de razões isotópicas e elementos traços numa amostra. A razão 87Sr/86Sr em águas subterrâneas e águas de produção em reservatórios de petróleo será determinada pelo método instrumental ICP-MS (ELAN DRC-e Perkin Elmer), com o qual a chegada da água de injeção ao poço produtor será acusada logo que se detectar uma tendência mensurável de variação da razão da água de formação para aquela da água de injeção. O objetivo deste trabalho foi de apresentar os primeiros resultados obtidos na determinação isotópica da razão 87Sr/86Sr em padrões de Sr de diferentes concentrações. O objetivo final do trabalho será o desenvolvimento da metodologia analítica.
PALAVRAS CHAVES: razão isotópica; icp-ms drc-e; traçador natural.
INTRODUÇÃO: Todas as fontes de águas naturais são “marcadas” por uma razão isotópica de estrôncio 87Sr/86Sr característica. Isto porque o 87Sr está sendo continuamente formado a partir do decaimento do 87Rb (t1/2 = 48.9 x 109 a) contido em rochas, tais como granitos precambrianos e outras rochas contendo feldspatos e micas que possuem elevadas razões Rb/Sr (RAHEIM E SMALLEY, 1998).
Assim tanto as águas de formação (resquícios dos antigos ambientes marinhos nos quais foi formado o petróleo) como as águas injetadas têm razões 87Sr/86Sr que as distinguem. Sendo assim esta “marca” pode ser usada como um traçador natural, [i.é:] que por já estar naturalmente contido no fluido, não carece ser produzido, transportado e adicionado á água de injeção.
O método consiste na determinação da razão 87Sr/86Sr tanto na água de formação como na água de injeção. Após a injeção esta mesma razão passará a ser monitorada nos poços de produção. Estes inicialmente estarão acusando a razão 87Sr/86Sr correspondente à água de formação. A chegada da água de injeção ao poço produtor (o “breakthrough” no jargão consagrado em engenharia de petróleo) será acusada logo que se detectar uma tendência mensurável da razão 87Sr/86Sr da água de formação para a água de injeção (www.petroleum.csiro.au)
O emprego de isótopos estáveis (naturais), como traçadores de processos ambientais, geoquímicos e biológicos, é considerado como uma técnica nuclear pela IAEA, que estimula e tem financiado o seu emprego. O objetivo deste trabalho foi desenvolver testes iniciais de viabilidade do ICP-MS (ELAN DRC-e Perkin Elmer) e apresentar os primeiros resultados de uma metodologia analítica para a determinação da razão 87Sr/86Sr em águas subterrâneas e águas de produção de reservatórios em petróleo.
MATERIAL E MÉTODOS: Procedimentar e validar a metodologia para águas com diferentes graus de salinidade e presença de hidrocarbonetos: águas naturais doces e marinhas e águas de produção de reservatórios de petróleo.
Padrões de estrôncio foram definidos e adquiridos, tais como; padrões de 999 μg/ml ± 3 μg/ml, 2% de HNO3 (Perkin Elmer) e do NIST SRM 987 de SrCO3. Os padrões foram preparados em 1% de HNO3, 0,5 ml do stock/50ml (S1) e 1,0 ml de (S1)/50ml, obtendo a partir dos padrões do stock, 20 e 100 ppb. As condições instrumentais para as medidas da razão isotópica por ICP-MS ELAN DRC-e foram: 60ns de tempo morto, 15s (read delay), para o número de varreduras 40 sweeps e a unidade de medida em cps. Os padrões foram analisados em 3 replicatas independentes para cada concentração. Utilizou-se água purificada em sistema Milli-Q (Millipore, Bedford, MA, EUA)
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Testes com padrões de estrôncio foram submetidos à espectrometria de massa e os resultados se mostraram satisfatórios para os picos dos isótopos 84Sr, 86Sr, 87Sr e 88Sr e as suas respectivas curvas de calibração foram obtidas. O valor de referência do padrão de estrôncio NIST 987 para a razão 87Sr/86Sr é 0,71034 e as médias dos valores obtidos com o ICP-MS ELAN DRC-e para esta razão isotópica do padrão de SrCO3 (Perkin Elmer) foram 0,725 e 0,723 para concentrações de 20 ppb e 100 ppb, respectivamente como mostra a TAB. 1:
Tabela 1 – Resultados da razão 87Sr/86Sr e de concentrações em soluções 20 e 100 μg/l de Sr.
CONCLUSÕES: : O método experimental por ICP-MS (ELAN DRC-e Perkin Elmer) se mostrou eficiente para medida da razão 87Sr/86Sr com concentrações na ordem de 20 e 100 ppb e elementos traços numa amostra.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALLEN, T. “High resolution paleozoic strontium isotope stratigraphy”, http:///www.petroleum.csiro.au/ourcapabilities/petroleumgeoscience/inorganicgeochemistry, consultado em 02/10/2008.
RAHEIM, A., SMALLEY, P.C. (1988). “Natural tracer for secondary recovery water injection process”, European Patent No. EP0273662, 1988.
WHITFORD, D. “Using strontium residual salt analysis to detect reservoir compartmentilisation”,http://www.dpr.csiro.au/ourcapabilities/petroleumgeoscience/inorganicgeochemistrygeochronology/projects/usingstrontiumresidualsaltanalysis/, consultado em 02/10/2008
