鉆井液材料（技術級低黏羧甲基纖維素）檢測項目詳解

一、引言

二、物理性質檢測

1. • 檢測方法：目測或顯微鏡觀察，檢查顏色（通常為白色或淡黃色粉末）及是否含雜質。
   • 標準：GB/T 5005-2010《鉆井液材料規范》。
2. • 檢測方法：旋轉黏度計（如布氏黏度計）測定1%水溶液在25℃下的黏度值。
   • 標準：ASTM D2196，低黏CMC黏度范圍通常為5–50 mPa·s（6 rpm）。
3. • 方法：烘箱失重法（105℃恒重至質量穩定）或卡爾費休滴定法。
   • 要求：水分≤10%（過高可能導致結塊或活性降低）。
4. • 方法：激光粒度分析儀或篩分法（80目篩通過率≥95%）。
   • 意義：影響溶解速度和分散均勻性。

三、化學性質檢測

1. • 定義：每個葡萄糖單元上羧甲基的平均取代數（通常DS=0.7–1.2）。
   • 檢測方法：化學滴定法（硝酸銀沉淀氯離子）或核磁共振（NMR）。
   • 影響：DS越高，水溶性越強，但過高可能降低抗鹽性。
2. • 檢測項目：未反應纖維素、鈉鹽殘留量（灰分≤20%）。
   • 方法：灰分測試（高溫煅燒法）或液相色譜（HPLC）。
3. • 方法：配制1%溶液，使用pH計測定（標準范圍：6.5–8.5）。
   • 重要性：影響鉆井液體系的配伍性。
4. • 方法：硝酸銀滴定法或離子色譜法。
   • 限值：≤5%（過高可能腐蝕設備）。

四、應用性能檢測

1. • 方法：依據API RP 13B-1，在7 MPa壓力下測定30分鐘濾液體積。
   • 目標：低黏CMC應使濾失量≤15 mL（淡水基漿）。
2. • 參數：塑性黏度（PV）、動切力（YP）、靜切力（Gel Strength）。
   • 儀器：六速旋轉黏度計（Fann 35型），模擬井下剪切速率。
3. • 方法：高溫老化試驗（如120℃/16h），觀察黏度保留率及濾失量變化。
   • 要求：老化后性能衰減≤30%。
4. • 測試條件：在4% NaCl或復合鹽水中評估黏度穩定性。
   • 意義：確保高礦化度地層中的有效性。

五、環境與安全檢測

1. • 方法：OECD 301B（密閉瓶試驗），評估28天生物降解率。
   • 環保要求：降解率≥60%為易降解材料。
2. • 檢測元素：鉛、汞、鎘、鉻（ICP-MS法）。
   • 限值：符合GB 5085.3-2007危險廢物標準。

六、檢測標準與規范

• 國際標準：API SPEC 13A、ISO 13500（鉆井液材料通用規范）。
• 國內標準：GB/T 5005-2010、SY/T 5490-2018（鉆井液用CMC技術要求）。

七、