鉆井級生物聚合物檢測項目及方法詳解

一、理化性質(zhì)檢測

1. • 項目內(nèi)容：觀察生物聚合物的顏色、顆粒形態(tài)（粉末/顆粒狀），檢測雜質(zhì)含量（如灰分、不溶物）。
   • 方法：目視法結(jié)合灰分灼燒試驗（GB/T 6438），不溶物含量通過離心分離法測定。
   • 標(biāo)準(zhǔn)要求：鉆井級生物聚合物灰分≤15%，不溶物≤2%。
2. • 重要性：水分過高會導(dǎo)致結(jié)塊或微生物滋生。
   • 檢測方法：烘箱干燥法（105℃恒重）或卡爾費休滴定法（ASTM E203）。
   • 合格范圍：水分≤10%（根據(jù)API 13A標(biāo)準(zhǔn)）。

二、流變性能測試

1. • 儀器：六速旋轉(zhuǎn)粘度計（FANN 35型或同類設(shè)備）。
   • 測試步驟：
     • 配制1%濃度聚合物溶液，靜置水化24小時。
     • 在600 rpm和300 rpm轉(zhuǎn)速下讀取粘度值，計算AV（600 rpm讀數(shù)/2）和PV（600 rpm - 300 rpm讀數(shù)）。
   • 標(biāo)準(zhǔn)：API 13B-1要求鉆井液AV≥30 mPa·s，PV≥15 mPa·s。
2. • 動切力（YP）：反映鉆井液在低剪切速率下的懸浮能力，YP=300 rpm讀數(shù) - PV。
   • 靜切力：測定10秒和10分鐘凝膠強度，評估鉆井液靜止時的結(jié)構(gòu)恢復(fù)能力。
   • 合格指標(biāo)：YP≥10 Pa，10秒凝膠強度≥3 Pa/10 min凝膠強度≤10 Pa。
3. • 模擬條件：溫度120-200℃，壓力500-1000 psi。
   • 儀器：HTHP流變儀（如Chandler 7600）。
   • 要求：高溫老化16小時后，粘度保留率≥70%。

三、耐溫耐鹽性測試

1. • 步驟：將聚合物溶液置于高溫滾子爐（如120℃、150℃）老化16小時，冷卻后測試粘度保留率。
   • 合格標(biāo)準(zhǔn)：粘度保留率≥60%（SY/T 5490-2019）。
2. • 方法：在聚合物溶液中加入不同濃度NaCl（如10%、20%），測定鹽污染后的粘度變化。
   • 要求：20%鹽度下粘度保留率≥50%。

四、生物降解性與環(huán)保性檢測

1. • 方法：通過BOD5/COD比值評估（OECD 301標(biāo)準(zhǔn)），或使用土壤掩埋法測定28天降解率。
   • 環(huán)保要求：28天生物降解率≥60%（符合ISO 14855）。
2. • 生物毒性：采用發(fā)光細菌（如費氏弧菌）或魚類急性毒性試驗（OECD 203），EC50/LC50需高于安全閾值。

五、其他專項檢測

1. • 方法：接種硫酸鹽還原菌（SRB）和腐生菌（TGB），觀察聚合物溶液粘度變化及菌落數(shù)（ASTM D4412）。
   • 要求：菌落數(shù)≤10^4 CFU/mL，粘度損失≤20%。
2. • 內(nèi)容：評估生物聚合物與鉆井液其他添加劑（如降濾失劑、頁巖抑制劑）的協(xié)同效應(yīng)。
   • 指標(biāo)：混合體系流變穩(wěn)定性（無絮凝或沉淀）。

六、質(zhì)量控制與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)