鉆井液用包被劑兩性離子聚合物的檢測項目分析

一、關鍵檢測項目及方法

1. 物理化學性質檢測

• • 方法：烘干法（105℃恒重至質量恒定）。
  • 標準：參考GB/T 1725《涂料固體含量測定法》。
  • 意義：直接影響包被劑加量計算及成本控制。
• • 方法：配制1%水溶液，室溫下使用pH計測定。
  • 標準：GB/T 9724《化學試劑pH值測定通則》。
  • 要求：通常需控制在6.5~8.5，避免對鉆井液體系酸堿平衡造成干擾。
• • 方法：烏氏粘度計法，測定特定溫度下聚合物稀溶液的相對粘度。
  • 標準：GB/T 1632.1《塑料 使用毛細管粘度計測定聚合物稀溶液粘度》。
  • 意義：反映聚合物分子量及分子鏈伸展性，影響包被性能。

2. 結構表征分析

• • 目的：確認兩性離子基團（如磺酸基、季銨基）的存在及含量。
  • 方法：溴化鉀壓片法，掃描范圍4000~400 cm?¹。
  • 判定：特征峰歸屬（如1640 cm?¹處的酰胺鍵，1200 cm?¹處的磺酸基）。
• • 檢測項：氮（N）、硫（S）含量測定。
  • 方法：凱氏定氮法、X射線熒光光譜法。
  • 意義：定量分析陽離子（季銨基）和陰離子（磺酸基）基團比例。

3. 功能性能檢測

• • 方法：滾動回收實驗（Hot Rolling Recovery Test）。
    • 步驟：將巖屑與包被劑溶液混合，高溫（如120℃）滾動16小時后篩分，計算回收率。
    • 標準：SY/T 6335《鉆井液用頁巖抑制劑評價方法》。
  • 判定：回收率≥80%為合格。
• • 方法：高溫老化實驗（如150℃/16h），測定老化前后粘度保留率。
  • 指標：特性粘數保留率≥70%為合格。
• • 方法：向包被劑溶液中加入NaCl（至飽和濃度），觀察溶液穩定性及粘度變化。
  • 判定：無沉淀析出，粘度下降率≤30%。
• • 檢測項：表觀粘度（AV）、塑性粘度（PV）、動切力（YP）。
  • 儀器：六速旋轉粘度計（如FANN 35A）。
  • 標準：API RP 13B-1《水基鉆井液測試規范》。

4. 環保與安全性檢測

• • 方法：發光細菌法（如費氏弧菌發光抑制實驗）。
  • 標準：GB/T 15441《水質 急性毒性的測定 發光細菌法》。
  • 限值：EC50≥10000 mg/L（低毒級）。
• • 檢測項：鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）等。
  • 方法：原子吸收光譜法（AAS）或電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）。
  • 標準：GB/T 31822《鉆井液材料中有害成分限量》。

二、檢測質量控制要點

1. • 溶液配制需使用去離子水，避免雜質干擾。
   • 高溫老化實驗需嚴格控制溫度和時間誤差（±2℃, ±0.5h）。
2. • 粘度計、pH計等需定期校準，確保數據準確性。
3. • 每項檢測至少進行3次平行實驗，取平均值。

三、結語

1. API Spec 13A《鉆井液材料規范》
2. SY/T 5693《鉆井液用兩性離子聚合物包被劑》
3. ISO 13500《石油天然氣工業 鉆井液材料規范》