壓裂用香豆膠的檢測項目與技術要點

一、理化性質檢測

1. • 檢測目的：水分過高易導致微生物滋生或結塊，影響溶解性。
   • 方法：采用烘箱法（105℃恒重法）或卡爾費休水分測定儀，要求水分≤12%（行業標準）。
2. • 檢測目的：影響壓裂液的化學穩定性和交聯反應效率。
   • 方法：配制1%水溶液，使用pH計測定，標準范圍通常為6.5-8.5。
3. • 檢測目的：粒度影響溶解速度和溶液均勻性。
   • 方法：激光粒度分析儀檢測，要求90%顆粒粒徑≤150μm。

二、流變性能測試

1. • 檢測目的：評價香豆膠增稠能力，直接影響攜砂性能。
   • 方法：配制0.6%水溶液，使用布氏粘度計（RV型轉子）測定，25℃下粘度≥150 mPa·s（視分子量等級而定）。
2. • 檢測目的：模擬井下高溫高剪切環境下的粘度保留率。
   • 方法：使用高溫高壓流變儀（如Chandler 5550），在120℃、170 s?¹剪切速率下測試1小時，粘度保留率應≥50%。

三、水不溶物與殘渣含量

1. • 檢測目的：不溶物會堵塞地層孔隙，導致滲透率下降。
   • 方法：離心法或過濾法測定，行業標準要求≤15%。
2. • 檢測目的：評價壓裂液破膠后的殘渣對地層的傷害程度。
   • 方法：將香豆膠溶液在120℃下破膠4小時，過濾烘干稱重，殘渣率≤8%。

四、溶解性與分散性

1. • 檢測目的：確保快速溶脹以滿足現場配液效率。
   • 方法：記錄1%溶液達到90%溶脹所需時間，標準為≤30分鐘。
2. • 檢測目的：避免結塊導致局部濃度不均。
   • 方法：目視觀察或通過濁度計檢測溶液透光率差異。

五、微生物與化學穩定性

1. • 檢測目的：微生物代謝會降解香豆膠分子鏈，降低粘度。
   • 方法：菌落總數檢測（≤1000 CFU/g），重點關注硫酸鹽還原菌（SRB）等有害菌群。
2. • 檢測目的：評估在氧化環境（如含過硫酸銨破膠劑）或酸性/堿性條件下的穩定性。
   • 方法：添加氧化劑或調節pH值后測試粘度保留率。

六、環保與安全性指標

1. • 檢測目的：符合環保法規（如EPA標準）。
   • 方法：ICP-MS檢測鉛、鎘、汞等，限值≤10 ppm。
2. • 檢測目的：確保壓裂返排液不會污染地下水。
   • 方法：采用發光細菌（如費氏弧菌）急性毒性測試，EC50≥100 mg/L。

七、配伍性測試

1. • 檢測目的：驗證香豆膠與硼酸鹽/有機金屬交聯劑的反應效率。
   • 方法：觀察交聯時間及凍膠強度，要求形成連續可挑掛凍膠。
2. • 檢測目的：確保破膠劑能有效降解香豆膠分子鏈。
   • 方法：測定破膠后溶液粘度和殘渣量。

檢測標準與設備

• 主要標準：SY/T 5764-2020、API RP 13J、ISO 13736
• 核心設備：高溫高壓流變儀、激光粒度儀、紫外分光光度計、生物安全柜