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瓜爾豆膠產(chǎn)品中心 / Product Center

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完善羥丙基瓜爾膠表觀黏度質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究

發(fā)布日期:2015-03-24 19:42:47
羥丙基瓜爾膠表觀黏度水力壓裂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
羥丙基瓜爾膠表觀黏度水力壓裂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),羥丙基瓜爾膠是瓜爾膠的一種非離子型改性產(chǎn) 物,是一種性能優(yōu)良的水基壓裂液稠化劑,適合于不 同改造規(guī)模、不同井深和井溫的低滲透油氣層壓裂 作業(yè)。羥丙基瓜爾膠是延長(zhǎng)油田目前應(yīng)用比較廣泛 的壓裂液稠化劑,主要用于提高水溶液黏度、降低液 體濾失、懸浮攜帶支撐劑。羥丙基瓜爾膠質(zhì)量檢測(cè) 主要按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SYAT 5764-2007《壓裂用植物膠 通用技術(shù)要求》進(jìn)行,該標(biāo)準(zhǔn)在羥丙基瓜爾膠表觀黏 度檢測(cè)方面,對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有一定的影響。 在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)不同檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)表觀 黏度影響因素進(jìn)行了研究分析,旨在提高表觀黏度 的檢測(cè)質(zhì)量及準(zhǔn)確性,最終達(dá)到優(yōu)化改進(jìn)羥丙基瓜 爾膠表觀黏度檢測(cè)方法的目的。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
1.1.1主要儀器
水分測(cè)定儀、AB204-S型電子天平、HH-6型數(shù) 顯恒溫水浴鍋、HR2004型攪拌器、ZNN-D6型六速 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、燒杯、量筒。
1.1.2實(shí)驗(yàn)試劑
實(shí)驗(yàn)室自制的蒸餾水,實(shí)驗(yàn)原料為壓裂用羥丙 基瓜爾膠(4份樣品,工業(yè)品)。
1.2實(shí)驗(yàn)步驟 1.2.1含水率測(cè)試
經(jīng)105T預(yù)熱、校正水分測(cè)試儀,稱取待測(cè)樣品 膠粉5.00g,平鋪在稱盤(pán)內(nèi),1〇5^1加熱0.5h,開(kāi)啟儀 器讀數(shù)開(kāi)關(guān),觀察投影屏,l〇min內(nèi)讀數(shù)變動(dòng)幅度小 于0.2%時(shí),儀器讀數(shù)即為膠粉的含水率疋。
試驗(yàn)2:攪拌速度的對(duì)比試驗(yàn) 選取樣品2、3、4,稱取膠粉質(zhì)量3/(l-lT)g,量取 500mL蒸餾水于攪拌器中,低速啟動(dòng),緩慢往攪拌器 內(nèi)加入膠粉,利用低速檔攪拌,進(jìn)行步驟(2)。用六速 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定上述溶液,轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min,2min 后讀取黏度計(jì)指針讀數(shù),按照公式(1)計(jì)算表觀黏 度。再測(cè)試髙速攪拌時(shí)溶液的表觀黏度。
試驗(yàn)3:泡沫對(duì)檢測(cè)影響的試驗(yàn) 選取樣品2、3、4,按步驟(1)操作,進(jìn)行步驟(2)。 去除樣品2、3、4配制的溶液上層泡沫后,用黏度計(jì) 測(cè)定表觀黏度。
試驗(yàn)4:轉(zhuǎn)子擦拭對(duì)檢測(cè)影響的試驗(yàn) 選取樣品2、3、4,按步驟(1)操作,進(jìn)行步驟 (2)。每次測(cè)試表觀黏度,黏度計(jì)轉(zhuǎn)子均擦凈,再進(jìn)行 下一次表觀黏度的測(cè)試。同一樣品平行樣之間的測(cè) 試,轉(zhuǎn)子不擦拭,直接測(cè)試表觀黏度。不同樣品間測(cè) 試(檢測(cè)順序?yàn)闃悠?、樣品4、樣品3),轉(zhuǎn)子不擦 拭,直接測(cè)試表觀黏度。
2結(jié)果與討論
根據(jù)含水率測(cè)定方法,分別測(cè)定樣品1、2、3、4 的含水率情況,計(jì)算表觀黏度檢測(cè)時(shí)需要的膠粉質(zhì) 量,測(cè)定計(jì)算結(jié)果如表1所7JK。
表1膠粉含水率及表觀黏度檢測(cè)時(shí)的膠粉質(zhì)量
樣品號(hào)含水率/%膠粉質(zhì)量/g
18.493.28
28.253.27
39.713.32
48.553.28
由表1數(shù)據(jù)可知,含水率檢測(cè)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要 求,根據(jù)表觀黏度檢測(cè)時(shí)膠粉質(zhì)量計(jì)算公式,計(jì)算膠 粉質(zhì)量。
2.1讀數(shù)時(shí)間的確定
選取樣品1,根據(jù)試驗(yàn)一要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀取不
同時(shí)刻0(及時(shí)讀數(shù))、0.5、1、1.5、2、2.51^11下的黏度 計(jì)指針讀數(shù),計(jì)算表觀黏度,確定表觀黏度檢測(cè)時(shí)的 讀數(shù)時(shí)間,如表2所示。
由表2可以看出,黏度計(jì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)間不少于 2 min指針讀數(shù)才能逐漸穩(wěn)定,此時(shí)讀數(shù)較為準(zhǔn)確。 黏度計(jì)轉(zhuǎn)子在剪切轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,短時(shí)間內(nèi)剪切應(yīng)力 不穩(wěn)定,導(dǎo)致黏度計(jì)指針讀數(shù)不穩(wěn)定,若此時(shí)讀數(shù), 不能準(zhǔn)確反映樣品的檢測(cè)值。
表2確定讀數(shù)時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
讀數(shù)時(shí)間 /min 00.511.522.5
指針讀數(shù)41.941.140.840.240.140.1
表觀黏度/(mPa.s) 124.8 122.4 121.6 119.8 119.5 119.5
2.2攪拌速度的對(duì)比試驗(yàn)
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗(yàn)2要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀 取黏度計(jì)指針讀數(shù),計(jì)算相應(yīng)的表觀黏度(保留整 數(shù),下同),如表3所示。
表3攪拌速度對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
樣品指針讀數(shù)表觀黏度/(mPa.s)
號(hào)低速攪拌高速攪拌低速攪拌髙速攪拌
245.046.3134138
341.342.6123127
438.639.6115118
由表3看出,低速攪拌和高速攪拌對(duì)表觀黏度 的檢測(cè)存在一定差異,高速攪拌測(cè)試值比低速攪拌 測(cè)試值大,約3~4mPa.s,建議低速啟動(dòng),緩慢加人膠 粉后,采用高速攪拌配制膠粉溶液。實(shí)驗(yàn)表明,高速 攪拌作用可以使膠粉加速并充分溶解,使得表觀黏 度測(cè)試值偏高。
2.3泡沫對(duì)檢測(cè)的影響
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗(yàn)3要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀 取黏度計(jì)指針讀數(shù),計(jì)算相應(yīng)的表觀黏度,如表4所
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表4泡沫對(duì)檢測(cè)彩響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
樣品指針讀數(shù)表觀黏度/(mPa.s)
號(hào)不除泡沫除上層泡沫不除泡沫除上層泡沫
246.345.6138136
342.642.0127125
439.638.3118114
溶液在攪拌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量泡沫,即使置于 30T恒溫水浴中4h,泡沫也不能完全消失(樣品2、3 
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TECHNOLOGY SUPERVISION IN PETROLEUM INDUST^MBHIHl 
石油工業(yè)技術(shù)籃督_2013年8月 
溶液上層存在少量泡沫,見(jiàn)圖1),有的樣品甚至存 在大量泡沫(樣品4溶液上層存在大量泡沫,見(jiàn)圖
2)。
由試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出,膠粉溶液上層氣泡對(duì)表觀黏 度檢測(cè)有一定影響,約2 ~4mPa _ s,檢測(cè)時(shí)應(yīng)待溶液 在恒溫水浴中,上層泡沫消溶,再對(duì)溶液進(jìn)行表觀黏 度檢測(cè),減少泡沫對(duì)質(zhì)量檢測(cè)產(chǎn)生的影響。部分氣泡 分布在溶液中,甚至粘附黏度計(jì)轉(zhuǎn)子上,氣泡在轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)作用下,進(jìn)行擴(kuò)散比膠粉溶液的擴(kuò)散受到的阻 力高,所以存在泡沫時(shí)的測(cè)試值略高。
2.4轉(zhuǎn)子擦拭對(duì)檢測(cè)的影響
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗(yàn)4要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀 取黏度計(jì)指針讀數(shù),計(jì)算相應(yīng)的表觀黏度,如表5所
平行樣之間檢測(cè),轉(zhuǎn)子擦拭與不擦拭對(duì)測(cè)試值 影響不明顯;不同樣品間測(cè)試,轉(zhuǎn)子擦拭與不擦拭對(duì) 測(cè)試值影響較為明顯,測(cè)試值受上一次樣品表觀黏 度值影響。本次測(cè)試值比上次測(cè)試值小(如樣品4表 觀黏度值118mPa^小于樣品2表觀黏度值138 mPai),則轉(zhuǎn)子不擦拭時(shí)測(cè)試值(122mPa_s)大于轉(zhuǎn) 子擦拭時(shí)的測(cè)試值(118mPa*S);本次測(cè)試值比上一 次大(如樣品3表觀黏度值127mPa*s大于樣品4 表觀黏度值118mPai),則轉(zhuǎn)子不擦拭測(cè)試值(124 11^^8)小于擦拭測(cè)試值(12711^*8)。
3結(jié)論與建議
(1)羥丙基瓜爾膠表觀黏度測(cè)試時(shí),黏度計(jì)轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)不少于2min,讀數(shù)比較穩(wěn)定可靠。
(2)高速攪拌溶液時(shí),測(cè)試值比低速攪拌時(shí)的測(cè) 試值大約3~4 mPa.s,應(yīng)合理選取溶液攪拌速度,確 保表觀黏度檢測(cè)值更加準(zhǔn)確。
(3)泡沫、黏度計(jì)轉(zhuǎn)子潔凈程度對(duì)溶液表觀黏度 檢測(cè)均有影響,檢測(cè)羥丙基瓜爾膠膠粉的表觀黏度 指標(biāo)時(shí),溶液上層泡沫應(yīng)盡量少,并且每次樣品檢測(cè) 前,應(yīng)將黏度計(jì)轉(zhuǎn)子擦拭干凈,再對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。