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 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》進行，該標(biāo)準(zhǔn)在羥丙基瓜爾膠表觀黏 度檢測方面，對檢測數(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)計不同檢測對比實驗,對表觀 黏度影響因素進行了研究分析，旨在提高表觀黏度 的檢測質(zhì)量及準(zhǔn)確性,最終達到優(yōu)化改進羥丙基瓜 爾膠表觀黏度檢測方法的目的。
1實驗部分
1.1實驗儀器與試劑
1.1.1主要儀器
水分測定儀、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、燒杯、量筒。
1.1.2實驗試劑
實驗室自制的蒸餾水，實驗原料為壓裂用羥丙 基瓜爾膠(4份樣品，工業(yè)品）。
1.2實驗步驟 1.2.1含水率測試
經(jīng)105T預(yù)熱、校正水分測試儀，稱取待測樣品 膠粉5.00g,平鋪在稱盤內(nèi)，1〇5^1加熱0.5h,開啟儀 器讀數(shù)開關(guān),觀察投影屏，l〇min內(nèi)讀數(shù)變動幅度小 于0.2%時，儀器讀數(shù)即為膠粉的含水率疋。
試驗2:攪拌速度的對比試驗 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,緩慢往攪拌器 內(nèi)加入膠粉，利用低速檔攪拌，進行步驟(2)。用六速 旋轉(zhuǎn)黏度計測定上述溶液，轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min,2min 后讀取黏度計指針讀數(shù)，按照公式（1)計算表觀黏 度。再測試髙速攪拌時溶液的表觀黏度。
試驗3:泡沫對檢測影響的試驗 選取樣品2、3、4,按步驟（1)操作，進行步驟(2)。 去除樣品2、3、4配制的溶液上層泡沫后，用黏度計 測定表觀黏度。
試驗4:轉(zhuǎn)子擦拭對檢測影響的試驗 選取樣品2、3、4,按步驟（1)操作，進行步驟 (2)。每次測試表觀黏度，黏度計轉(zhuǎn)子均擦凈,再進行 下一次表觀黏度的測試。同一樣品平行樣之間的測 試，轉(zhuǎn)子不擦拭，直接測試表觀黏度。不同樣品間測 試（檢測順序為樣品2、樣品4、樣品3),轉(zhuǎn)子不擦 拭，直接測試表觀黏度。
2結(jié)果與討論
根據(jù)含水率測定方法，分別測定樣品1、2、3、4 的含水率情況，計算表觀黏度檢測時需要的膠粉質(zhì) 量，測定計算結(jié)果如表1所7JK。
表1膠粉含水率及表觀黏度檢測時的膠粉質(zhì)量
樣品號含水率/%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，含水率檢測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要 求，根據(jù)表觀黏度檢測時膠粉質(zhì)量計算公式,計算膠 粉質(zhì)量。
2.1讀數(shù)時間的確定
選取樣品1，根據(jù)試驗一要求進行實驗，讀取不
同時刻0(及時讀數(shù)）、0.5、1、1.5、2、2.51^11下的黏度 計指針讀數(shù),計算表觀黏度，確定表觀黏度檢測時的 讀數(shù)時間，如表2所示。
由表2可以看出，黏度計轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時間不少于 2 min指針讀數(shù)才能逐漸穩(wěn)定，此時讀數(shù)較為準(zhǔn)確。 黏度計轉(zhuǎn)子在剪切轉(zhuǎn)動過程中，短時間內(nèi)剪切應(yīng)力 不穩(wěn)定，導(dǎo)致黏度計指針讀數(shù)不穩(wěn)定，若此時讀數(shù)， 不能準(zhǔn)確反映樣品的檢測值。
表2確定讀數(shù)時間試驗數(shù)據(jù)表
讀數(shù)時間 /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攪拌速度的對比試驗
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗2要求進行實驗，讀 取黏度計指針讀數(shù)，計算相應(yīng)的表觀黏度（保留整 數(shù)，下同），如表3所示。
表3攪拌速度對比試驗數(shù)據(jù)表
樣品指針讀數(shù)表觀黏度/(mPa.s)
號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表觀黏度 的檢測存在一定差異，高速攪拌測試值比低速攪拌 測試值大，約3~4mPa.s，建議低速啟動，緩慢加人膠 粉后，采用高速攪拌配制膠粉溶液。實驗表明，高速 攪拌作用可以使膠粉加速并充分溶解，使得表觀黏 度測試值偏高。
2.3泡沫對檢測的影響
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗3要求進行實驗，讀 取黏度計指針讀數(shù)，計算相應(yīng)的表觀黏度，如表4所
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表4泡沫對檢測彩響試驗數(shù)據(jù)表
樣品指針讀數(shù)表觀黏度/(mPa.s)
號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
溶液在攪拌過程中會產(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，見圖
2)。
由試驗數(shù)據(jù)看出，膠粉溶液上層氣泡對表觀黏 度檢測有一定影響，約2 ~4mPa _ s，檢測時應(yīng)待溶液 在恒溫水浴中，上層泡沫消溶，再對溶液進行表觀黏 度檢測，減少泡沫對質(zhì)量檢測產(chǎn)生的影響。部分氣泡 分布在溶液中，甚至粘附黏度計轉(zhuǎn)子上，氣泡在轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)作用下，進行擴散比膠粉溶液的擴散受到的阻 力高，所以存在泡沫時的測試值略高。
2.4轉(zhuǎn)子擦拭對檢測的影響
選取樣品2、3、4,根據(jù)試驗4要求進行實驗，讀 取黏度計指針讀數(shù)，計算相應(yīng)的表觀黏度，如表5所
平行樣之間檢測，轉(zhuǎn)子擦拭與不擦拭對測試值 影響不明顯；不同樣品間測試，轉(zhuǎn)子擦拭與不擦拭對 測試值影響較為明顯，測試值受上一次樣品表觀黏 度值影響。本次測試值比上次測試值?。ㄈ鐦悠?表 觀黏度值118mPa^小于樣品2表觀黏度值138 mPai),則轉(zhuǎn)子不擦拭時測試值（122mPa_s)大于轉(zhuǎn) 子擦拭時的測試值（118mPa*S);本次測試值比上一 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)子不擦拭測試值（124 11^^8)小于擦拭測試值（12711^*8)。
3結(jié)論與建議
(1)羥丙基瓜爾膠表觀黏度測試時，黏度計轉(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，測試值比低速攪拌時的測 試值大約3~4 mPa.s,應(yīng)合理選取溶液攪拌速度，確 保表觀黏度檢測值更加準(zhǔn)確。
(3)泡沫、黏度計轉(zhuǎn)子潔凈程度對溶液表觀黏度 檢測均有影響，檢測羥丙基瓜爾膠膠粉的表觀黏度 指標(biāo)時，溶液上層泡沫應(yīng)盡量少，并且每次樣品檢測 前，應(yīng)將黏度計轉(zhuǎn)子擦拭干凈,再對樣品進行檢測。