有机铬交联剂通用技术条件

QB 胜胜 利利 石石 油油 管管 理理 局局 企企 业业 标标 准准 Q SL1525 2001 聚合物驱 交联聚合物驱用聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂型交联剂 通用技术条件通用技术条件 2001 11 14 发布 2001 12 15 实施 胜 利 石 油 管 理 局 发 布 Q SL1525 2001 前 言 本标准的附录 A 是标准的附录 附录 B 是提示的附录 本标准由胜利石油管理局油田化学专业标准化委员会提出并归口 本标准由胜利油田有限公司采油工艺研究院负责起草 本标准主要起草人 张小卫 吕西辉 田玉芹 徐山 胜胜 利利 石石 油油 管管 理理 局局 企企 业业 标标 准准 Q SL1525 2001 聚合物驱 交联聚合物驱用聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂通用技术条件型交联剂通用技术条件 1范围范围 本标准规定了用于聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂 无机 Cr3 型交联 剂 有机 Cr3 型交联剂及复合 Cr3 型交联剂 以下简称交联剂 的技术要求 试验 方法 检验规则 标志 包装 运输和贮存 本标准适用于聚合物驱 交联聚合物驱所用的交联剂 增粘剂等以 Cr3 形式交 联的 以增加聚合物溶液粘度为目的的各类产品 2引用标准引用标准 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准 出版时 所示版本均为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使 用下列标准最新版本的可能性 GB T4472 1984 化工产品密度 相对密度测定通则 GB T9724 1988 化学试剂 pH 值测定通则 Q SL1476 2000 交联聚合物驱用交联剂性能评价方法 3定义定义 本标准采用下列定义 3 1 交联剂交联剂 能使线性聚合物基团互相键合 使聚合物溶液粘度显著提高的一类物质 3 2 交联增粘比交联增粘比 聚合物溶液加入交联剂成胶后 溶液粘度升高 在相同条件下 交联后溶液粘 度与聚合物溶液粘度的比值 称为该交联体系的交联增粘比 3 3 最低成胶浓度最低成胶浓度 用模拟水配制 1500mg L 浓度的聚合物溶液 加入交联剂交联后 交联增粘比 达到 1 5 时的交联剂浓度 称为该交联剂的最低成胶浓度 3 4 最佳成胶浓度最佳成胶浓度 用模拟水配制 1500mg L 浓度的聚合物溶液 加入交联剂交联后 随着交联剂 浓度的增加 交联增粘比增大并趋于稳定在某一值 交联增粘比达到稳定时的交 联剂浓度 称为该交联剂的最佳成胶浓度 3 5 特定交联增粘比特定交联增粘比 用模拟水配制 1500mg L 浓度的聚合物溶液 加入最佳成胶浓度的交联剂交联 后 65 下所形成的交联体系的交联增粘比 胜利石油管理局 2001 11 12 批准 2001 12 15 实施 Q SL1525 2001 3 6 动态交联时间动态交联时间 在 65 下 向岩芯中缓慢注入聚合物和交联剂的混合溶液 随着注入量的增 加 两者在岩芯中产生交联 注入压力有较大增加 注入压力曲线出现拐点的时 间称为该体系的动态交联时间 3 7 剪切恢复性剪切恢复性 交联聚合物交联后 经机械剪切 溶液粘度有大幅度下降 静止一段时间后 溶液粘度又有所增加 交联聚合物的这种性质称为剪切恢复性 3 8 交联稳定性交联稳定性 在一定条件下 由于氧 细菌 金属离子等各种因素的影响 交联聚合物粘度 也和聚合物溶液一样随时间而逐渐降低 交联聚合物粘度在综合因素的影响下的 稳定性称为交联稳定性 4技术要求技术要求 交联剂应符合表 1 要求 表 1 交联剂技术指标 序号项目指标 1外观墨绿色粘性液体 用水稀释后为草绿色透明液体 2密度 25 g cm31 20 1 50 3pH 值4 0 8 5 4Cr3 含量 4 5 5最低成胶浓度 mg L 400 6最佳成胶浓度 mg L 800 7特定交联增粘比 3 5 8动态交联时间 h 15 9剪切恢复性 50 10静态吸附粘度保留率 60 11交联稳定性 65 90d 75 5仪器设备及试剂仪器设备及试剂 5 1 pH 计 精度 0 1 5 2 密度计 精度 0 002 g cm3 5 3 电子天平 感量 0 1mg 5 4 RV20 型流变仪 旋转和振荡系统 或同类产品 5 5 恒温干燥箱 室温 300 精度 2 5 6 试管及安瓿瓶 50mL 5 7 酸式滴定管 25mL 分度值 0 1mL Q SL1525 2001 5 8 30 的 H2O2溶液 5 9 20 的 NaOH 溶液 5 10 固体 KI 分析纯 符合 GB1272 5 11 0 5 淀粉指示剂 5 12 磷酸 分析纯 符合 GB1282 5 13 0 1mol L 的 Na2S2O3标准溶液 5 14 聚丙烯酰胺 Mo 4000 样品或矿场用聚合物干粉 5 15 一次蒸馏水 模拟地层水见附录 A 标准的附录 清水 自来水 6试验方法试验方法 6 1 外观外观 取交联剂 2g 3g 置于洁净玻璃杯中 目测样品外观 然后用蒸馏水稀释 200 倍 左右 目测样品稀释后外观 6 2 pH 值值 交联剂 pH 值的测定按 GB 9724 的规定执行 6 3 密度密度 交联剂密度的测定按 GB 4472 1984 中 2 3 3 的规定执行 6 4 CrCr3 3 含量 含量 Cr3 含量的测定按 Q SL1476 2000 中的 5 6 2 的规定执行 6 5 最低成胶浓度 最佳成胶浓度和特定交联增粘比最低成胶浓度 最佳成胶浓度和特定交联增粘比 6 5 1 用模拟地层水配制 1500mg L 的聚合物溶液 6 5 2 在 65 7s 1下 用粘度计振荡系统测量该聚合物溶液的粘度 6 5 3 加入 100 200 300 400 1000mg L 的交联剂 搅拌均匀 密封于试管 中 置于 65 恒温烘箱中 72h 6 5 4 在 65 7s 1下 用粘度计振荡系统测量交联聚合物溶液的粘度 6 5 5 计算不同交联剂浓度下的交联增粘比 并绘制交联增粘比 交联剂浓度曲 线 6 5 6 把交联增粘比为 1 5 时的交联剂浓度定为形成交联聚合物的最低成胶浓度 6 5 7 随着交联剂浓度的增加 交联增粘比相应增大 当交联剂浓度增加到一定 值时 交联增粘比变化趋缓 交联增粘比 交联剂浓度曲线出现拐点 此点的交 联剂浓度定为交联剂的最佳成胶浓度 6 5 8 最佳成胶浓度下的交联增粘比即为特定交联增粘比 6 6 动态交联时间动态交联时间 6 6 1 在 25mm 300mm 的岩芯管中充填 0 098 0 11 mm 的石英砂 并按附录 B 提示的附录 安装好流程 岩芯置于 65 的水浴或恒温箱中 6 6 2 用模拟地层水配制 1500mg L 的聚合物溶液 在 65 7s 1下 用粘度计振 Q SL1525 2001 荡系统测量该聚合物溶液的粘度 6 6 3 用模拟地层水饱和岩芯 6 6 4 在 200mL 聚合物溶液中加入最佳使用浓度的交联剂 搅拌均匀 装入中间 容器中 恒速泵用 50mL h 的排量将交联聚合物溶液注入到岩芯中 观察注入压力 变化 用两个中间容器交替注入交联聚合物溶液 当一个中间容器剩余液量 20mL 时 再配制下一中间容器的交联聚合物溶液 以避免溶液预交联 影响试验结果 6 6 5 开始注入到注入压力明显升高时的时间即为动态交联时间 6 7 剪切恢复性剪切恢复性 6 7 1 用模拟地层水配制 1500mg L 的聚合物溶液 加入最佳使用浓度的交联剂 搅拌均匀 置于 65 恒温烘箱中 72h 6 7 2 在 65 7s 1下 用粘度计振荡系统测量交联聚合物溶液成胶 72h 的粘度 6 7 3 用混调器剪切交联聚合物溶液 控制混调器电源电压及剪切时间 使其粘 度保留率在 20 30 之间 然后再置于 65 恒温烘箱中 72h 6 7 4 测定体系恢复后的粘度 并计算其剪切恢复性 剪切恢复性按式 1 计算 F b a 100 1 式中 F 剪切恢复性 a 交联聚合物溶液粘度 mPa s b 交联聚合物剪切恢复后溶液粘度 mPa s 6 8 静态吸附粘度保留率静态吸附粘度保留率 6 8 1 用模拟地层水配制 1500mg L 的聚合物溶液 加入最佳使用浓度的交联剂 6 8 2 按固液比为 1 5 质量 加入到石英砂中 搅拌均匀 装入试管中 密封 置于 65 恒温烘箱中 72h 同时在同等条件下进行不加砂试验 6 8 3 取试管上清液 在 65 7s 1下 用粘度计振荡系统测量石英砂吸附后交联 聚合物溶液的粘度 平行试验结果相差不大于 5 取其平均值为吸附后交联粘度 6 8 4 计算静态吸附粘度保留率 静态吸附粘度保留率按式 2 计算 A c d 100 2 式中 A 粘度保留率 c 吸附后交联聚合物的粘度 mPa s d 不加砂时交联聚合物的粘度 mPa s 6 9 交联稳定性交联稳定性 6 9 1 用模拟地层水配制 1500mg L 的聚合物溶液 加入最佳使用浓度的交联剂 搅拌均匀 分装于几支安瓿瓶中 用真空泵抽真空 1h 然后密封 置于 65 的恒 温烘箱中 6 9 2 72h 三个月后测量交联聚合物粘度 平行试验结果相差不大于 5 取平 均值计算粘度保留率 粘度保留率按式 3 计算 B 1 0 100 3 式中 B 粘度保留率 Q SL1525 2001 1 一定时间后交联聚合物的粘度 mPa s 0 72h 时所测交联聚合物的粘度 mPa s 7 7 检验规则检验规则 7 1 产品由生产厂家的质量检验部门或委托具有资质的质量检验部门按本标准进 行检验 合格后出具检验合格证 7 2 交联稳定性试验只作为现场筛选评价应用指标 不作为入库检验时判定产品 是否合格的依据 7 3 按总桶数的 5 抽取样本 样本最低不少于 10 桶 每桶取样量不少于 50g 7 4 样本混合均匀 平均分装于洁净 干燥的 2 个样品瓶中 瓶上应贴有标签 注明生产厂家 产品名称 批号及取样日期 一瓶做检验用 另一瓶封存备查 7 5 若检验结果中有一项指标不符合本标准要求 应自两倍量的包装中取样复检 若仍有指标不符合本标准要求 则整批产品判为不合格品 8 标志 包装 运输和贮存标志 包装 运输和贮存 8 1 标志 在塑料桶侧面张贴或喷涂标志 内容包括 a 产品名称 b 执行标准编号 c 净质量 d 生产日期 e 保质期 f 生产厂名 厂址 联系电话 8 2 包装 产品用白色塑料桶盛装 每桶 25kg 0 5kg 塑料桶要结实耐用 密封性好 8 3 运输 运输过程中应轻提轻放 防止碰撞 8 4 贮存 产品应存放于阴凉 通风的地方 切勿重压 保质期两年 逾期经检验合格后 仍可使用 Q SL1525 2001 附录 A 标准的附录 模拟地层水的离子组成及制备模拟地层水的离子组成及制备 地层水矿化度多变且对聚合物溶液粘度影响很大 在进行聚合物驱筛选评价时 为了各室内实验结果具有可比性和重复性 胜利油田选取规定了具有代表性的模 拟地层水做为统一的标准 总矿化度 5727mg L 其中 Ca2 Mg2 为 108mg L 详 见表 A1 试验室用蒸馏水配制模拟地层水所加化学剂用量见表 A2 表 A1 模拟地层水离子分析结果 离子Na Ca2 Mg2 Cl HCO3 SO42 总计 浓度 mg L 205980283070400905727 表 A2 模拟地层水的制备 化学剂 CaCl2 2H2 O MgCl2 6H2 O NaHCO3Na2SO4NaCl 浓度 mg L 2942375511334688 Q SL1525 2001 附录 B 提示的附录 岩岩 芯芯 剪剪 切切 试试 验验 流流 程程 图图 压力表 量筒 注 岩芯尺寸为 25mm 300mm 充填 0 098 0 11 mm 的石英砂 岩心 恒速泵 盐 水交联聚合 物溶液 交联聚合 物溶液 聚合物驱 交联聚合物驱用聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂型交联剂 通用技术条件通用技术条件 编制说明编制说明 胜利油田有限公司采油工艺研究院 二 OO 一年七月 聚合物驱 聚合物驱 交联聚合物驱用交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂通用技术条件型交联剂通用技术条件 编制说明编制说明 1 任务来源 在目前的水驱条件下 原油采收率一般仅为 35 45 以聚合物驱为主的化 学驱油技术可大幅度提高原油采收率 在大庆 胜利等油田实施的聚合物驱项目 已取得了明显的增油降水效果 同时由于地层的非均质性 油水的流度差异 以 及聚合物本身的局限性 聚合物驱项目均不同程度地表现出聚合物过早窜流 扫 油面积偏低 聚合物无效产出等问题 严重地影响了聚合物驱效果 交联聚合物驱油技术可较好地解决这一问题 胜利油田自八十年代末 率先开 展了交联聚合物调驱技术研究 它是在聚合物溶液中加入少量的缓交联型交联剂 使聚合物溶液在地层温度作用下产生缓慢交联而形成的弱凝胶体系 它不仅可大 幅度提高聚合物溶液的粘度 降低注入液与地下原油的流度比 也可有效地改善 油藏非均质性 提高阻力系数及残余阻力系数 使后续注入液进入弱水洗或未水 洗油层 起到调剖及驱油的综合作用 大幅度提高了原油采收率 自九 O 年以来 交联聚合物驱油技术在孤东 孤岛 胜坨等油田进行了矿场试验 并配合聚合物 驱进行了添加交联剂试验 均取得了明显的增油降水效果 经济效益和社会效益 十分显著 随着交联聚合物技术的不断发展与应用 更多的交联剂产品进入了油田市场 有的产品有标准 有的产品没有标准 产品性能指标也参差不齐 甚至一些产品 照搬其它厂家的标准而产品却截然不同 市场秩序比较混乱 为了规范油田交联 剂市场 更是为了在油田大面积推广应用交联聚合物技术 达到提高原油采收率 稳定油田产量的目的 依据胜油局发 1999 10 号关于下达 1999 年标准制修订项目 和复审项目计划的通知 我们依据胜利油田交联聚合物矿场实施的经验 并对油 田各种交联剂的性能评价结果及实验效果 制定了该 聚合物驱 交联聚合物驱 用 Cr3 型交联剂通用技术条件 企业标准 聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂通用技术条件 企业标准的制定 对进入油田的交联剂产品保证了质量 对交联剂产品评价工作的顺利进行提供了 依据 规范了油田交联剂市场 为交联聚合物技术在胜利油田的大面积推广应用 提供了质量保证 2 制定企业标准的简要工作过程 为制定该 聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联剂通用技术条件 企业标准 我们首先对国内外关于交联聚合物技术研究及应用情况进行了调研 聚合物凝胶 堵水调剖 交联聚合物深部调剖 交联聚合物驱油技术 深部流体转向技术 胶 态分散体系凝胶 CDG 这些交联聚合物技术都是在聚合物溶液中加入不同的交 联剂 使其溶液粘度增加或强度增大 虽然所用聚合物浓度有大有小 交联剂及 其浓度不同 但其作用是一样的 评价方法也大体相同 对交联剂的评价方法也 大同小异 我们收集了油田市场上所用的聚合物驱及交联聚合物驱用交联剂 这些产品大 部分为 Cr3 型交联剂 产品性能也大体相似 通过对这些样品进行性能评价 并参 照 交联聚合物用交联剂性能评价方法 企业标准 以及生产厂家及使用单位的 产品性能标准及要求 在此基础上本着利于控制产品质量及试验效果最优化的目 的以及简便实用 易于操作的原则确定了 聚合物驱 交联聚合物驱用 Cr3 型交联 剂通用技术条件 标准的基本内容 在确定了这些基本内容后 我们征求了生产厂家及使用单位的意见 并征求了 专家意见 对某些内容进行了修改 补充 最后确定了该标准的主要内容 并于 6 月初完成了送审稿 7 月 26 日通过了管理局化学专标委评审会的审查 3 确定标准基本内容的依据 我们对油田交联聚合物用交联剂进行了收集 评价 并参照了 交联聚合物用 交联剂性能评价方法 企业标准 在此基础上确定了 聚合物驱 交联聚合物驱 用 Cr3 型交联剂通用技术条件 主要性能指标要求 交联剂的评价分理化指标和使用性能指标两部分 理化指标包括外观 密度 pH 值 Cr3 含量等 使用性能指标包括最低成胶浓度 最佳成胶浓度 特定交联 增粘比 动态交联时间 剪切恢复性 静态吸附粘度保留率以及交联稳定性 对 这些指标的评价基本上能对交联剂基本性能有一个比较全面的描述 同时这些交 联剂性能指标内容能够满足油田交联聚合物技术的要求 对于理化指标各交联剂产品基本相同 根据理化指标可以得出交联剂的一般特 性及含量 聚合物中加入交联剂后 粘度变大 特定交联增粘比的测定确