【SY石油天然气标准】 水基压裂液技术要求

ICS75.020
CCSE14
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T76272021
水基压裂液技术要求
Technical reguirements of water-based fracturing fluid行业标准信息服务平台
2021—11—16发布
国家能源局
2022一02—16实施
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1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4技术要求
滑溜水压裂液技术要求
线性胶压裂液技术要求
交联冻胶压裂液技术要求
黏弹性表面活性剂压裂液技术要4.4
高矿化度水压裂液技术要求
仪器设备、试剂材料
仪器设备
试剂材料
压裂液配方与试样制备
压裂液信息记录
压裂液基液制备
压裂液冻胶制备
破胶液制备
压裂液性能测定方法
运动黏度
表观黏度
增黏速率
交联时间
耐温耐剪切能力
黏弹性
静态滤失性能
降阻率
降阻率变化率测试
破胶性能
防膨率
破乳率
压裂液与地层水配伍性
8健康、
安全、
环境控制要求
SY/T76272021
SY/T7627—2021
附录A（资料性）
参考文献
管路摩阻仪示意图
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SY/T76272021
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由石油工业标准化技术委员会油田化学剂专业标准化技术委员会提出并归口。本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院、中海油田服务股份有限公司。
本文件主要起草人：梁利、程芳、李继勇、高峰、管保山、李志航、谢璇、薛小佳、李建阁、刘玉婷、何建平、鲍文辉、张云芝、王梦颖、郑承钢、潘竟军、刘萍、李春。S
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1范围
水基压裂液技术要求
SY/T76272021
本文件规定了水基压裂液性能技术要求及性能测定方法、安全与环境控制要求。本文件适用于油气田水力压裂用水基压裂液的性能评价。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T10247—2008黏度测量方法
SY/T5370—2018表面及界面张力测定方法刃
SY/T5490钻井液试验用土
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
水基压裂液
water-based fracturing fluid以水做溶剂，与其他潜质混合形成的压裂液。3.2
友slickwaterfracturingfea
滑溜水压裂液
以聚合物为稠化剂、水为溶剂，与其他添加利形成的具有降阻功能的低黏度压裂液。3.3
线性胶压裂液lineargelfracturingfluid以聚合物为稠化剂、水为溶剂，与其他添加剂形成黏度较高未交联正裂液。3.4
交联冻胶压裂液crosslinkedgelfracturingfluid以聚合物为稠化剂、水为溶剂，与其他添加剂形成基液，与交联剂形成的体型网络结构的压裂液。3.5
黏弹性表面活性剂压裂液viscoelasticitysurfactantfracturingfluid用表面活性剂、助剂和添加剂与水配制形成的具有一定黏弹性的压裂液。3.6
高矿化度水压裂液highmineralizationfracturingfluid1
SY/T7627-2021
配液用水总矿化度大于20000mg/L，其中钙、镁离子总合大于500mg/L的溶液，与其他溶质混合形成的压裂液。
增黏速率
thickeningrate
试样在现场配制压裂液用水的温度下，用规定的配液方法进行配制后，3min黏度值与4h黏度值的百分比。
4技术要求
1滑溜水压裂液技术要求
滑溜水压裂液技术要求应符合表1的规定。表1滑溜水压裂液技术要求
合成聚合物
运动黏度，mmz/s
降阻率，%
降阻率变化率，%
增黏速率，%
表面张力，mN/m
界面张力，mN/m
破胶液性能
防膨率，%
破乳率，%
与地层流体配伍性
“非连续混配施工的压裂夜可不评价“增黏速率”。植物胶
低黏滑溜水
未添加助排剂的压裂液可不介“表而张力”“界面张力≤5
中黏滑溜水
5≤10
无沉淀，无絮凝
“未添加黏土稳定剂的压裂液可不评你“防膨率”。准信息服务平
不含凝析油的气并应用的压裂液可不评价“砖乳率”4.2
线性胶压裂液技术要求
线性胶压裂液技术要求应符合表2的规定。2线性胶压裂液技术要求bzxz.net
基液表观黏度，mPas
增黏速率”，%
耐温耐剪切能力，mPa·s
20℃≤T<60℃
60℃≤T<120℃
120℃≤T<180℃
高黏滑溜水
10≤20
破胶液性能
表2（续）
运动黏度，mm2/s
表面张力，mN/m
界面张力，mN/m
残渣含量，mg/L
防膨率，%
破乳率d，%
与地层流体配伍性
”非连续混配施工的压裂液可不评价“增黏速率”。”未添加助排剂的压裂液可不评价“表面张力”“界面张力”。未添加黏土稳定剂的压裂液可不评价“防膨率”。不含凝析油的气井应用的压裂液可不评价“破乳率”。4.3
交联冻胶压裂液技术要求
交联冻胶压裂液技术要求应符合表3的规定。表3
交联冻胶压裂液技术要求
基液表观黏度，mPa-s
交联时间，s
增黏速率“，%
20℃60℃
60℃≤<120℃
120℃T<180℃
T≥180℃
20℃≤T<60℃
0℃=T<120℃
120T<180℃
T80℃
耐温耐剪切能力，mPa·s
静态滤失性
破胶液性能
滤失系数，m/minl/2
滤失速率，m/min
运动黏度，mm2/s
表面张力，mN/m
界面张力，mN/m
残渣含量，mg/L
防膨率，%
破乳率，%
与地层流体配伍性
“非连续混配施工的压裂液可不评价“增黏速率”。植物胶
SY/T76272021
≤100
无沉淀，无絮凝
合成聚合物
金属交联
≤100
≤150
30~180
≤600
不含凝析油的气井应用的压裂液可不评价“界面张力”“破乳率”>50
≤200
无沉淀，无絮凝
缔合交联
≤150
≤180
≤240
≤200
SY/T7627—2021
黏弹性表面活性剂压裂液技术要求粘弹性表面活性剂压裂液技术要求应符合表4的规定表4黏弹性表面活性剂压裂液技术要求序号
表观黏度，mPas
黏弹性
增黏速率，%
耐温耐剪切能力，mPas
破胶液性能
高矿化度水压裂液技术要求
20℃≤T<60℃
60℃≤T<90℃
90℃≤T<120℃
储能模量，Pa
耗能模量，Pa
运动黏度，mm2/s
表面张力，mN/m
界面张力，mN/m
残渣含量，mg/L
与地层流体配伍性
高矿化度水压裂液技术指标要求应符合表5的规定。表5
高矿化度水压裂液技术要求
基液表观黏度，mas
增黏速率，%
交联时间，s
静态滤失性
耐温耐剪切能力，mPa*s
破胶液性能
60℃≤T<120℃
120℃≤T<180℃
60c67<120℃
120℃TA9m℃
滤失系数，m/minin
滤失速率，m/min
运动黏度，mm2/s
表面张力，mN/m
界面张力，mN/m
残渣含量，mg/L
破乳率，%
与地层流体配伍性
≤120
无沉淀，无絮凝
≤100
≤120
30~120
60~300
≤1.0×10-3
≤1.5×10-4
≤600
无沉淀，无絮凝
注：高矿化度水是配液用水总矿化度大于20000mg/L，其中钙、镁离子总合大于500mg/L的溶液。4
5仪器设备、试剂材料
5.1仪器设备
5.1.1电子天平：感量为土0.001g、土0.0001g。SY/T76272021
5.1.2数显可控高速搅拌器：负载转速11000r/min土300r/min或等效仪器，转轴应装有单正弦波形的叶片，叶片直径约25mm，冲压面向上安装，带高搅杯，上口直径97mm，下底直径70mm。5.1.3吴茵混调器：转速0r/min～20000r/min，可恒速或同类仪器，带搅拌杯，容积1L。5.1.4恒温水浴锅：室温～100℃，控温精度为土1℃。5.1.5秒表：精度为±0.01s。
5.1.6品氏毛细管黏度计：符合GB/T10247—2008的要求。5.1.7高温高压同轴圆筒旋转黏度计：采用同轴圆筒测试方法的高温高压冻胶黏度测试仪器或同类仪器，控温精度为土1℃。
5.1.8控制应力流变仪：频率范围为0.001Hz~10Hz，位移分辨率为2.5urad，配套锥板系统、平板系统、带齿平板系统。
5.1.9旋转黏度计：Famn-35型六速旋转黏度计或同类仪器，带量杯，容积500mL。5.1.10高温高压滤失仪：最高温度260C，滤失面积22.6cm2，样品杯容量500mL，配套NO988滤纸或同类产品。
5.1.11密闭容器：容积500mL。
离心机：转速为Or/min～4000r/min，配套刻度离心管，其容量为50mL。电热恒温干燥箱：室温～200℃，恒温精度为±1℃。5.1.14
管路摩阻仪：见图A.1。
表界面张力仪：内置天平感量为±0.0001g，带样品杯，5.1.15
容积100mL。
石油运动黏度测定器：室温～100℃量控温精度为±0.1℃。
标准筛：Φ200×50-0.150/0.104丝直径和网孔尺寸的规定。
Φ200×50-0.075/0.052，应符合GB/T6003.1中对金属干燥器：Φ210mm×250mm（干燥剂为变色硅胶）。5.1.18
玻璃刻度离心管：10mL
吸量管：1mL、2mL，L，10mL
维信息服务平
量筒：10mL、20mL、100ml2，500mL具塞量筒：100mL。
烧杯：250mL、500mL。
5.2试剂材料
钠基膨润土：应符合SY/T5490的要求。5.2.1
5.2.2原油：目标区块的原油，经过脱水处理，含水率≤0.5%。5.2.3煤油：去除水分和杂质并经过滤的航空煤油。5.2.4实验用水：应符合GB/T6682中二级水、三级水的规定。5.2.5高矿化度水：应用目标区块海水，并经过滤后使用，也可根据目标区块配液水的矿化度进行配制。
5.2.6氮气：纯度≥99.99%，02≤0.01%。5
SY/T7627—2021
6压裂液配方与试样制备
6.1压裂液信息记录
由于不同类型压裂液的配方、现场施工需求等因素的不同，样品制备及处理温度、时间等因素会影响性能检测，因此在进行压裂液性能测试前，应记录以下基础信息：a）压裂液的名称、种类、配方；b）实验用水的类型：如去离子水、自来水或高矿化度水（明确其矿化度）等，c）每种组分的添加顺序和方法，及其他特殊要求，如搅拌速度、搅拌时间等信息。6.2压裂液基液制备
6.2.1合成聚合物类压裂液制备
6.2.1.1用500mL量筒量取500mL配制压裂液所需的实验用水，转移至洁净、干燥的数显可控高速搅拌器的高搅杯中，启动数显可控高速搅拌器并调整转速为3000r/min土90r/min。6.2.1.2加入按配方称取的聚合物稠化剂及固体添加剂（破胶剂除外，精确至0.01g），避免形成鱼眼，开始计时，搅拌2min后调整数显可控高速搅拌器转速至1000r/min土30r/min，迅速用吸量管按配方加入液体添加剂（破胶剂除外，精确至0.01mL），3min后停上搅拌。6.2.1.3将液体转移至500mL烧杯中，置于温度为25℃土1℃的恒温水浴锅中恒温4h，备用。6.2.2植物胶类压裂液制备
6.2.2.1用500mL量筒量取500mL配制压裂液所需的实验用水，转移至洁净、干燥的吴茵混调器的搅拌杯中，启动吴茵混调器并调整转速为1500r/min土20r/min。6.2.2.2称取按配方规定的植物胶稠化剂和固体添加剂（破胶剂除外，精确至0.01g）加人到搅拌杯中，避免形成鱼眼，开始计时，高速搅拌2min后将吴茵混调器转速调整至1000r/min土10r/min，迅带有交联或pH调节成分的助剂除外，精确至0.01mL），速用吸量管接配方加入液体添加剂（破胶剂、3min后停止搅拌，将液体转移至500mL烧杯中待用。6.2.2.3测基液黏度时，籽其置于温度为25℃土1℃的恒温水浴锅中恒温4h。6.2.2.4测交联时间和增黏速率时，混度设置为配制压裂液的实际温度（土1℃）或者25℃的恒温水浴锅中恒温4h，备用。
6.2.3黏弹性表面活性剂压裂液制备6.2.3.1用500mL量筒量取500mL配制压裂液所稳的实验用水，转移至洁净、干燥的数显可控高速搅拌器高搅杯中，启动数显可控高速搅拌器并调整转速为5c00r/+90r/min。6.2.3.2加入按配方称取的黏弹性表面活性剂及固体添加剂（剂除外，精确至0.01g），开始计时，搅拌2min后将数显可控高速搅拌器转速调整至1000r/min土30r/min，丑速用吸量管按配方加人液体添加剂（破胶剂除外，精确至0.01mL），3min后停止搅拌。6.2.3.3将液体转移至500mL烧杯中，置于温度为25℃土1℃的恒温水浴锅中恒温4h，备用。6.3压裂液冻胶制备
用100mL量筒量取按6.2方法制备的基液100mL转移至250mL烧杯中，如需加入破胶剂（固体破胶剂精确至0.001g，液体破胶剂精确至0.01mL）则按配方要求加入，用玻璃棒搅拌均匀后按配方规定加入交联剂，直至形成均匀冻胶，避免形成气泡。6
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