压裂液的质量控制

西南石油大学油气田地质及开发工程国家重点实验室刘通义Tel:028-83032595Mob:[phone]E-mail:[e-mail]2010年10月压裂液质量控制主要观点四川几大问题1.压裂液现场试验必须遵循当地的压裂液质量保证及质量控制手册。2.根据下面的规定进行压裂液室内试验：●了解（阅读、审查）试验方法以核实添加剂浓度（是否）与液体手册上建议的浓度相符。●了解试验要求至少要提前一天进行，一直到确定出正确配方为止，并把配方通知压裂部门。a).实验准备：压裂液质量控制标准建议对当地的所有水样进行API水分析，这些分析将包括：•pH值•氯根Cl-•碳酸盐•碳酸氢盐•铁离子浓度•矿化度（包括Ca2+、Mg2+、B4O72+、AL3+、Cr3+等）b)水质分析•对所有的首次压裂、高低温水基液体，建议进行硅酸盐（25ppm）分析。•在试验要求的基础上进行细菌分析（细菌数量300万个/升）。•所有浓缩的KCl大罐将进行总硬度试验。[总硬度400ppm]。•所有不熟习水源（例如池塘、湖水）及低聚合物体系，首次压裂将进行总硬度试验。[总硬度400ppm]。•总矿化度图板可用来进行水分析，如果总矿化度板表明总矿化度值425或更大，使用Hach工具以更准确地分析。总矿化度板不适合高盐浓度。b)水质分析建议对所有的支撑剂样品进行筛析，90%的支撑剂必须落在支撑剂规格的筛网尺寸范围内（每5000磅支撑剂取一个代表性样品）。c)支撑剂筛析到现场的添加剂将检查pH值、外观和气味。对添加可以使用pH试纸，但是如果发现问题，则使用pH探测仪（pH计）仔细检查反复检查）。d)添加剂核查●用所有的大罐准备基液并（逐罐）检查粘度（也就是说，如果是6个大罐，就做6次粘度测试）。●在任何流变性试验进行之前，所有的基液粘度必须在适当的范围内。●液体的pH值被仔细检查以确保适当的pH值范围（6.0～8.0），有利于聚合物水合。e)基液配制与检测在进行流变性试验之前对每个大罐检验交联性能（用pH计测定pH值，初始交联温度和胶舌试验gelliptest），初始交联温度与要求值的误差在2度以内。f)交联性能检测●交联冻胶的粘度是把逐罐取来的一系列样品进行综合，使用fann-50、RV-20、RT-20、RS-6000等流变仪在100S-1下连续剪切。（fann-50易爬杆）●综合样准备时，小样品数不能多于3个（也就是说，1#综合样=1号罐+2号罐+3号罐样品混合均匀；2#综合样=4号罐+5号罐+6号罐样品混合均匀，以此类推）。g)交联冻胶测定●如果样品数量比fann-50要求的少，则不使用综合样。●使用的样品数量为45ml，操作步骤为APIRP39procedures，除非另作说明（若有爬杆效应现象，则用40ml样品）。●试验时间长于施工时间20分钟。g)交联冻胶测定压裂液流变曲线050100150200250300350400450500550600650700020406080100120140160180200220240260280300320340360时间,分钟粘度,MPa.S020406080100120140温度，℃Eta[mPas]T[℃]●用fann-50进行活性破胶剂破胶试验，首选（bepreferredto）800psi载荷压力以减少破胶剂的非代表性释放（non-representativerelease），（不管破胶剂是任何型号，最小压力也是400psi）。●为了减小试验规模，可以使用胶囊破胶剂进行冻胶试验，并被考虑为类似于没有破胶剂存在（intheabsenceof在…不在场的情况）的情况（假设胶囊包衣在试验温度下是稳定的）。h)活性破胶剂破胶试验目前，测定压裂液寿命的经验方法是测定100S-1下压裂液粘度下降到100mPa•S的时间（或者40S-1下降到300mPa•S、170S-1下降到80mPa•S），或者按个别的试验要求。i)压裂液寿命测定100200300400123100S-1粘度mPa.S时间，hr●●现场水样将被使用来进行破胶试验测定破胶时间。●如果现场水在实验中没有使压裂液有足够的支撑时间，可以使用水源水（基地水）。●在这种情况下，应该用现场水来试验以核实试验结果。j）测定破胶时间室内试验中的难题（Problems）应该通知给资深的高级实验人员（seniorlabpersonnel）和压裂部门。3.试验中问题的处理●液体设计的更改及试验中的问题必须通知实验室的管理者及压裂部门。3.试验中问题的处理●在实验室不能改变或更正不好的实验结果的情况下（Intheeventthat..在…情况下），将直接通报压裂部门。●实验室结果将包括：结果问题的描述问题很可能的来源或解决办法。●对改变施工设计的直接建议（例如改变现场水）不在报告中。3.试验中问题的处理●高流变性数据（例如粘度超过1500mPa•S，没有斜坡non-ramp或没有尖峰值non-spikedata）可能表明压裂液的保险设计over-design并通报给压裂部门。文33-170压裂液试验曲线010020030040050060001020304050time,minViscosity,mPa.S0102030405060708090100110120130温度，℃Eta[mPas]T[℃]保险设计over-design桥69-10压裂液检测曲线01002003004005006007000102030405060time,minViscosity,mPa.S有尖峰值和斜坡的压裂液曲线压裂液的设计试验结果将按标准格式描图，这个报告将会发送到现场或制订试验要求的销售工程师，并包括在施工资料中。报告将包括以下信息：4.压裂液的设计试验结果•封面页例出液体配方；•水分析（包括非标准试验结果如细菌数量，如果有用的话）；•水合溶胀和交联结果；•用高温流变仪测得的流变性报告；•2个复印件将包括在Nordman测试报告中（如果顾问consultant在现场则为3个复印件）；•砂子筛析结果。4.压裂液的设计试验结果