有機(jī)鉻交聯(lián)劑通用技術(shù)條件

./QB勝利石油管理局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件2001-11-14發(fā)布勝利石油管理局發(fā)布

Q/SL1525—2001前言本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄,附錄B是提示的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由勝利石油管理局油田化學(xué)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由勝利油田采油工藝研究院負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：小衛(wèi)、呂西輝、田玉芹、徐山。勝利石油管理局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SL1525-2001聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件———————————————————————————————————————圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑〔無機(jī)Cr3+型交聯(lián)劑、有機(jī)Cr3+型交聯(lián)劑及復(fù)合Cr3+型交聯(lián)劑,以下簡稱交聯(lián)劑的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸和貯存。本標(biāo)準(zhǔn)適用于聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)所用的交聯(lián)劑、增粘劑等以Cr3+形式交聯(lián)的,以增加聚合物溶液粘度為目的的各類產(chǎn)品。引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文,通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時,所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂,使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GB／T4472—1984化工產(chǎn)品密度、相對密度測定通則GB／T9724—1988化學(xué)試劑pH值測定通則Q／SL1476－2000交聯(lián)聚合物驅(qū)用交聯(lián)劑性能評價方法定義本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。3.1交聯(lián)劑能使線性聚合物基團(tuán)互相鍵合,使聚合物溶液粘度顯著提高的一類物質(zhì)。3.2交聯(lián)增粘比聚合物溶液加入交聯(lián)劑成膠后,溶液粘度升高,在相同條件下,交聯(lián)后溶液粘度與聚合物溶液粘度的比值,稱為該交聯(lián)體系的交聯(lián)增粘比。3.3最低成膠濃度用模擬水配制1500mg/L濃度的聚合物溶液,加入交聯(lián)劑交聯(lián)后,交聯(lián)增粘比達(dá)到1.5時的交聯(lián)劑濃度,稱為該交聯(lián)劑的最低成膠濃度。3.4最佳成膠濃度用模擬水配制1500mg/L濃度的聚合物溶液,加入交聯(lián)劑交聯(lián)后,隨著交聯(lián)劑濃度的增加,交聯(lián)增粘比增大并趨于穩(wěn)定在某一值,交聯(lián)增粘比達(dá)到穩(wěn)定時的交聯(lián)劑濃度,稱為該交聯(lián)劑的最佳成膠濃度。特定交聯(lián)增粘比用模擬水配制1500mg/L濃度的聚合物溶液,加入最佳成膠濃度的交聯(lián)劑交聯(lián)后,65℃勝利石油管理局2001—11—12批準(zhǔn)2001—12—15實施Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————動態(tài)交聯(lián)時間在65℃剪切恢復(fù)性交聯(lián)聚合物交聯(lián)后,經(jīng)機(jī)械剪切,溶液粘度有大幅度下降,靜止一段時間后,溶液粘度又有所增加,交聯(lián)聚合物的這種性質(zhì)稱為剪切恢復(fù)性。3.8交聯(lián)穩(wěn)定性在一定條件下,由于氧、細(xì)菌、金屬離子等各種因素的影響,交聯(lián)聚合物粘度也和聚合物溶液一樣隨時間而逐漸降低,交聯(lián)聚合物粘度在綜合因素的影響下的穩(wěn)定性稱為交聯(lián)穩(wěn)定性。技術(shù)要求交聯(lián)劑應(yīng)符合表1要求。表1交聯(lián)劑技術(shù)指標(biāo)序號項目指標(biāo)1外觀墨綠色粘性液體,用水稀釋后為草綠色透明液體2密度〔25℃,g/cm1.20~1.503pH值4.0~8.54Cr3+含量,％≥4.55最低成膠濃度,mg/L≤4006最佳成膠濃度,mg/L≤8007特定交聯(lián)增粘比≥3.58動態(tài)交聯(lián)時間,h≥159剪切恢復(fù)性,％≥5010靜態(tài)吸附粘度保留率,％≥6011交聯(lián)穩(wěn)定性<65℃,90d>,≥75儀器設(shè)備及試劑5.1pH計：精度0.1。5.2密度計：精度0.002g/cm35.3電子天平：感量0.1mg。5.4RV20型流變儀〔旋轉(zhuǎn)和振蕩系統(tǒng)或同類產(chǎn)品。恒溫干燥箱：室溫~300℃；精度±2試管及安瓿瓶：50mL。酸式滴定管：25mL；分度值0.1mL。Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————30%的H2O2溶液。20%的NaOH溶液。固體KI〔分析純,符合GB1272。0.5%淀粉指示劑。磷酸〔分析純,符合GB1282。0.1mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液。聚丙烯酰胺：Mo-4000樣品或礦場用聚合物干粉。一次蒸餾水、模擬地層水見附錄A<標(biāo)準(zhǔn)的附錄>、清水〔自來水。試驗方法6.1外觀取交聯(lián)劑2g~3gpH值交聯(lián)劑pH值的測定按GB／Ｔ9724的規(guī)定執(zhí)行。6.3密度交聯(lián)劑密度的測定按GB／Ｔ4472-1984中的規(guī)定執(zhí)行。6.4Cr3+含量Cr3+含量的測定按Q/SL1476－2000中的的規(guī)定執(zhí)行。6.5最低成膠濃度、最佳成膠濃度和特定交聯(lián)增粘比用模擬地層水配制1500mg/L的聚合物溶液。在65℃、7s-1下,用粘度計振蕩系統(tǒng)測量該聚合物溶液的粘度。加入100、200、300、400……1000mg/L的交聯(lián)劑,攪拌均勻,密封于試管中,置于65℃恒溫烘箱中72h。6.5.4在65℃6.5.5計算不同交聯(lián)劑濃度下的交聯(lián)增粘比,并6.5.6把交聯(lián)增粘比為6.5.7隨著交聯(lián)劑濃度的增加,交聯(lián)增粘比相應(yīng)增大,當(dāng)交聯(lián)劑濃度增加到一定值時,交聯(lián)增粘比變化趨緩,交聯(lián)增粘比最佳成膠濃度下的交聯(lián)增粘比即為特定交聯(lián)增粘比。6.6動態(tài)交聯(lián)時間6.6.1在Ф25mm×300mm的巖芯管中充填〔0.098~0.11mm用模擬地層水配制1500mg/L的聚合物溶液。在65℃、7s-1下,用粘度計振Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————蕩系統(tǒng)測量該聚合物溶液的粘度。6.6.36.6.4在200mL聚合物溶液中加入最佳使用濃度的交聯(lián)劑,攪拌均勻,裝入中間容器中。恒速泵用50mL/h的排量將交聯(lián)聚合物溶液注入到巖芯中,觀察注入壓力變化。用兩個中間容器交替注入交聯(lián)聚合物溶液。當(dāng)一個中間容器剩余液量20mL開始注入到注入壓力明顯升高時的時間即為動態(tài)交聯(lián)時間。6.7剪切恢復(fù)性用模擬地層水配制1500mg/L的聚合物溶液,加入最佳使用濃度的交聯(lián)劑,攪拌均勻,置于65℃恒溫烘箱中72h。在65℃、7s-1下,用粘度計振蕩系統(tǒng)測量交聯(lián)聚合物溶液成膠72h的粘度。6.7.3用混調(diào)器剪切交聯(lián)聚合物溶液,控制混調(diào)器電源電壓及剪切時間,使其粘度保留率在20％~30%之間,然后再置于65℃恒溫烘箱中72測定體系恢復(fù)后的粘度,并計算其剪切恢復(fù)性。剪切恢復(fù)性按式<1>計算。F＝りb/りa×100………<1>式中：F――剪切恢復(fù)性,％；りa――交聯(lián)聚合物溶液粘度,mPa·s；りb――交聯(lián)聚合物剪切恢復(fù)后溶液粘度,mPa·s；6.8靜態(tài)吸附粘度保留率用模擬地層水配制1500mg/L的聚合物溶液,加入最佳使用濃度的交聯(lián)劑。按固液比為1:5〔質(zhì)量加入到石英砂中,攪拌均勻,裝入試管中,密封,置于65℃恒溫烘箱中72h。同時在同等條件下進(jìn)行不加砂試驗。取試管上清液,在65℃、7s-1下,用粘度計振蕩系統(tǒng)測量石英砂吸附后交聯(lián)聚合物溶液的粘度。平行試驗結(jié)果相差不大于5％。取其平均值為吸附后交聯(lián)粘度。計算靜態(tài)吸附粘度保留率。靜態(tài)吸附粘度保留率按式<2>計算：A＝りc/りd×100…………<2>式中：A粘度保留率,%；りc吸附后交聯(lián)聚合物的粘度,mPa·s；りd不加砂時交聯(lián)聚合物的粘度,mPa·s。6.9交聯(lián)穩(wěn)定性6.9.1用模擬地層水配制1500mg/L的聚合物溶液,加入最佳使用濃度的交聯(lián)劑,攪拌均勻,分裝于幾支安瓿瓶中,用真空泵抽真空1h,然后密封,置于65℃72h,三個月后測量交聯(lián)聚合物粘度,平行試驗結(jié)果相差不大于5％,取平均值計算粘度保留率。粘度保留率按式<3>計算：B＝り1/り0×100…………<3>式中：B粘度保留率,%；Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————り1一定時間后交聯(lián)聚合物的粘度,mPa·s；り072h時所測交聯(lián)聚合物的粘度,mPa·s。7檢驗規(guī)則7.1產(chǎn)品由生產(chǎn)廠家的質(zhì)量檢驗部門或委托具有資質(zhì)的質(zhì)量檢驗部門按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗,合格后出具檢驗合格證。7.2交聯(lián)穩(wěn)定性試驗只作為現(xiàn)場篩選評價應(yīng)用指標(biāo),不作為入庫檢驗時判定產(chǎn)品是否合格的依據(jù)。7.3按總桶數(shù)的5%抽取樣本,樣本最低不少于10桶,每桶取樣量不少于50g7.4樣本混合均勻,平均分裝于潔凈、干燥的2個樣品瓶中,瓶上應(yīng)貼有標(biāo)簽,注明生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品名稱、批號及取樣日期,一瓶做檢驗用,另一瓶封存?zhèn)洳椤?.5若檢驗結(jié)果中有一項指標(biāo)不符合本標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)自兩倍量的包裝中取樣復(fù)檢,若仍有指標(biāo)不符合本標(biāo)準(zhǔn)要求,則整批產(chǎn)品判為不合格品。8標(biāo)志、包裝、運輸和貯存8.1標(biāo)志在塑料桶側(cè)面貼或噴涂標(biāo)志。容包括：產(chǎn)品名稱；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號；凈質(zhì)量；生產(chǎn)日期；保質(zhì)期；生產(chǎn)廠名、廠址、聯(lián)系。8.2包裝產(chǎn)品用白色塑料桶盛裝,每桶25kg±0.5kg8.3運輸運輸過程中應(yīng)輕提輕放,防止碰撞。8.4貯存產(chǎn)品應(yīng)存放于陰涼、通風(fēng)的地方,切勿重壓。保質(zhì)期兩年,逾期經(jīng)檢驗合格后仍可使用。Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————附錄A〔標(biāo)準(zhǔn)的附錄模擬地層水的離子組成及制備地層水礦化度多變且對聚合物溶液粘度影響很大。在進(jìn)行聚合物驅(qū)篩選評價時,為了各室實驗結(jié)果具有可比性和重復(fù)性,勝利油田選取規(guī)定了具有代表性的模擬地層水做為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)：總礦化度：5727mg/L,其中Ca2++Mg2+為108mg/L,詳見表A1。試驗室用蒸餾水配制模擬地層水所加化學(xué)劑用量見表A2。表A1：模擬地層水離子分析結(jié)果離子Na+Ca2+Mg2+Cl-HCO3-SO42-總計濃度mg/L205980283070400905727表A2：模擬地層水的制備化學(xué)劑CaCl2·2H2OMgCl2·6H2ONaHCO3Na2SO4NaCl濃度mg/L2942375511334688Q/SL1525—2001———————————————————————————————————————附錄B〔提示的附錄巖芯剪切試驗流程圖巖心巖心恒速泵鹽水交聯(lián)聚合物溶液交聯(lián)聚合物溶液壓力表量筒注：巖芯尺寸為Ф25mm×300mm,充填〔0.098~0.11——————————————聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件編制說明勝利油田采油工藝研究院二OO一年七月《聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》編制說明任務(wù)來源在目前的水驅(qū)條件下,原油采收率一般僅為35％~45％。以聚合物驅(qū)為主的化學(xué)驅(qū)油技術(shù)可大幅度提高原油采收率,在、勝利等油田實施的聚合物驅(qū)項目已取得了明顯的增油降水效果。同時由于地層的非均質(zhì)性、油水的流度差異,以及聚合物本身的局限性,聚合物驅(qū)項目均不同程度地表現(xiàn)出聚合物過早竄流,掃油面積偏低,聚合物無效產(chǎn)出等問題,嚴(yán)重地影響了聚合物驅(qū)效果。交聯(lián)聚合物驅(qū)油技術(shù)可較好地解決這一問題。勝利油田自八十年代末,率先開展了交聯(lián)聚合物調(diào)驅(qū)技術(shù)研究,它是在聚合物溶液中加入少量的緩交聯(lián)型交聯(lián)劑,使聚合物溶液在地層溫度作用下產(chǎn)生緩慢交聯(lián)而形成的弱凝膠體系,它不僅可大幅度提高聚合物溶液的粘度,降低注入液與地下原油的流度比,也可有效地改善油藏非均質(zhì)性,提高阻力系數(shù)及殘余阻力系數(shù),使后續(xù)注入液進(jìn)入弱水洗或未水洗油層,起到調(diào)剖及驅(qū)油的綜合作用,大幅度提高了原油采收率。自九O年以來,交聯(lián)聚合物驅(qū)油技術(shù)在孤東、孤島、勝坨等油田進(jìn)行了礦場試驗,并配合聚合物驅(qū)進(jìn)行了添加交聯(lián)劑試驗,均取得了明顯的增油降水效果,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著。隨著交聯(lián)聚合物技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用,更多的交聯(lián)劑產(chǎn)品進(jìn)入了油田市場,有的產(chǎn)品有標(biāo)準(zhǔn),有的產(chǎn)品沒有標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品性能指標(biāo)也參差不齊,甚至一些產(chǎn)品照搬其它廠家的標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)品卻截然不同,市場秩序比較混亂。為了規(guī)油田交聯(lián)劑市場,更是為了在油田大面積推廣應(yīng)用交聯(lián)聚合物技術(shù),達(dá)到提高原油采收率、穩(wěn)定油田產(chǎn)量的目的,依據(jù)勝油局發(fā)[1999]10號關(guān)于下達(dá)1999年標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目和復(fù)審項目計劃的通知,我們依據(jù)勝利油田交聯(lián)聚合物礦場實施的經(jīng)驗,并對油田各種交聯(lián)劑的性能評價結(jié)果及實驗效果,制定了該《聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！毒酆衔矧?qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,對進(jìn)入油田的交聯(lián)劑產(chǎn)品保證了質(zhì)量,對交聯(lián)劑產(chǎn)品評價工作的順利進(jìn)行提供了依據(jù),規(guī)了油田交聯(lián)劑市場,為交聯(lián)聚合物技術(shù)在勝利油田的大面積推廣應(yīng)用提供了質(zhì)量保證。制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的簡要工作過程為制定該《聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),我們首先對國外關(guān)于交聯(lián)聚合物技術(shù)研究及應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)研,聚合物凝膠堵水調(diào)剖、交聯(lián)聚合物深部調(diào)剖、交聯(lián)聚合物驅(qū)油技術(shù)、深部流體轉(zhuǎn)向技術(shù)、膠態(tài)分散體系凝膠〔CDG,這些交聯(lián)聚合物技術(shù)都是在聚合物溶液中加入不同的交聯(lián)劑,使其溶液粘度增加或強(qiáng)度增大。雖然所用聚合物濃度有大有小、交聯(lián)劑及其濃度不同,但其作用是一樣的,評價方法也大體相同,對交聯(lián)劑的評價方法也小異。我們收集了油田市場上所用的聚合物驅(qū)及交聯(lián)聚合物驅(qū)用交聯(lián)劑,這些產(chǎn)品大部分為Cr3+型交聯(lián)劑,產(chǎn)品性能也大體相似,通過對這些樣品進(jìn)行性能評價,并參照《交聯(lián)聚合物用交聯(lián)劑性能評價方法》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以及生產(chǎn)廠家及使用單位的產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)及要求,在此基礎(chǔ)上本著利于控制產(chǎn)品質(zhì)量及試驗效果最優(yōu)化的目的以及簡便實用、易于操作的原則確定了《聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的基本容。在確定了這些基本容后,我們征求了生產(chǎn)廠家及使用單位的意見,并征求了專家意見,對某些容進(jìn)行了修改、補充,最后確定了該標(biāo)準(zhǔn)的主要容。并于6月初完成了送審稿。7月26日確定標(biāo)準(zhǔn)基本容的依據(jù)我們對油田交聯(lián)聚合物用交聯(lián)劑進(jìn)行了收集、評價,并參照了《交聯(lián)聚合物用交聯(lián)劑性能評價方法》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上確定了《聚合物驅(qū)、交聯(lián)聚合物驅(qū)用Cr3+型交聯(lián)劑通用技術(shù)條件》主要性能指標(biāo)要求。交聯(lián)劑的評價分理化指標(biāo)和使用性能指標(biāo)兩部分,理化指標(biāo)包括外觀、密度、pH值、Cr3+含量等,使用性能指標(biāo)包括最低成膠濃度、最佳成膠濃度、特定交聯(lián)增粘比、動態(tài)交聯(lián)時間、剪切恢復(fù)性、靜態(tài)吸附粘度保留率以及交聯(lián)穩(wěn)定性。對這些指標(biāo)的評價基本上能對交聯(lián)劑基本性能有一個比較全面的描述,同時這些交聯(lián)劑性能指標(biāo)容能夠滿足油田交聯(lián)聚合物技術(shù)的要求。對于理化指標(biāo)各交聯(lián)劑產(chǎn)品基本相同,根據(jù)理化指標(biāo)可以得出交聯(lián)劑的一般特性及含量。聚合物中加入交聯(lián)劑后,粘度變大,特定交聯(lián)增粘比的測定確定了該交聯(lián)劑的交聯(lián)增粘的性能優(yōu)劣,最低成膠濃度及最佳成膠濃度的測定決定了