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完善羥丙基瓜爾膠表觀黏度質量檢測實驗研究

發布日期:2015-03-24 19:42:47
羥丙基瓜爾膠表觀黏度水力壓裂行業標準
羥丙基瓜爾膠表觀黏度水力壓裂行業標準,羥丙基瓜爾膠是瓜爾膠的一種非離子型改性產 物,是一種性能優良的水基壓裂液稠化劑,適合于不 同改造規模、不同井深和井溫的低滲透油氣層壓裂 作業。羥丙基瓜爾膠是延長油田目前應用比較廣泛 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。羥丙基瓜爾膠質量檢測 主要按照行業標準SYAT 5764-2007《壓裂用植物膠 通用技術要求》進行,該標準在羥丙基瓜爾膠表觀黏 度檢測方面,對檢測數據的準確性有一定的影響。 在行業標準基礎上,設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 的檢測質量及準確性,最終達到優化改進羥丙基瓜 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 顯恒溫水浴鍋、HR2004型攪拌器、ZNN-D6型六速 旋轉黏度計、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,工業品)。
1.2實驗步驟 1.2.1含水率測試
經105T預熱、校正水分測試儀,稱取待測樣品 膠粉5.00g,平鋪在稱盤內,1〇5^1加熱0.5h,開啟儀 器讀數開關,觀察投影屏,l〇min內讀數變動幅度小 于0.2%時,儀器讀數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 內加入膠粉,利用低速檔攪拌,進行步驟(2)。用六速 旋轉黏度計測定上述溶液,轉速為l〇〇r/min,2min 后讀取黏度計指針讀數,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),轉子不擦 拭,直接測試表觀黏度。
2結果與討論
根據含水率測定方法,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 量,測定計算結果如表1所7JK。
表1膠粉含水率及表觀黏度檢測時的膠粉質量
樣品號含水率/%膠粉質量/g
18.493.28
28.253.27
39.713.32
48.553.28
由表1數據可知,含水率檢測結果符合標準要 求,根據表觀黏度檢測時膠粉質量計算公式,計算膠 粉質量。
2.1讀數時間的確定
選取樣品1,根據試驗一要求進行實驗,讀取不
同時刻0(及時讀數)、0.5、1、1.5、2、2.51^11下的黏度 計指針讀數,計算表觀黏度,確定表觀黏度檢測時的 讀數時間,如表2所示。
由表2可以看出,黏度計轉子旋轉時間不少于 2 min指針讀數才能逐漸穩定,此時讀數較為準確。 黏度計轉子在剪切轉動過程中,短時間內剪切應力 不穩定,導致黏度計指針讀數不穩定,若此時讀數, 不能準確反映樣品的檢測值。
表2確定讀數時間試驗數據表
讀數時間 /min 00.511.522.5
指針讀數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,根據試驗2要求進行實驗,讀 取黏度計指針讀數,計算相應的表觀黏度(保留整 數,下同),如表3所示。
表3攪拌速度對比試驗數據表
樣品指針讀數表觀黏度/(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,根據試驗3要求進行實驗,讀 取黏度計指針讀數,計算相應的表觀黏度,如表4所
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表4泡沫對檢測彩響試驗數據表
樣品指針讀數表觀黏度/(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 
石油工業技術籃督_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)。
由試驗數據看出,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,減少泡沫對質量檢測產生的影響。部分氣泡 分布在溶液中,甚至粘附黏度計轉子上,氣泡在轉子 旋轉作用下,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轉子擦拭對檢測的影響
選取樣品2、3、4,根據試驗4要求進行實驗,讀 取黏度計指針讀數,計算相應的表觀黏度,如表5所
平行樣之間檢測,轉子擦拭與不擦拭對測試值 影響不明顯;不同樣品間測試,轉子擦拭與不擦拭對 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),則轉子不擦拭時測試值(122mPa_s)大于轉 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),則轉子不擦拭測試值(124 11^^8)小于擦拭測試值(12711^*8)。
3結論與建議
(1)羥丙基瓜爾膠表觀黏度測試時,黏度計轉子 旋轉不少于2min,讀數比較穩定可靠。
(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,應合理選取溶液攪拌速度,確 保表觀黏度檢測值更加準確。
(3)泡沫、黏度計轉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 指標時,溶液上層泡沫應盡量少,并且每次樣品檢測 前,應將黏度計轉子擦拭干凈,再對樣品進行檢測。
 
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