1、 陕西省地方标准滑溜水用减阻剂技术要求编制说明一、任务来源根据陕质监办发201628号文件，为了进一步贯彻落实陕西省深化标准化工作改革实施方案 （陕政发201545号）和陕西省标准化发展战略纲要（20112020年） （陕政发20118号） ，充分发挥标准化在调整产业结构、加快科技创新、统筹城乡发展、加强民生保障、促进社会和谐、深化改革开放中的技术支撑作用，加快建立和完善我省现代农业、重要工业产业、战略性新兴产业、现代服务业四大产业的标准体系，助推“三个陕西”建设宏伟目标早日实现，根据陕西省标准化条例第二章第十三条“单位或者个人可以向省行政主管部门提出制定地方标准的项目建议”规定，延长石油（集
2、团）有限责任公司于2017年1-2月份进行了陕西省地方标准滑溜水用减阻剂技术要求的申报工作，陕西省质量技术监督局组织专家进行研究讨论，于2017年4月份下达文件陕西省质量技术监督局办公室关于下达2017年第一批地方标准制修订项目计划的通知 （陕质监办发2017132号） ，同意延长石油（集团）有限责任公司承担该标准的制定工作。二、工作简要过程本标准制订任务下达后，陕西延长石油（集团）有限责任公司积极组织，成立标准编制领导小组及标准编制组，明确标准编写任务。标准编制组在调研了部分能源企业和相关科研院校的基础上，开始起草标准。各编写人员就标准内容进行了认真讨论，并邀请相关领导和知名专家提供建设性的
3、意见和建议。而后，我们就标准起草中的意见和建议，分析比对，借鉴其他地方标准经验、查阅资料及通过室内实验研究，确定标准工作组讨论稿。本标准具体制订工作从 2017 年 5 月开始，于 2018 年 4 月底完成征求意见稿。具体制定简要过程如下：1、确定标准编制项目参与人员。标准编制组成员为杨洪、段玉秀、张锋三、朱容婷、吴金桥、高志亮、李彦林、何静、方晓君等 9 人，杨洪同志为项目负责人，主要负责标准的技术分析、标准起草、意见汇总和标准修改；其他同志负责室内实验、资料收集、数据分析、校对及标准格式校核。2、确定本标准涉及的室内实验方案、室内实验步骤，完善实验内容，形成工作组讨论稿（2017 年 5
4、 月 2 日2018 年 3 月 21 日）。调研国内相关的国家、行业标准，主要通过引用并连管路压差相等和流量分配原理确定实验方案。收集延长油田、长庆油田常用减阻剂样品，通过室内清水实验测试和数据分析，根据降阻率公式 （P 0：清水摩阻；P ：减阻剂溶液00DR=P/1%（ ）的摩阻）得出减阻剂性能技术要求及性能测试实验方法。完成本标准工作组讨论稿的编制工作。3、编写标准征求意见稿2018 年 4 月 18 日，研究院邀请内部专家对本标准工作组讨论稿进行了评审工作，针对各位专家提出的意见进行了修改，完成了本标准征求意见稿的编制工作。4、编写送审讨论稿2018 年 7 月 2 日8 月 30 日
5、，该标准送往西安石油大学、中国石油勘探开发研究院压裂酸化技术报务中心、中石油西南油气田分公司天然气研究院、中石化河南油田分公司石油工程技术研究院压裂酸化研究所、西南石油大学进行征求意见，共收到 8 份意见，经过编制组对意见讨论、修改完成标准送审讨论稿的编写工作。本标准由陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院负责制订。三、编制原则本标准根据标准化工作导则 GB 1.1-2009 编写规定进行编写，符合以下原则：1、科学合理，技术先进，积极采用国内外先进技术方法、标准；2、目的明确，有利于促进技术进步，提高科研水平，提高现场实施效果；3、经济适用，有利于合理利用资源，提高经济效益；4、安全可靠，可
6、操作性强；5、符合国家的政策，贯彻国家的法律法规。四、标准编制的主要内容与编写说明本标准工作组讨论稿内容共 4 章，第 1 章规定了标准的适用范围；第 2 章为本标准的规范性引用文件；第 3 章为技术要求；第 4 章为性能测试。1、范围本标准规定了减阻剂性能指标及性能评价方法。本标准适用于页岩油气、致密油气水力压裂滑溜水用乳液类减阻剂性能测试和评价。2、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB5749-2006 生活饮用水卫生标准SY/T 5107-2016
7、水基压裂液性能评价方法SY/T 6214-2016 酸液稠化剂评价方法3、技术要求本标准技术指标是在广泛收集延长油田、长庆油田常用减阻剂基础上，通过理论分析、室内实验、现场应用并参考国家能源行业相关标准确定。减阻剂技术指标见表1。表 1 减阻剂技术指标 序号 项目 指标1 外 观 均匀白色或淡黄色乳液2 溶解时间(20), min 23 黏度（20，0.08%） ，mPa.s 54 降阻率（20，0.08%） ，% 504、性能测试4.1 外观目测法：观察减阻剂颜色及是否均匀、是否分层。4.2 溶解时间测试参考了 SY/T 6214-2016 酸液稠化剂评价方法中 4.2.1，并结合减阻剂本身
8、特点制定了减阻剂溶解时间测定方法。溶解时间测定步骤如下:a) 取干燥的烧杯，加入 200mL 的自来水，放在恒温磁力搅拌器上。b) 控制水温 202，调节搅拌器转速至液体形成的漩涡能看到杯底即可。c) 边搅拌边加入现场使用浓度 0.08%的减阻剂，用数显六速粘度计测试溶液不同搅拌时间的黏度值，每隔 60s 测量并记录一次数据，一直测到第 8min。黏度测试方法按GB/T10247-2008 中 2 规定执行。d) 以减阻剂溶液黏度达到第 8min 时黏度的 90%以上作为减阻剂的溶解时间。4.3 黏度测定记录本标准 4.3 中第 8min 时减阻剂的黏度值。4.4 降阻率测试按照管路长度一样，
9、根据并联管路流量分配原理计算得到清水/自来水（水质符合GB5749-2006 生活饮用水卫生标准中 4.1.9 中规定的常规指标要求）的测试流量。主要以内径 121.36mm 套管在 10-15m3/min 的排量下对应不同的测试管路排量，分别测试清水/自来水和减阻剂溶液的摩阻。再根据降阻率公式计算得到的降阻率。00DR=P/1%（ ）计算减阻剂溶液的降阻率，式中：P0：自来水的摩阻；P：减阻剂溶液的摩阻。四、主要实验（或验证）情况分析1、技术指标确定依据（1）外观观察现场经常应用的减阻剂产品均为均一白色或淡黄色乳液。（2）溶解时间确定对现场常用的 11 个减阻剂样品，在水温 20条件下，测试
10、了使用浓度分别为0.1%、 0.08%、 0.05%的减阻剂在自来水和蒸馏水中不同时间点的黏度。通过数据对比发现：所有样品在 2min 中内不管是在蒸馏水还是自来水中都达到了最高黏度的 90%以上。结合现场连续混配工艺要求，确定溶解时间不大于 2min。表 2 不同减阻剂样品在不同浓度、不同水质中黏度测试（单位：mPa.s）溶解时间，min减阻剂代号 浓度，% 水质1 2 3 4 5 6 7 8蒸馏水 1.2 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.41 0.1自来水 1.0 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2蒸馏水 1.7 2.1 4.3 5.2 5.3 5.
11、3 5.3 5.32 0.1自来水 3.1 4.0 4.0 4.1 4.1 4.0 4.0 4.03 0.08 蒸馏水 1.1 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4自来水 1.0 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1蒸馏水 1.0 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.34 0.08自来水 1.0 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1蒸馏水 7.5 8.1 8.4 8.6 8.7 8.7 8.7 8.75 0.08自来水 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 2.8 2.8 2.8蒸馏水 5.3 6.8 7.1 7.1 7.
12、1 7.1 7.1 7.16 0.08自来水 2.2 2.5 2.4 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3蒸馏水 6.1 6.5 6.5 6.4 6.4 6.4 6.4 6.47 0.08自来水 1.2 1.4 1.4 1.5 1.5 1.6 1.7 1.7蒸馏水 7.1 8.2 8.5 8.9 9.0 9.2 9.3 9.87 0.08自来水 2.1 2.3 2.8 3.4 4.2 4.4 4.8 5.6蒸馏水 6.2 8.6 8.8 8.8 8.8 8.8 8.8 8.88 0.08自来水 1.8 2.3 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6蒸馏水 6.8 7.9 8.0 8.
13、2 8.4 8.4 8.4 8.59 0.05自来水 1.8 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1蒸馏水 2.7 3.1 4.9 4.9 4.9 4.9 4.9 4.910 0.05自来水 2.1 2.5 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9蒸馏水 5.6 6.7 7.1 7.6 7.6 7.6 7.6 7.611 0.05自来水 1.8 2.4 2.8 3.1 3.2 3.2 3.2 3.2（3）黏度数据确定由表 2 可以得出，用蒸馏水配制的减阻剂溶液黏度值均小于 10mPa.s，其中小于5mPa.s 的样品占 72.7%；用自来水配制的减阻剂黏度值小于 5mPa
14、.s，考虑现场用水一般低于自来水级别，粘度越小对地层伤害也越小，所以确定减阻剂溶液黏度检测配液用水采用自来水，黏度不大于 5mPa.s。（4）降阻率性能指标确定（半开环测试）1）测试温度的确定取 2#减阻剂样品，配制浓度 0.05%的溶液用内径 10mm 的测试管路进行摩阻测试，测试结果见下表 3。表 3 测试温度降阻率的影响温度， 水的摩阻，kPa/m 温度， 2#减阻剂溶液的摩阻，kPa/m 降阻率，%12.9 11.72 12.3 6.15 47.5 16.3 12.24 15.7 6.53 46.7 20.4 12.16 20.2 6.71 44.8 从表 3 数据看：随着温度的升高水
15、的摩阻变化不大，但是减阻剂的摩阻逐渐增大。在水和减阻剂溶液温度基本一致的情况下，随着温度的升高，摩阻逐渐增大，降阻率逐渐减小。为保持所测数据稳定性、统一性，选择实验测试温度为室温 20。2）测试排量的确定方法并联管路两端压差相等及排量分配符合一定规律，因此，粗细管路中的排量就是“相匹配”的排量。对于非层流区的摩擦系数，通常应用Colebrook公式计算: 。其适用范围甚广，但由于算式两边都含待求的来知数，19.35=.42log)DRe（需试差求解。故采用下式计算： 。其中1212.58eAB， 。该式可适用于全部流动类型和任意160.92.45727ReDAlne370Re管壁相对祖糙度。根
16、据并联管路流量分配公式 ，其中，5iidQCL。根据上面流量分配公式就可以求解出总流量在各管段55512nddCLL中的流量分配。但此时 值为未知，考虑到实际工程中流体输送多在湍流区，故 的初值i i可用下式计算: 。把 带入流量分配计算公式计算出流量，再283.25lnDi ei根据流量计算雷诺数，根据雷诺数计算摩擦系数 ，若 则计算排量分Ci 0.1ii配合适。否则令 重新计算，直至 。iCi0.1ii目前现场压裂施工主要是在139套管内，排量10-15 m 3/min。下表是按照并联管路排量分配公式，经视差计算后得到的清水/自来水排量分配结果。从表中可以看出计算误差最大为0.19%，如果
17、按照现有降阻率计算公式 00DR=P/1%（ ）理论上已完全可以满足降阻率测试的误差要求。表 4 并联管路计算误差分析表排量，kg/h139 套管内径，mm套管排量，m3/min 6mm 10mm 6-10mm 误差，%15 304 1196 1196 014 283 1114 1115 0.0913 262 1032 1034 0.1912 241 951 950 0.1111 220 869 869 0121.3610 200 788 788 0注：6-10mm 排量为室内 6mm 和 10mm 管路并联计算，以 6mm 管路与其它油套管并联计算为基准。在水温 20条件下，分别用内径分别是
18、 6mm 和 10mm 的管路，根据并联管路排量分配计算的排量进行清水实测。测试结果及实测与计算误差分析见表 5 和图 1。从表 5、图1 看出，6mm 管路和 10mm 管路测试摩阻与计算摩阻十分吻合，实测与理论计算的误差较小。表 5 清水摩阻计算与测试比对排量，kg/h 管路摩阻,kpa/m 误差，%套管排量m3/min 6mm 10mm 6mm 10mm 计算 6mm 10mm7 135 565 6.00 5.52 5.85 2.56 5.64 8 157 650 7.76 7.24 7.49 3.60 3.34 9 178 735 9.76 9.08 9.48 2.95 4.22 10
19、 200 788 12.04 11.32 11.57 4.06 2.16 11 220 896 14.16 13.72 13.99 1.22 1.93 图 1 用 1 号管（6mm） 、2 号管（10mm）管路计算摩阻与实测摩阻对比3）降阻率指标的确定实验选取延长油田及长庆油田现场应用的 11 个减阻剂样品。室温下，在长度 2.5m、管径 6mm、排量为 304kg/h 条件下测试了使用浓度 0.05%、0.08%、0.1%样品的摩阻，然后计算出降阻率。实验数据如下：表 6 减阻剂降阻率测试结果样品 使用浓度(%) 降阻率（%） 样品 使用浓度(%) 降阻率（%）1# 0.1 56.01 7#
20、 0.08 52.662# 0.1 64.32 8# 0.08 48.033# 0.08 46.03 9# 0.05 55.684# 0.08 52.90 10# 0.05 54.155# 0.08 54.05 11# 0.05 44.86# 0.08 65.80从表 6 实验数据看，现场用 0.08%的减阻剂样品比较多，其中 3#、8 #、11 #的降阻率略小于 50%，其余均大于 50%，大于 50%的占比 72.7%。由于所有减阻剂均能满足不同井况现场降阻需要，为了筛选出具有更好减阻性能的减阻剂，满足现场施工需要，考虑到自来水水质和仪器本身存在一定的的误差，确定降阻率50%。5）绝对粗糙
21、度的影响另外，由于管壁绝对粗糙度大小对测试结果影响较大，参考值：新油管为 0.0127-0.01524mm，下井一年后为 0.0381mm，下井两年后为 0.0445mm。因此，需要对不同粗糙度的管壁分别计算对应排量，本标准排量分配计算套管绝对粗糙度取 0.015mm。室内不同内径及不同绝对粗糙度测试管路与内径 121.36 的套管在 15m3/min 对应的排量见附表 1。6）室内测试排量异常时的解决每次测试前需进行清水摩阻测试，以确定测试仪器是否正常（对应测试排量下计算的清水摩阻数据参考值为 25.5kPa/m，测试与计算误差要控制在 5.0%以内） 。室内可以对测试管路进行绝对粗糙度进行
22、测定，但需要先测出摩擦系数，再计算绝对粗糙度。也可以调整测试排量至摩阻为 25.5kPa/m，此时的排量就可作为测试排量（也就可以大致确定出绝对粗糙度大小） 。如果此排量与附表中对应的排量进行比对差距较大，超过 5.0%则很可能是管路堵塞严重发生变径，需要清洗或是更换测试管路。2、现场应用情况对页岩气 4 口现场压裂施工用乳液减阻剂取样进行评价，评价结果如表 7 所示。表 7 减阻剂检测项目 指标 检测一 检测二 检测三 检测四外 观 均匀白色或淡黄色乳液 均匀白色 乳液 均匀白色 乳液 均匀白色 乳液 均匀淡黄 色乳液溶解时间（min） 2 2 2 2 2黏度（20） ， mPa.s， 5
23、1.6 3.0 2.5 2.1降阻率（浓度 0.08%） ，% 50 53.2 63.7 52.8 52.5五、知识产权说明任何单位使用本标准所产生的知识产权归该单位。六、产业化情况，推广运用论证和预期达到的经济效果等情况1、本标准编制填补了我省滑溜水用减阻剂技术要求规范的空白，完成后预期达到国内外领先，对推进我省滑溜水用减阻剂技术标准化具有重要促进作用。2、本标准对陕西省提高页岩气和致密油气开发水平具有重要意义。3、本标准具有公正性、合理性和科学性，应用于现场后预计可产生十分巨大的社会效益和经济效益。七、采标情况无八、与现行相关法律法规、规章及现行有效标准的协调性本标准与现行法律、法规和强制
24、性标准没有冲突。九、重大分歧意见的处理经过和依据本标准是经多人多次讨论、协商、统一形成的，目前无重大分歧意见，同时欢迎相关领导、专家提出宝贵意见和建议，以完善标准，促进我省页岩气及致密油气产业的快速发展。十、标准性质的建议说明（推荐性标准还是强制性标准）由于该标准为技术性标准，建议成为推荐性标准。十一、贯彻标准的要求、措施和建议1、加强宣传，做好宣传培训，使全省相关生产企业和科研机构掌握标准的各项技术要求，加强示范推广，使标准的应用真正落到实处。2、对标准执行情况进行跟踪调查，及时发现标准执行中的问题，不断修改完善，提升标准水平，提高标准的科学性、合理性、协调性和可操作性。十二、废止现行相关地
25、方标准的建议无十三、其他应予以说明的事项无附表：内径 121.36mm 套管 15m3/min 排量对应室内不同内径测试管路的排量附表 1 不同粗糙度下不同管径对应排量表绝对粗糙度 =0.015mm管径，mm 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9排量，kg/h 318 333 348 363 379 395 411 428 446 464管径，mm 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9排量，kg/h 482 500 520 539 559 580 601 622 644 666管径，mm 8.0 8.1 8.2
26、 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9排量，kg/h 689 712 736 760 785 810 836 862 889 916管径，mm 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9排量，kg/h 944 972 1001 1030 1060 1091 1122 1153 1185 1218绝对粗糙度 =0.025mm管径，mm 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9排量，kg/h 304 318 332 346 361 377 393 409 425 442管径，mm 7.0 7.1 7.2 7
27、.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9排量，kg/h 460 478 496 515 534 553 573 594 615 636管径，mm 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9排量，kg/h 658 680 703 726 750 774 798 823 849 875管径，mm 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9排量，kg/h 901 928 956 984 1012 1041 1071 1101 1132 1163绝对粗糙度 =0.035mm管径，mm 6.0 6.1 6.2 6.3 6
28、.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9排量，kg/h 293 306 320 334 349 363 379 394 410 427管径，mm 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9排量，kg/h 443 461 478 496 515 534 553 573 593 613管径，mm 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9排量，kg/h 635 656 678 700 723 746 770 794 819 844管径，mm 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9排量
29、，kg/h 870 896 922 949 977 1005 1033 1062 1092 1122绝对粗糙度 =0.045mm管径，mm 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9排量，kg/h 284 297 310 324 338 353 367 382 398 414管径，mm 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9排量，kg/h 430 447 464 482 500 518 537 556 575 595管径，mm 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9排量，kg/h
30、 616 637 658 680 702 725 748 771 795 819管径，mm 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9排量，kg/h 844 870 896 922 949 976 1003 1032 1060 1089绝对粗糙度 =0.055mm管径，mm 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9排量，kg/h 277 289 302 316 329 343 358 373 388 403附表 1 不同粗糙度下不同管径对应排量表（续）管径，mm 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9排量，kg/h 419 436 452 469 487 505 523 542 561 580管径，mm 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9排量，kg/h 600 621 641 663 684 706 729 752 775 799管径，mm 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9排量，kg/h 823 848 873 899 925 951 978 1006 1034 1062
