有机铬交联剂通用技术条件.docx
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有机铬交联剂通用技术条件
有机铬交联剂通用技术条件
QB
胜利石油管理局企业标准
Q/SL1525—2001
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聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂
通用技术条件
2001-11-14发布2001-12-15实施
胜利石油管理局发布
Q/SL1525—2001
前言
本标准的附录A是标准的附录，附录B是提示的附录。
本标准由胜利石油管理局油田化学专业标准化委员会提出并归口。
本标准由胜利油田有限公司采油工艺研究院负责起草。
本标准主要起草人：
张小卫、吕西辉、田玉芹、徐山。
胜利石油管理局企业标准
Q/SL1525-2001
聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件
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1范围
本标准规定了用于聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂（无机Cr3+型交联剂、有机Cr3+型交联剂及复合Cr3+型交联剂，以下简称交联剂）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于聚合物驱、交联聚合物驱所用的交联剂、增粘剂等以Cr3+形式交联的，以增加聚合物溶液粘度为目的的各类产品。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T4472—1984化工产品密度、相对密度测定通则
GB／T9724—1988化学试剂pH值测定通则
Q／SL1476－2000交联聚合物驱用交联剂性能评价方法
3定义
本标准采用下列定义。
3.1交联剂
能使线性聚合物基团互相键合，使聚合物溶液粘度显著提高的一类物质。
3.2交联增粘比
聚合物溶液加入交联剂成胶后，溶液粘度升高，在相同条件下，交联后溶液粘度与聚合物溶液粘度的比值，称为该交联体系的交联增粘比。
3.3最低成胶浓度
用模拟水配制1500mg/L浓度的聚合物溶液，加入交联剂交联后，交联增粘比达到1.5时的交联剂浓度，称为该交联剂的最低成胶浓度。
3.4最佳成胶浓度
用模拟水配制1500mg/L
浓度的聚合物溶液，加入交联剂交联后，随着交联剂浓度的增加，交联增粘比增大并趋于稳定在某一值，交联增粘比达到稳定时的交联剂浓度，称为该交联剂的最佳成胶浓度。
3.5特定交联增粘比
用模拟水配制1500mg/L浓度的聚合物溶液，加入最佳成胶浓度的交联剂交联后，65℃下所形成的交联体系的交联增粘比。
胜利石油管理局2001—11—12批准2001—12—15实施
Q/SL1525—2001
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3.6动态交联时间
在65℃下，向岩芯中缓慢注入聚合物和交联剂的混合溶液，随着注入量的增加，两者在岩芯中产生交联，注入压力有较大增加，注入压力曲线出现拐点的时间称为该体系的动态交联时间。
3.7剪切恢复性
交联聚合物交联后，经机械剪切，溶液粘度有大幅度下降，静止一段时间后，溶液粘度又有所增加，交联聚合物的这种性质称为剪切恢复性。
3.8交联稳定性
在一定条件下，由于氧、细菌、金属离子等各种因素的影响，交联聚合物粘度也和聚合物溶液一样随时间而逐渐降低，交联聚合物粘度在综合因素的影响下的稳定性称为交联稳定性。
4技术要求
交联剂应符合表1要求。
表1交联剂技术指标
序号
项目
指标
1
外观
墨绿色粘性液体，用水稀释后为草绿色透明液体
2
密度（25℃），g/cm3
1.20~1.50
3
pH值
4.0~8.5
4
Cr3+含量，％
≥4.5
5
最低成胶浓度，mg/L
≤400
6
最佳成胶浓度，mg/L
≤800
7
特定交联增粘比
≥3.5
8
动态交联时间，h
≥15
9
剪切恢复性，％
≥50
10
静态吸附粘度保留率，％
≥60
11
交联稳定性（65℃,90d）,％
≥75
5仪器设备及试剂
5.1pH计：
精度0.1。
5.2密度计：
精度0.002g/cm3。
5.3电子天平：
感量0.1mg。
5.4RV20型流变仪（旋转和振荡系统）或同类产品。
5.5恒温干燥箱：
室温~300℃；精度±2℃。
5.6试管及安瓿瓶：
50mL。
5.7酸式滴定管：
25mL；分度值0.1mL。
Q/SL1525—2001
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5.830%的H2O2溶液。
5.920%的NaOH溶液。
5.10固体KI（分析纯，符合GB1272）。
5.110.5%淀粉指示剂。
5.12磷酸（分析纯，符合GB1282）。
5.130.1mol/L的Na2S2O3标准溶液。
5.14聚丙烯酰胺：
Mo-4000样品或矿场用聚合物干粉。
5.15一次蒸馏水、模拟地层水见附录A（标准的附录）、清水（自来水）。
6试验方法
6.1外观
取交联剂2g~3g置于洁净玻璃杯中，目测样品外观，然后用蒸馏水稀释200倍左右，目测样品稀释后外观。
6.2pH值
交联剂pH值的测定按GB／Ｔ9724的规定执行。
6.3密度
交联剂密度的测定按GB／Ｔ4472-1984中2.3.3的规定执行。
6.4Cr3+含量
Cr3+含量的测定按Q/SL1476－2000中的5.6.2的规定执行。
6.5最低成胶浓度、最佳成胶浓度和特定交联增粘比
6.5.1用模拟地层水配制1500mg/L的聚合物溶液。
6.5.2在65℃、7s-1下，用粘度计振荡系统测量该聚合物溶液的粘度。
6.5.3加入100、200、300、400……1000mg/L的交联剂，搅拌均匀，密封于试管中，置于65℃恒温烘箱中72h。
6.5.4在65℃、7s-1下，用粘度计振荡系统测量交联聚合物溶液的粘度。
6.5.5计算不同交联剂浓度下的交联增粘比，并绘制交联增粘比—交联剂浓度曲线。
6.5.6把交联增粘比为1.5时的交联剂浓度定为形成交联聚合物的最低成胶浓度。
6.5.7随着交联剂浓度的增加，交联增粘比相应增大，当交联剂浓度增加到一定值时，交联增粘比变化趋缓，交联增粘比—交联剂浓度曲线出现拐点，此点的交联剂浓度定为交联剂的最佳成胶浓度。
6.5.8最佳成胶浓度下的交联增粘比即为特定交联增粘比。
6.6动态交联时间
6.6.1在Ф25mm×300mm的岩芯管中充填（0.098~0.11）mm的石英砂。
并按附录B（提示的附录）安装好流程，岩芯置于65℃的水浴或恒温箱中。
6.6.2用模拟地层水配制1500mg/L的聚合物溶液。
在65℃、7s-1下，用粘度计振
Q/SL1525—2001
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荡系统测量该聚合物溶液的粘度。
6.6.3用模拟地层水饱和岩芯。
6.6.4在200mL聚合物溶液中加入最佳使用浓度的交联剂，搅拌均匀，装入中间容器中。
恒速泵用50mL/h的排量将交联聚合物溶液注入到岩芯中，观察注入压力变化。
用两个中间容器交替注入交联聚合物溶液。
当一个中间容器剩余液量20mL时，再配制下一中间容器的交联聚合物溶液，以避免溶液预交联，影响试验结果。
6.6.5开始注入到注入压力明显升高时的时间即为动态交联时间。
6.7剪切恢复性
6.7.1用模拟地层水配制1500mg/L的聚合物溶液，加入最佳使用浓度的交联剂，搅拌均匀，置于65℃恒温烘箱中72h。
6.7.2在65℃、7s-1下，用粘度计振荡系统测量交联聚合物溶液成胶72h的粘度。
6.7.3用混调器剪切交联聚合物溶液，控制混调器电源电压及剪切时间，使其粘度保留率在20％~30%之间，然后再置于65℃恒温烘箱中72h。
6.7.4测定体系恢复后的粘度，并计算其剪切恢复性。
剪切恢复性按式
（1）计算。
F＝りb/りa×100………………………………………
（1）
式中：
F――剪切恢复性，％；
りa――交联聚合物溶液粘度，mPa·s；
りb――交联聚合物剪切恢复后溶液粘度，mPa·s；
6.8静态吸附粘度保留率
6.8.1用模拟地层水配制1500mg/L的聚合物溶液，加入最佳使用浓度的交联剂。
6.8.2按固液比为1:
5（质量）加入到石英砂中，搅拌均匀，装入试管中，密封，置于65℃恒温烘箱中72h。
同时在同等条件下进行不加砂试验。
6.8.3取试管上清液，在65℃、7s-1下，用粘度计振荡系统测量石英砂吸附后交联聚合物溶液的粘度。
平行试验结果相差不大于5％。
取其平均值为吸附后交联粘度。
6.8.4计算静态吸附粘度保留率。
静态吸附粘度保留率按式
（2）计算：
A＝りc/りd×100…………………………………………
（2）
式中：
A--------粘度保留率，%；
りc-------吸附后交联聚合物的粘度，mPa·s；
りd-------不加砂时交联聚合物的粘度，mPa·s。
6.9交联稳定性
6.9.1用模拟地层水配制1500mg/L的聚合物溶液，加入最佳使用浓度的交联剂，搅拌均匀，分装于几支安瓿瓶中，用真空泵抽真空1h，然后密封，置于65℃的恒温烘箱中。
6.9.272h，三个月后测量交联聚合物粘度，平行试验结果相差不大于5％，取平均值计算粘度保留率。
粘度保留率按式（3）计算：
B＝り1/り0×100…………………………………………（3）
式中：
B--------粘度保留率，%；
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———————————————————————————————————————り1-------一定时间后交联聚合物的粘度，mPa·s；
り0-------72h时所测交联聚合物的粘度，mPa·s。
7检验规则
7.1产品由生产厂家的质量检验部门或委托具有资质的质量检验部门按本标准进行检验,合格后出具检验合格证。
7.2交联稳定性试验只作为现场筛选评价应用指标，不作为入库检验时判定产品是否合格的依据。
7.3按总桶数的5%抽取样本，样本最低不少于10桶，每桶取样量不少于50g。
7.4样本混合均匀，平均分装于洁净、干燥的2个样品瓶中，瓶上应贴有标签，注明生产厂家、产品名称、批号及取样日期，一瓶做检验用，另一瓶封存备查。
7.5若检验结果中有一项指标不符合本标准要求，应自两倍量的包装中取样复检，若仍有指标不符合本标准要求，则整批产品判为不合格品。
8标志、包装、运输和贮存
8.1标志
在塑料桶侧面张贴或喷涂标志。
内容包括：
a）产品名称；
b）执行标准编号；
c）净质量；
d）生产日期；
e）保质期；
f）生产厂名、厂址、联系电话。
8.2包装
产品用白色塑料桶盛装，每桶25kg±0.5kg。
塑料桶要结实耐用，密封性好。
8.3运输
运输过程中应轻提轻放，防止碰撞。
8.4贮存
产品应存放于阴凉、通风的地方，切勿重压。
保质期两年，逾期经检验合格后仍可使用。
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附录A
（标准的附录）
模拟地层水的离子组成及制备
地层水矿化度多变且对聚合物溶液粘度影响很大。
在进行聚合物驱筛选评价时，为了各室内实验结果具有可比性和重复性，胜利油田选取规定了具有代表性的模拟地层水做为统一的标准：
总矿化度：
5727mg/L，其中Ca2++Mg2+为108mg/L，详见表A1。
试验室用蒸馏水配制模拟地层水所加化学剂用量见表A2。
表A1：
模拟地层水离子分析结果
离子
Na+
Ca2+
Mg2+
Cl-
HCO3-
SO42-
总计
浓度mg/L
2059
80
28
3070
400
90
5727
表A2：
模拟地层水的制备
化学剂
CaCl2·2H2O
MgCl2·6H2O
NaHCO3
Na2SO4
NaCl
浓度
mg/L
294
237
551
133
4688
Q/SL1525—2001
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附录B
（提示的附录）
岩芯剪切试验流程图
压力表
量筒
注：
岩芯尺寸为Ф25mm×300mm，充填（0.098~0.11）mm的石英砂。
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聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂
通用技术条件
编制说明
胜利油田有限公司采油工艺研究院
二OO一年七月
《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》
编制说明
1.任务来源
在目前的水驱条件下，原油采收率一般仅为35％~45％。
以聚合物驱为主的化学驱油技术可大幅度提高原油采收率，在大庆、胜利等油田实施的聚合物驱项目已取得了明显的增油降水效果。
同时由于地层的非均质性、油水的流度差异，以及聚合物本身的局限性，聚合物驱项目均不同程度地表现出聚合物过早窜流，扫油面积偏低，聚合物无效产出等问题，严重地影响了聚合物驱效果。
交联聚合物驱油技术可较好地解决这一问题。
胜利油田自八十年代末，率先开展了交联聚合物调驱技术研究，它是在聚合物溶液中加入少量的缓交联型交联剂，使聚合物溶液在地层温度作用下产生缓慢交联而形成的弱凝胶体系，它不仅可大幅度提高聚合物溶液的粘度，降低注入液与地下原油的流度比，也可有效地改善油藏非均质性，提高阻力系数及残余阻力系数，使后续注入液进入弱水洗或未水洗油层，起到调剖及驱油的综合作用，大幅度提高了原油采收率。
自九O年以来，交联聚合物驱油技术在孤东、孤岛、胜坨等油田进行了矿场试验，并配合聚合物驱进行了添加交联剂试验，均取得了明显的增油降水效果，经济效益和社会效益十分显著。
随着交联聚合物技术的不断发展与应用，更多的交联剂产品进入了油田市场，有的产品有标准，有的产品没有标准，产品性能指标也参差不齐，甚至一些产品照搬其它厂家的标准而产品却截然不同，市场秩序比较混乱。
为了规范油田交联剂市场，更是为了在油田大面积推广应用交联聚合物技术，达到提高原油采收率、稳定油田产量的目的，依据胜油局发[1999]10号关于下达1999年标准制修订项目和复审项目计划的通知，我们依据胜利油田交联聚合物矿场实施的经验，并对油田各种交联剂的性能评价结果及实验效果，制定了该《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》企业标准。
《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》企业标准的制定，对进入油田的交联剂产品保证了质量，对交联剂产品评价工作的顺利进行提供了依据，规范了油田交联剂市场，为交联聚合物技术在胜利油田的大面积推广应用提供了质量保证。
2.制定企业标准的简要工作过程
为制定该《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》企业标准，我们首先对国内外关于交联聚合物技术研究及应用情况进行了调研，聚合物凝胶堵水调剖、交联聚合物深部调剖、交联聚合物驱油技术、深部流体转向技术、胶态分散体系凝胶（CDG），这些交联聚合物技术都是在聚合物溶液中加入不同的交联剂，使其溶液粘度增加或强度增大。
虽然所用聚合物浓度有大有小、交联剂及其浓度不同，但其作用是一样的，评价方法也大体相同，对交联剂的评价方法也大同小异。
我们收集了油田市场上所用的聚合物驱及交联聚合物驱用交联剂，这些产品大部分为Cr3+型交联剂，产品性能也大体相似，通过对这些样品进行性能评价，并参照《交联聚合物用交联剂性能评价方法》企业标准，以及生产厂家及使用单位的产品性能标准及要求，在此基础上本着利于控制产品质量及试验效果最优化的目的以及简便实用、易于操作的原则确定了《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》标准的基本内容。
在确定了这些基本内容后，我们征求了生产厂家及使用单位的意见，并征求了专家意见，对某些内容进行了修改、补充，最后确定了该标准的主要内容。
并于6月初完成了送审稿。
7月26日通过了管理局化学专标委评审会的审查。
3.确定标准基本内容的依据
我们对油田交联聚合物用交联剂进行了收集、评价，并参照了《交联聚合物用交联剂性能评价方法》企业标准，在此基础上确定了《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》主要性能指标要求。
交联剂的评价分理化指标和使用性能指标两部分，理化指标包括外观、密度、pH值、Cr3+含量等，使用性能指标包括最低成胶浓度、最佳成胶浓度、特定交联增粘比、动态交联时间、剪切恢复性、静态吸附粘度保留率以及交联稳定性。
对这些指标的评价基本上能对交联剂基本性能有一个比较全面的描述，同时这些交联剂性能指标内容能够满足油田交联聚合物技术的要求。
对于理化指标各交联剂产品基本相同，根据理化指标可以得出交联剂的一般特性及含量。
聚合物中加入交联剂后，粘度变大，特定交联增粘比的测定确定了该交联剂的交联增粘的性能优劣，最低成胶浓度及最佳成胶浓度的测定决定了该交联剂的成本高低，动态交联时间的长短是决定该体系能否大剂量注入、能否进入地层深部改善油藏非均质并达到驱油的目的的一种有效测量手段，剪切恢复性是测量该体系经泵、管线及地层剪切后粘度变化情况，而交联稳定性则是关系到交联聚合物驱油体系进入地层后能否起到增油降水效果及效果长短的重要性能指标。
《交联聚合物用交联剂性能评价方法》企业标准所测试的性能较全面，但评价时间较长，且操作较麻烦，而《聚合物驱、交联聚合物驱用Cr3+型交联剂通用技术条件》的评价内容指标基本满足了矿场交联聚合物驱的要求，保证了产品质量。
我们对油田市场上的交联剂产品进行了性能评价及矿场效果收集，本着保证产品质量及试验效果的目的，保护试验效果好的交联剂产品，抵制伪劣产品进入油田市场，我们确定了该标准的指标内容。
我们对收集的几个交联剂进行了评价（评价结果见表1），从所评价的内容来看，本标准规定的产品性能指标基本上能满足矿场交联聚合物用交联剂的要求，能较全面地反映交联剂的质量。
表1
序号
性能
1#交联剂
2#交联剂
3#交联剂
1
外观
墨绿色
墨绿色
墨绿色
2
密度，g/cm3
1.288
1.304
1.205
3
pH值
7.54
4.53
2.15
4
Cr3+含量，%
5.4
5.5
4.1
5
最低成胶浓度，mg/L
250
200
400
6
最佳成胶浓度，mg/L
600
500
1000
7
特定交联增粘比
5.1
4.9
4.2
8
动态交联时间，h
26
20
12
9
剪切恢复性，％
64
62
33
10
静态吸附粘度保留率，％
72
68
62
11
交联稳定性
（65℃,90d）,％
84
82
54
从矿场应用情况看，1＃、2＃产品在矿场应用效果较好，增油降水效果明显，而3＃产品评价结果及矿场试验效果均不很理想。
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