提高压裂支撑剂浊度实验数据准确性的方法探讨

张贵玲

中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院（山东 东营 257000）

压裂是油田增产的一项重要措施，其最终目标是在地层中形成一条高导流能力的人工支撑裂缝[1]，使低渗透储层获得较高的产能，而支撑人工裂缝的物质是压裂支撑剂。浊度检测是压裂支撑剂一项重要的检测指标，也是判定支撑剂是否合格的关键指标。目前按照标准SY/T 5108—2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》[2]进行检测，如果压裂支撑剂浊度大于标准值，说明支撑剂中所含的粉尘、杂质含量较高[3]，则会伤害储层，降低储层渗透率和裂缝的导流能力，尤其对于低渗透和致密气层伤害更加严重。

浊度检测过程复杂、步骤繁琐，干扰因素较多，容易影响检测结果的准确性[4]。浊度检测流程见图1。除此之外，浊度检测结果的准确性还会受到仪器、人员的影响。

图1 浊度实验流程图

通过对浊度检测流程图进行分析，找出了影响结果的3个因素，并对其进行改进，对提高检测结果准确性、更好地保证油田用料的质量具有重要意义。

1 浊度检测影响因素分析

从浊度检测流程图可以看出，分样、水平摇动、检测时间都对检测结果有一定的影响，找到相应的解决措施，保证样品检测数据的准确性。

1.1 样品的均匀性对浊度的影响

选取了6份支撑剂样品，并对其编号，发现样品通过16槽分样器分样，分样次数不同所测得实验数据相差过大，数据见表1。

表1 使用16槽分样器筛选样品测量的浊度数据

从表1中数据可以看到，样品均匀性对数据的影响还是比较大的。6#样品相对误差大于标准值5%[2]，检测数据不可用，需要实验人员重新进行检测，样品重检率为15%。为此结合自身检测经验，经过与生产厂家多次沟通交流，加工设计了一种40槽分样器（图2）。

图2 40槽分样器

通过40槽分样器，分样更加均匀，所测得数据平行性好。通过该分样器分样后，再次对6组样品进行浊度检测，结果见表2。

表2 使用40槽分样器筛选样品测量的浊度数据

从表2数据可以看到，40槽分样器的数据平行性更好，分样3次可以保证样品的均匀性，检测数据准确性达到100%。因此决定使用40槽分样器分样3次以保证样品的均匀性。

1.2 人员摇动力度对检测结果的影响

通过40槽分样器筛选了6份支撑剂样品，由男女2名检测员分别进行浊度实验，数据结果见表3。

表3 不同检测人员浊度数据表

通过实验数据发现，两人的实验数据均值存在差异。通过计算相对偏差发现：1#、3#样品相对偏差大于5%。因此可以确认人员操作误差对检测结果准确性的影响较大。为此引进了振荡器来替代检测人员进行摇动，这样可以避免人员操作误差。

振荡器[5]的使用可以避免人工摇动所产生的数据误差，并且同时可以检测多个样品。但是在实际应用中，由于时间不易控制，容易影响数据的准确性。实验人员对一组样品浸泡时间进行了浊度变化分析，如图3所示。

图3 不同浸泡时间下的浊度变化

从图3可以看出：液体摇动前静止时间＞30 min时，随着时间的延长，浊度数据会变大。液体摇动后等待时间＞5 min时，随着时间的延长，浊度数据则会降低。可见时间对数据的影响比较大，为此对仪器进行了改进。

改进后的振荡器可以根据不同的实验需要进行时间设置，可以应用于不同的检测项目，编制的电脑程序如图4所示。

图4 编制的程序界面

使用改进后的振荡器，对上述的6组样品进行了浊度检测，结果见表4。通过对表4中的数据进行分析发现，智能控制方式所测得实验数据重复性较好，测量3次其实验数据都满足检测要求。通过对100组样品统计分析，使用改进后的振荡器，其检测数据准确性由原来的85%提升到95%。

2 结论

1）通过对浊度检测结果影响因素分析发现，人员摇动力度对检测结果影响最大，改进后的振荡器使得检测项目自动化程度提高，避免了人工操作所带来的误差，检测数据的准确性提高到95%。分样器的改进加工提高了检测数据重复性，减少了样品分样次数，降低了劳动强度，缩短了检测时间。

表4 智能控制振动器下所测得的浊度数据

2）浊度检测结果准确性的提高，有效地促进了压裂支撑剂的检测和质量监督，为油田用料提供了质量保证。同时也减少了检测单位与生产厂家和使用单位之间的矛盾争议，激励生产单位改进工艺，开展研发，提高产品质量。

参考文献：

[1]张 琪.采油工程原理与设计[M].东营:石油大学出版社,2000.

[2]国家能源局.水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法:SY/T 5108—2014[S].北京:石油工业出版社,2015.

[3]关淑霞,范洪富,吴 松,等.聚丙烯酰胺质量浓度的测定-浊度法[J].大庆石油学院学报,2007,31(2):106-109.

[4]潘文启,姚 亮,杨红英,等.压裂支撑剂检验质控探讨[J].石油工业技术监督,2014,30(8)：54-56.

[5]潘文启,胡科先.姚 亮.腕式振荡仪在压裂支撑剂浊度测试中的应用[J].石油工业技术监督,2015,31(8):32-33.