SY/T 6380-2024 压裂用破胶剂性能试验方法

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T6380—2024

　　代替SY/T6380—2008

　　压裂用破胶剂性能试验方法

　　Testmethodsofbreakerpropertiesforhydraulicfracturing

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/T6380—2024

　　目次

　　前 言 Ⅲ

　　1范围 1

　　2规范性引用文件 1

　　3术语和定义 1

　　4仪器设备和材料 2

　　4.1仪器设备 2

　　4.2材料 2

　　5压裂液制备 3

　　5.1水基压裂液制备 3

　　5.2油基压裂液制备 3

　　6 破胶剂通用性能试验方法 3

　　6.1外观 3

　　6.2密度 3

　　6.3pH值 3

　　6.4破胶液黏度 3

　　6.5破胶时间 3

　　7胶囊破胶剂性能试验方法 4

　　7.1 粒径分布百分数 4

　　7.2有效含量 4

　　7.3 释放率 5

　　7.4 加入试样后压裂液黏度保持率 6

　　8缓慢释放酸破胶剂性能试验方法 6

　　8.1pH值随时间的变化 6

　　8.2 pH值随温度的变化 6

　　8.3耐温能力 6

　　9 酶破胶剂性能试验方法 6

　　9.1耐温能力 6

　　92加入试样后压裂液黏度保持率 7

　　10试验结果表 7

　　SY/T6380—2024

　　11 破胶剂采样及样品存储 7

　　11.1液体破胶剂采样 7

　　11.2固体破胶剂采样 7

　　11.3 样品存储 7

　　12 健康、安全控制要求 7

　　附录A (资料性)破胶剂性能试验结果表格式 8

　　参考文献 9

　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替SY/T6380—2008《压裂用破胶剂性能试验方法》,与SY/T 6380—2008相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　a) 更改了“范围”的内容(见第1章，2008年版的第1章);

　　b)增加了“胶囊破胶剂”的术语和定义，删除了“胶囊破胶剂释放时间”的术语和定义(见第3章，2008年版的第3章);

　　c) 更改了黏度计类型、电热恒温水浴和电热恒温干燥箱控温范围、精度(见第4章，2008年版的第4章);

　　d) 增加了“吴茵混调器”“pH 计”“电动研磨机”“分样器”“密闭容器”“移液管”“碘量瓶”等仪器设备(见4.1,2008年版的4.1);

　　e) 增加了“车用柴油”“原油”“交联剂”“乙酸”“碘化钾”“硫代硫酸钠标准溶液”“淀粉指示剂”及“实验用水”等试剂材料(见4.2,2008年版的4.2);

　　f)更改了“破胶液黏度”测定方法(见6.4,2008年版的6.4);

　　g)删除了“破胶液残渣含量”测定方法(见2008年版的6.6);

　　h)更改了胶囊破胶剂有效含量测定方法(见7.2,2008年版的7.2);

　　i) 更改了胶囊破胶剂释放率测定方法(见7.3,2008年版的7.3);

　　j) 更改了胶囊破胶剂加入试样后压裂液黏度保持率测定方法(见7.4,2008年版的7.4);

　　k)删除了“缓慢释放型过硫酸铵胶囊破胶剂性能试验方法”(见2008年版的第8章);

　　1)更改了缓慢释放酸破胶剂pH值测定方法(见8.1、8.2,2008年版的9.1、9.2);

　　m)更改了缓慢释放酸破胶剂耐温能力测定方法，(见8.3,2008年版的9.3);

　　n) 增加了“试验结果表”(见第10章);

　　o) 增加了“破胶剂采样及样品存储”(见第11章);

　　p) 增加了“健康、安全控制要求”(见第12章)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会油田化学剂专业标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司、大庆油田有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、中海油能源发展股份有限公司。

　　本文件主要起草人：管保山、程芳、张云芝、洪怡春、高峰、梁利、夏凌燕、丁湘华、李建阁、宋时权、杨海恩、谢璇、刘玉婷、姜伟、崔明月、程晓亮、宋爱莉、陈维余、邵红云。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　——1998年首次发布为SY/T 6380—1998,2008 年第一次修订;

　　——本次为第二次修订。

　　压裂用破胶剂性能试验方法

　　警示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1范围

　　本文件描述了压裂用破胶剂性能试验方法、采样及样品存储、健康安全控制要求。

　　本文件适用于油气田水力压裂用水基压裂液破胶剂、油基压裂液破胶剂的性能测定和评价。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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。

　　GB/T4472—2011化工产品密度、相对密度的测定

　　GB/T 6003.1 试验筛 技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛

　　GB/T 6678—2003 化工产品采样总则

　　GB/T6680—2003 液体化工产品采样通则

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB19147—2016车用柴油

　　SY/T5108水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法

　　SY/T 7627—2021 水基压裂液技术要求

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　胶囊破胶剂encapsulatedbreaker

　　将高分子聚合物材料涂覆在固体颗粒表面(如过硫酸铵、过硫酸钾等),使其具有缓慢释放功能的化学剂。

　　3.2

　　胶囊破胶剂有效含量thevalidcontentofencapsulatedbreaker

　　胶囊破胶剂所包裹的破胶剂质量占其总质量的百分数。

　　3.3

　　胶囊破胶剂释放率thereleasingratioofencapsulatedbreaker

　　胶囊破胶剂释放的破胶剂质量占其所包裹的破胶剂质量的百分数。

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　　4仪器设备和材料

　　4.1仪器设备

　　试验用仪器设备如下：

　　a) 电子天平：感量0.01g、0.0001g。

　　b) 吴茵混调器或同类仪器：转速Or/min～20000r/min,带有恒速功能，或同类仪器;带搅拌杯，容量1L。

　　c) 黏度计：高温高压同轴圆筒旋转黏度计或同类仪器，控温精度±1℃。

　　d) 压力机：工作压力63MPa, 精度为±1MPa。

　　e)振筛机：摆动221次/min±20 次/min, 振击147次/min±15次/min。

　　f) 破碎室：符合SY/T5108的要求。

　　g) 电热恒温水浴锅：室温~100℃,控温精度±0.5℃。

　　h)电热恒温干燥箱：室温~200℃,控温精度±0.5℃。

　　i)pH计：最小分度0.01。

　　j)电动研磨机：研钵式，研钵材质为陶瓷或玻璃。

　　k) 研钵：材质为陶瓷或玻璃。

　　1)标准筛：φ200×50-0.425,φ200×50-0.850,符合GB/T 6003.1的要求。

　　m) 分样器：钟鼎式，分样格数36格。

　　n) 密闭容器：容量500mL。

　　o) 比色管：容量50mL。

　　p) 移液管：容量2mL、5mL、10mL、50mL。

　　q) 碱式滴定管：容量50mL。

　　r)量筒：容量50mL、100mL、500mL。

　　s) 烧杯：容量250mL、500mL。

　　t) 碘量瓶：容量250mL。

　　u) 广口瓶：容量100mL。

　　v) 玻璃三角漏斗：直径75mm。

　　w) 广泛pH试纸。

　　x)中速定性滤纸：直径12.5cm。

　　y) 称量纸：边长90mm。

　　z)取样器：铲勺式。

　　4.2材料

　　试验用材料如下：

　　a) 车用柴油：-10号，符合GB19147—2016的要求;

　　b)原油;

　　c)交联剂;

　　d)乙酸：质量分数36%,分析纯;

　　e)碘化钾：分析纯;

　　f)硫代硫酸钠标准溶液：c(Na₂S₂O₃)≈0.1molL;

　　g) 淀粉指示液：浓度10g/L(有效期为两周);

　　h) 实验用水：符合GB/T6682中三级水的规定;

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　　i)陶粒：压力级别35MPa,粒径850μm～425μm,符合SY/T 5108的要求。

　　5压裂液制备

　　5.1水基压裂液制备

　　水基压裂液试样按SY/T 7627—2021中第6章规定的方法制备。

　　5.2油基压裂液制备

　　量取500mL车用柴油或原油，倒入吴茵混调器的搅拌杯中，在4000r/min±200r/min转速下按配方加入所需的交联剂，搅拌10min 后形成冻胶。

　　6破胶剂通用性能试验方法

　　6.1外观

　　6.1.1液体破胶剂

　　在比色管中加入20mL～25mL液体破胶剂试样，在非直接自然光条件下观察其颜色、有无分层、有无絮状或沉淀。

　　6.1.2固体破胶剂

　　目测固体破胶剂试样的颜色，有无结块。

　　6.2密度

　　6.2.1液体破胶剂密度按GB/T 4472—2011中4.3.3规定的方法测定。

　　6.2.2 固体破胶剂密度按GB/T 4472—2011中4.2.2规定的方法测定。

　　6.3pH值

　　用pH计或广泛pH试纸测定液体破胶剂pH值。

　　6.4破胶液黏度

　　破胶液黏度按SY/T7627—2021中7.10.1规定的方法测定，测定温度选取储层温度或试验温度。当储层温度高于95℃时，测定温度选取为95℃。

　　6.5破胶时间

　　6.5.1按第5章规定的方法制备含有一定量破胶剂的压裂液，装入数个密闭容器中，放入恒温环境 中，恒温温度为储层温度或试验温度(低于95℃时采用电热恒温水浴锅，高于95℃时采用电热恒温干燥箱)。

　　6.5.2据实验要求每隔一定时间观察压裂液黏度变化，按6.4规定的方法测定不同时间破胶液的黏度。

　　6.5.3以测定时间(min)为横坐标，破胶液黏度(mm²/s)为纵坐标作图，找出纵坐标值为5.0所对应的横坐标值即为压裂液的破胶时间。

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　　7 胶囊破胶剂性能试验方法

　　7.1粒径分布百分数

　　7.1.1将孔径为0.850mm、0.425mm的标准筛和底盘按从上到下的顺序依次安装在振筛机上。

　　7.1.2用电子天平称取100g破胶剂试样(精确到0.01g), 装入最上面的标准筛中，加盖振筛10min。

　　7.1.3取下标准筛，将筛中筛余物转移至称量纸上，用电子天平称重(精确到0.0001g)。

　　7.1.4胶囊破胶剂的粒径分布百分数分别按公式(1)～公式(3)进行计算：

　　(1)

　　(2)

　　A=100%-A-A₂ (3)

　　式中：

　　A₁——未通过孔径0.850mm标准筛的试样粒径分布百分数;

　　A₂——通过孔径0.850mm、未通过孔径0.425mm标准筛的试样粒径分布百分数;

　　A₃——通过孔径0.425mm标准筛的试样粒径分布百分数;

　　m——未通过孔径0.850mm标准筛的试样质量，单位为克(g);

　　m₂——通过孔径0.850mm、未通过孔径0.425mm标准筛的试样质量，单位为克(g);

　　m——试样的总质量，单位为克(g)。

　　平行做两份试验，结果取两份试验的算术平均值，两份试验测定结果的绝对差值不大于0.5%。

　　7.2有效含量

　　7.2.1用电子天平称取2g破胶剂试样(精确到0.0001g), 置于研钵或电动研磨机研钵内，充分破碎 后转入250mL烧杯内。

　　7.2.2用50mL移液管移取50mL实验用水，分三次洗涤研钵，将洗液转移至7.2.1的烧杯中，将烧 杯密封后，放入30℃电热恒温水浴中静置30min, 用玻璃三角漏斗进行过滤，滤液待用。

　　7.2.3用50mL量筒量取20mL 实验用水，用电子天平称取4g碘化钾(精确到0.01g), 备用。

　　7.2.4用10mL移液管移取7.2.2制备的滤液10mL于碘量瓶中，依次加入7.2.3中量取好的实验用水和碘化钾，摇匀，在暗处放置30min。

　　7.2.5取出7.2.4的碘量瓶，用移液管加入2mL乙酸。用硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至接近终点时，用移液管加入3mL 淀粉指示液，继续滴定至溶液蓝色消失为终点。

　　7.2.6用实验用水代替7.2.2制备的滤液，按7.2.3～7.2.5规定的方法进行空白试验。

　　7.2.7试样的有效含量按公式(4)进行计算：

　　式中：

　　……………………………

　　(4) ηo——胶囊破胶剂有效含量;

　　V₁——试样消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升 (mL);

　　V₂——空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升(mL);

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　　c——硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L);

　　M—过硫酸盐摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol){M(1/2K₂S₂O₈)=135.2,M1/2(NH₄)₂S₂O₈]=

　　114.1};

　　m。——试样的质量，单位为克(g)。

　　平行做两份试验，结果取两份试验的算术平均值，两份试验测定结果的绝对差值不大于0.5%。

　　7.3释放率

　　7.3.1概述

　　胶囊破胶剂释放率分为浸泡释放率和挤压释放率。

　　7.3.2浸泡释放率

　　7.3.2.1取六个广口瓶，编号后分别加入50mL 实验用水，再将其置于30℃电热恒温水浴锅中，恒温30min后加入2g破胶剂试样(精确到0.0001g)。

　　7.3.2.2按编号由小到大的顺序，每隔20min移取一个广口瓶中液体代替7.22制备的滤液，按7.2.3~

　　7.2.7规定的方法测定试样浸泡后过硫酸盐释放量1。

　　7.3.2.3 试样的浸泡释放率按公式(5)进行计算。

　　7.3.2.4 以时间为横坐标，释放率纵坐标作图，由图可读出浸泡不同时间试样的浸泡释放率。

　　式中：

　　…………………………………………

　　(5) R₁——试样的浸泡释放率;

　　7₁——浸泡后过硫酸盐释放量;

　　η0—胶囊破胶剂有效含量。

　　平行做两份试验，结果取两份试验的算术平均值，两份试验测定结果的绝对差值不大于1%。

　　7.3.3挤压释放率

　　7.3.3.1用电子天平称取2g破胶剂试样(精确到0.0001g), 称取20g陶粒(精确到0.01g),将两者混匀装入破碎室模具套筒内。

　　7.3.3.2将模具放在压力机的试验台上，对试样加载模拟裂缝闭合压力(大于35MPa的按35MPa 计),保持相同压力2min。

　　7.3.3.3压力降为零，取出模具，将内容物转移至250mL烧杯中。

　　7.3.3.4 用50mL 移液管移取50mL实验用水分三次洗涤模具，并将洗液汇入7.3.3.3的烧杯中，摇匀。将烧杯密封后，放入30℃电热恒温水浴中静置30min。

　　7.3.3.5用玻璃三角漏斗过滤7.3.3.4中溶液，用该滤液代替7.2.2制备的滤液，按7.2.3～7.2.7规定的方法测定试样挤压后过硫酸盐释放量η₂。

　　7.3.3.6试样的挤压释放率按公式(6)进行计算。

　　式中：

　　R₂——试样的挤压释放率;

　　…………………………………………

　　(6)

　　η₂——挤压后过硫酸盐释放量;

　　no——胶囊破胶剂有效含量。

　　平行做两份试验，结果取两份试验的算术平均值，两份试验测定结果的绝对差值不大于1%。

　　7.4加入试样后压裂液黏度保持率

　　7.4.1按第5章规定的方法制备一份未加破胶剂的压裂液和一份加入破胶剂的压裂液。

　　7.4.2 使用黏度计分别测定7.4.1中两份压裂液的黏度。设定剪切速率为100s-¹,升温速度为3.0℃/min士0.2℃ /min,初始温度为30.0℃,采集数据间隔为20s。

　　7.4.3当温度达到储层温度或试验温度后保持剪切速率和温度不变，连续剪切1h。

　　7.4.4按SY/T7627—2021中7.5.2.3规定的方法进行黏度取值。

　　7.4.5加入破胶剂试样后压裂液黏度保持率按公式(7)进行计算。

　　式中：

　　………………………………………

　　(7) H₁——加入试样后压裂液黏度保持率;

　　μ₂——加试样的压裂液剪切后的黏度值，单位为毫帕秒(mPa-s);

　　μ₁——未加试样的压裂液剪切后的黏度值，单位为毫帕秒(mPa·s)。

　　8缓慢释放酸破胶剂性能试验方法

　　8.1pH值随时间的变化

　　称取一定量的破胶剂试样，按所需浓度溶于实验用水中，置于密闭容器内，在30℃下，用pH计测定不同时间下溶液的pH 值。

　　8.2pH值随温度的变化

　　称取一定量的破胶剂试样，按所需浓度溶于实验用水中，置于密闭容器内，对样品加热，用pH计测定不同温度下溶液的pH 值。

　　8.3耐温能力

　　8.3.1按第5章规定的方法制备一份未加破胶剂的压裂液和一份加入破胶剂的压裂液，并使用黏度计测定两份压裂液的黏度。

　　8.3.2设定剪切速率为100s-¹,升温速度为3.0℃/min±0.2℃/min,初始温度为30℃,采集数据间隔为20s。

　　8.3.3在耐温曲线上找出黏度为50mPa-s时对应的温度值，视为压裂液的耐温能力T。

　　注1:如果温度到达120℃时压裂液黏度仍不低于50mPa-s,耐温能力记为>120℃。

　　注2:如果黏度在50mPa-s上下波动，从第1个低于50mPa-s的点起，每10个数据为一个区间，连续10个数据点中低于50mPa-s的点不大于3个，则将这些点作为偏离值去除;当连续10个点中低于50mPa-s的数据大于3个时，第1个低于50mPa-s的点对应的温度值视为压裂液的耐温能力。

　　9酶破胶剂性能试验方法

　　9.1耐温能力

　　按第5章规定的方法制备压裂液，按8.3规定的方法测定加入酶破胶剂后压裂液耐温能力。

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　　9.2加入试样后压裂液黏度保持率

　　按7.4规定的方法测定加入酶破胶剂后压裂液黏度保持率。

　　10试验结果表

　　试验结果表格式及内容参考附录A。

　　11破胶剂采样及样品存储

　　11.1液体破胶剂采样

　　11.1.1取样

　　按GB/T6678—2003中7.6规定的方法确定取样数量，按GB/T6680—2003中7.1.1规定的方法进行取样，总取样量不少于1500mL。

　　11.1.2分样

　　将所取样品摇匀后分样。

　　11.2固体破胶剂采样

　　11.2.1取样

　　按GB/T 6678—2003中7.6规定的方法确定取样数量。将包装袋置于一个平整的表面，包装袋最宽的侧面朝上放置，按对角线将包装袋划开。用铲勺分别从包装袋的三个部位进行取样(第一个取样点位于包装袋底部，第二个取样点位于包装袋中间，第三个取样点位于包装袋顶部),每个部位只能取样一次，每次至少30g～40g。

　　11.2.2分样

　　使用适当尺寸的钟鼎式分样器进行分样。

　　11.3样品存储

　　将所抽样品等量分为三份，装于清洁、干燥的容器中，密封并贴好标签，按要求填写抽样单和标签信息。

　　12健康、安全控制要求

　　12.1在提供样品进行检测时，应提供相关的安全技术说明书，包括健康、安全和环保的提示。

　　12.2在检测使用过程中，实验员参考安全技术说明书采取适当的安全和健康防护措施。

　　12.3 检测过程中用到的高压实验设备应有明显的提示标识。

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　　附录A

　　(资料性)

　　破胶剂性能试验结果表格式

　　破胶剂通用性能试验结果表格式见表A.1,胶囊破胶剂性能试验结果表格式见表A.2, 缓慢释放 酸破胶剂性能试验结果表格式见表A.3,酶破胶剂性能试验结果表格式见表A.4。

　　表A.1破胶剂通用性能试验结果表 序号 项目 测定结果 备注 工 外观 2 密度，g/cm³ 3 pH值 4 破胶液黏度，mm²/s 5 破胶时间，mih 试验人：审核人： 日期：

　　表A.2胶囊破胶剂性能试验结果表

　　序号 项 目 测定结果 备注

　　1

　　粒径分布百分数，% A₁>0.850mm 0.425mm≤A₂≤0.850mm A₃<0.425mm 2 有效含量[以K₂S₂O.(NH₄)₂S₂O₃计],% 3 释放率，% 浸泡释放率 挤压释放率 4 加入试样后压裂液黏度保持率，% 试验人：审核人：日期：

　　表A.3缓慢释放酸破胶剂性能试验结果表

　　序号 项目 测定结果 备注 1 pH值随时间的变化 时间，h pH值 2 pH值随温度的变化 温度，℃ pH值 3 耐温能力，℃ 试验人：审核人：日期：

　　表A.4酶破胶剂性能试验结果表 序号 项目 测定结果 备注 1 耐温能力，℃ 2 加入试样后压裂液黏度保持率，% 试验人：审核人：日 期：

　　参考文献

　　[1]GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法

　　[2]GB/T 655—2011 化学试剂过硫酸铵

　　[3]GB/T 6679固体化工产品采样通则

　　[4]GB/T 10247—2008粘度测量方法

　　[5]GB/T 23940—2021 工业过硫酸盐产品的分析方法

　　[6]SY/T 5107—2016 水基压裂液性能评价方法

　　[7]SY/T 5764—2007 压裂用植物胶通用技术要求

　　[8]SY/T6216—1996压裂用交联剂性能试验方法