SY/T 5185-2024 砾石充填防砂水基携砂液性能测定方法

　　ICS75.020CCSE14

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T5185—2024

　　代替SY/T 5185—2016

　　砾石充填防砂水基携砂液性能测定方法

　　Measure methods ofwater-based carrying fluid for gravel packingsandcontrol

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/T5185—2024

　　目次

　　前言 Ⅱ

　　1范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4仪器设备和试剂材料 2

　　5 携砂液试样制备要求 2

　　6 携砂液性能测定方法 3

　　7 安全与环境控制要求 5

　　附录A (资料性)砾石充填防砂水基携砂液性能测定项目推荐 7

　　SY/T5185—2024

　　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/T 5185—2016《砾石充填防砂水基携砂液性能评价方法》,与SY/T 5185—2016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　a)更改了术语和定义(见第3章，2016年版的第3章);

　　b) 更改了仪器设备和试剂材料(见第4章，2016年版的第4章);

　　c) 更改了携砂液试样制备要求(见第5章，2016年版的5.1、6.1);

　　d) 增加了浊度的测定方法(见6.1);

　　e) 更改了表观黏度的测定方法(见6.2.1,2016年版的5.2、6.2);

　　f)增加了运动黏度的测定方法(见6.2.2);

　　g)更改了单颗粒沉降速度的测定方法(见6.3,2016年版的5.3.1、6.3.1);

　　h) 更改了悬砂时间的测定方法(见6.4,2016年版的5.3.2、6.3.2);

　　i) 更改了交联时间的测定方法(见6.5,2016年版的6.5);

　　j) 增加了增黏比的测定方法(见6.6);

　　k)更改了耐温耐剪切能力的测定方法(见6.7,2016年版的5.4、6.4);

　　1)更改了静态滤失性的测定方法(见6.8,2016年版的6.8);

　　m)更改了破胶液性能的测定方法(见6.9,2016年版的6.6);

　　n) 更改了残渣含量的测定方法(见6.10,2016年版的6.7);

　　o) 增加了岩心伤害率的测定方法(见6.11);

　　p) 增加了防膨率的测定方法(见6.12);

　　q) 增加了与地层原油、入井液的配伍性的测定方法(见6.13.1、6.13.3);

　　r)删除了黏弹性表面活性剂携砂液的性能评价(见2016年版的第7章);

　　s) 增加了安全与环境控制要求(见第7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采油采气专业标准化委员会(CPSC/TC6)提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院、中国石油大港油田石油工程研究院、中国石油辽河油田钻采工艺研究院、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心。

　　本文件主要起草人：王冰、左家强、武明鸣、孙涛、于静、吕民、陈大钊、徐英彪、徐明明。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　——1987年首次发布为SY/T 5185—1987,2008年第一次修订，2016年第二次修订;

　　——本次为第三次修订。

　　砾石充填防砂水基携砂液性能测定方法

　　1范围

　　本文件规定了砾石充填防砂用水基携砂液的试样制备要求、性能测定方法、安全与环境控制要求。

　　本文件适用于油气田砾石充填防砂、压裂充填防砂用清水型携砂液、稠化型携砂液、冻胶型携砂液的室内性能测定。

　　注：本文件中不同类型携砂液的性能测定项目见附录A。

　　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/T 6682分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T15893.1—2014 工业循环冷却水中浊度的测定散射光法

　　SY/T 5107—2016水基压裂液性能评价方法

　　SY/T5370表面及界面张力测定方法

　　SY/T5490钻井液试验用土

　　SY/T7627—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

　　水基携砂液water-basedcarryingfluid

　　以水作溶剂或分散介质的携砂液。

　　3.2

　　清水型携砂液functionalwatercarryingfluid

　　在地层采出水、海水、清水或河流水等水中，不加稠化剂，仅加入其他助剂配制的携砂液。

　　3.3

　　稠化型携砂液viscosifiedcarryingfluid

　　在水中加入稠化剂及其他助剂配制的未交联的携砂液。

　　3.4

　　冻胶型携砂液crosslinked carrying fluid

　　以稠化型携砂液为基液，加入交联剂等助剂或自交联形成的黏弹性冻胶状态的携砂液。3.5

　　砂液比ratioofgraveltocarryingfluid

　　砾石与携砂液混配时，砾石表观体积(即充填砾石堆积体积)与携砂液体积之比。

　　注：砂液比用百分数表示(%)。

　　SY/T5185—2024

　　3.6

　　携砂液残渣含量carryingfluidresiduecontent

　　在储层温度下，携砂液破胶后破胶液中的水不溶物质量与破胶液体积的比值。

　　注：携砂液残渣含量单位为毫克每升(mg/L)。

　　4仪器设备和试剂材料

　　4.1仪器设备

　　4.1.1 量筒：100mL(分度值1.0mL)、250mL (分度值2.0mL)、500mL(分度值5.0mL)、1000mL (分度值10.0mL)。

　　4.1.2天平：分度值0.1g、0.0001g。

　　4.1.3定时钟或秒表。

　　4.1.4浊度测量仪：符合GB/T15893.1—2014中5.1规定的产品。

　　4.1.5搅拌器：吴茵混调器或同类机械搅拌器。

　　4.1.6常压同轴圆筒旋转黏度计：六速黏度计或同类产品。

　　4.1.7 品氏毛细管黏度计：毛细管内径0.4mm～0.6mm。

　　4.1.8恒温水浴：室温~100℃,控温精度±1℃。

　　4.1.9恒温干燥箱：室温~200℃,控温精度±2℃。

　　4.1.10 离心机：转速为Or/min～4000r/min, 配套离心管，其容量为50mL。

　　4.1.11 高温高压滤失仪及配套No.998 滤纸或同类产品。

　　4.1.12 表界面张力仪：符合SY/T5370规定的产品。

　　4.1.13岩心驱替系统。

　　4.2试剂材料

　　4.2.1 陶粒：粒径0.425mm～0.500mm,0.425mm~0.850mm, 体积密度165g/cm³~1.80g/cm³, 视密度3.00g/cm³~3.35g/cm³。

　　4.2.2水：符合GB/T6682的要求，三级。

　　4.2.3钠基膨润土：符合SY/T5490的要求。

　　4.2.4煤油：去除水分和杂质并经过滤的航空煤油。

　　4.2.5原油：目标区块的原油，经过脱水处理，含水率小于或等于0.5%。

　　5携砂液试样制备要求

　　携砂液试样制备过程宜减少空气进入液体，试样制备前需要明确携砂液所要求的制备工艺，应明确下列项目的具体要求：

　　a) 携砂液的名称、类型和各组成成分;

　　b)携砂液预处理过程;

　　c) 配液液体类型，如去离子水、自来水、采出水和海水等;

　　d) 每个液体的组分和添加量;

　　e)每个组分的添加顺序和方法;

　　f) 搅拌速度及每个速度下搅拌的时间;

　　g) 一定温度下的溶胀时间，如果需要溶胀要在试验前进行;

　　SY/T5185—2024

　　h) 测试温度;

　　i)pH值 ;

　　j)其他已知的影响测量结果的特殊因素。

　　6携砂液性能测定方法

　　6.1浊度的测定方法

　　根据浊度测量仪的要求，量取一定量按第5章的要求配制的携砂液，倒人试样瓶中，测定浊度。做平行试验，取连续三组测定结果，测定结果应满足误差范围在±5%,取算术平均值。

　　6.2黏度的测定方法

　　6.2.1表观黏度

　　根据常压同轴圆筒旋转黏度计的要求，量取一定量按第5章的要求配制的携砂液(冻胶型携砂液应取其基液),倒入黏度计样品杯中，在30℃±1℃的温度下测定剪切速率170s-¹下的表观黏度。做平行试验，取连续三组测定结果，测定结果应满足误差范围在±5%,取算术平均值。

　　6.2.2运动黏度

　　取一定量按第5章的要求配制的携砂液(冻胶型携砂液应取其基液)或按6.9.1配制的破胶液，按SY/T 7627—2021中7.1的规定执行。

　　6.3 单颗粒沉降速度的测定方法

　　6.3.1 在250mL量筒中加入按第5章的要求配制的250mL携砂液，置于温度为30℃±1℃恒温水浴中20min后，用镊子取一粒陶粒(0.425mm～0.500mm)放入液面下2cm处，松开镊子，使其自然沉降。

　　6.3.2 松开镊子时采用秒表开始计时，记录陶粒沉降一定距离L(L 应大于20cm)所需时间t, 重复测定三次，测定结果应满足误差范围在±5%,取算术平均值。

　　6.3.3陶粒沉降速度按公式(1)计算：

　　……………………………………(1)

　　式中：

　　v——陶粒沉降速度，单位为米每分钟(m/min);

　　L——陶粒沉降距离，单位为米(m);

　　t——陶粒沉降时间，单位为分钟(min)。

　　6.4悬砂时间的测定方法

　　6.4.1稠化型携砂液悬砂时间

　　量取500mL按第5章的要求配制的稠化型携砂液置于温度为30℃±1℃恒温水浴中，静置60min, 倒入搅拌器中，调节搅拌器的转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止，保持搅拌器恒速转动，按照现场施工时对砂液比的要求加入陶粒(0.425mm～0.850mm),5min 后停止搅拌。在搅拌器停止搅拌后5s内将含陶粒携砂液倒人1000mL的量筒中，并从将含陶粒携砂液倒人

　　SY/T5185—2024

　　量筒后开始计时，记录陶粒全部沉降至容器底部所需时间。

　　6.4.2冻胶型携砂液悬砂时间

　　量取500mL按第5章的要求配制的冻胶型携砂液基液置于温度为30℃±1℃恒温水浴中，静置60min, 倒入搅拌器中，调节搅拌器的转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止，保持搅拌器恒速转动，按照现场施工时对砂液比的要求加入陶粒(0.425mm～0.850mm), 然后按配方要求加入交联剂或其他助剂，恒速搅拌至液面微微凸起，停止搅拌。在搅拌器停止搅拌后5s内将含陶粒携砂液倒人1000mL的量筒中，并从将含陶粒携砂液倒入量筒后开始计时，记录陶粒全部沉降至容器底部所需时间。

　　6.5交联时间的测定方法

　　取按第5章的要求配制的冻胶型携砂液基液400mL,用秒表记录交联剂或其他助剂加入混调器中直至旋涡消失液面微微凸起的时间。

　　6.6增黏比的测定方法

　　6.6.1在室温下，向烧杯中加入1000mL的水，在搅拌器3000r/min下搅拌，加入携砂液稠化剂。计时搅拌150s,关闭搅拌器，置于温度为30℃±1℃恒温水浴中，静置60min(包含配液时间)后，将配制的携砂液转入六速黏度计，设定六速黏度计转速为100r/min,测得表观黏度，记为μ1。

　　6.6.2向烧杯中加入1000mL的水，置于温度为30℃±1℃恒温水浴中，静置60min取出，在搅拌器3000r/min下搅拌，加入携砂液稠化剂，开始计时搅拌，根据现场使用需求确定搅拌时间(搅拌时间的确定以现场条件下自携砂液稠化剂与配制液体混合到加入砾石的时长为依据)。达到搅拌时间后关闭搅拌器，并自关闭搅拌器后5s内将配制的携砂液转入六速黏度计，设定六速黏度计转速为100r/min,测得自关闭搅拌器之后30s时的表观黏度，记为μ2。

　　6.6.3增黏比按公式(2)计算：

　　……………………………………

　　(2) 式中：

　　s——携砂液的增黏比;

　　μ₁——携砂液试样静置60min后的表观黏度，单位为毫帕秒(mPa-s);

　　μ₂——按要求搅拌后测得的携砂液试样表观黏度，单位为毫帕秒(mPa·s)。

　　6.7耐温耐剪切能力的测定方法

　　6.7.1 在黏度计样品杯中加满携砂液后，对样品进行加热。控制升温速度为3℃ /min±0.2℃ /min, 从30℃开始试验，同时转子以剪切速率170s-¹转动，温度达到要求测定的温度后，保持剪切速率和温度不变，直至达到要求的剪切时间为止。

　　注：如无特殊要求，测试温度为携砂液适用温度，测试时间为防砂作业施工时间。

　　6.7.2用全过程取值对应的时间、温度和表观黏度关系来确定携砂液耐温耐剪切能力。

　　6.8静态滤失性的测定方法

　　取按第5章的要求配制的携砂液按SY/T 7627—2021中7.7的规定执行。

　　SY/T5185—2024

　　6.9破胶液性能的测定方法

　　6.9.1破胶液的制备方法

　　取按第5章的要求配制的携砂液按SY/T 7627—2021中6.4的规定执行。

　　6.9.2破胶液运动黏度

　　取按6.9.1配制的破胶液按6.2.2的规定执行。

　　6.9.3 破胶液表面、界面张力

　　取按6.9.1配制的破胶液按SY/T 5370的规定执行。

　　6.10残渣含量的测定方法

　　取按6.9.1配制的破胶液按SY/T 7627—2021中7.10.3的规定执行。

　　6.11岩心伤害率的测定方法

　　取按第5章的要求配制的清水型携砂液或按6.9.1配制的破胶液，按SY/T 5107—2016中7.7的规定执行。

　　6.12防膨率的测定方法

　　取按第5章的要求配制的清水型携砂液或按6.9.1配制的破胶液，按SY/T7627—2021中7.11的规定执行。

　　6.13配伍性的测定方法

　　6.13.1与地层原油的配伍性

　　取按第5章的要求配制的清水型携砂液或按6.9.1配制的破胶液与地层原油分别按1:2、1:1、2:1的体积比混合，使混合液总液量为60mL,观察三种比例下的混合液是否产生沉淀或絮凝。

　　试验温度为储层温度，当储层温度高于100℃时，试验温度设定为95℃。

　　6.13.2与地层水的配伍性

　　取按第5章的要求配制的清水型携砂液或按6.9.1配制的破胶液与地层水分别按1:2、1:1、2:1的体积比混合，使混合液总液量为60mL,观察三种比例下的混合液是否产生沉淀或絮凝。

　　试验温度为储层温度，当储层温度高于100℃时，试验温度设定为95℃。

　　6.13.3与入井液的配伍性

　　取按第5章的要求配制的清水型携砂液或按6.9.1配制的破胶液与入井液分别按1:2、1:1、2:1的体积比混合，使混合液总液量为60mL,观察三种比例下的混合液是否产生沉淀或絮凝。

　　试验温度为储层温度，当储层温度高于100℃时，试验温度设定为95℃。

　　7安全与环境控制要求

　　7.1在试验过程中，试验人员应采取适当的安全和健康防护措施，应穿工作服，佩戴化学安全防护

　　眼镜、手套等防护用品。高压、高温试验设备应有明显的提示标识。

　　7.2 在提供样品进行测定时，还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。在测定使用过程中，试验人员参考安全技术说明书做好安全防护。

　　7.3 在样品测定中，涉及强酸强碱操作时，试验人员应穿工作服，戴橡胶耐酸碱手套，佩戴防酸安全防护眼镜。皮肤接触时，立即脱去被污染的工作服，用流动清水冲洗至少5min,严重时及时送医;眼睛接触时，立即用冲眼器冲刷，严重时及时送医;吸入时，迅速离开现场至空气新鲜处，保持呼吸道畅通，严重时及时送医。

　　7.4各种试验液体使用后要收集处理，不应随意排放。

　　附录A

　　(资料性)

　　砾石充填防砂水基携砂液性能测定项目推荐

　　砾石充填防砂水基携砂液性能测定项目推荐见表A.1。

　　表A.1砾石充填防砂水基携砂液性能测定项目推荐表

　　序号 类型 测定项目 测定方法

　　1

　　清水型携砂液 浊度 6.1 表观黏度 6.2.1 运动黏度 6.2.2 单颗粒沉降速度 6.3 岩心伤害率 6.11 防膨率 6.12 配伍性 6.13

　　2

　　稠化型携砂液 表观黏度 6.2.1 单颗粒沉降速度 6.3 悬砂时间 6.4.1 增黏比 6.6 耐温耐剪切能力 6.7 静态滤失性 6.8 (破胶液)岩心伤害率 6.11 (破胶液)防膨率 6.12 (破胶液)配伍性 6.13

　　3

　　冻胶型携砂液 (基液)表观黏度 6.2.1 悬砂时间 6.4.2 交联时间 6.5 增黏比 6.6 耐温耐剪切能力 6.7 静态滤失性 6.8 破胶液性能 6.9 (破胶液)残渣含量 6.10 (破胶液)岩心伤害率 6.11 (破胶液)防膨率 6.12 (破胶液)配伍性 6.13