钻井液用增黏剂丙烯酰胺类聚合物检测技术

一、理化性质检测

1. • 目的：确定聚合物中有效成分含量。
   • 方法：取样品烘干至恒重，计算固形物占比（参考标准：GB/T 12005.1）。
   • 仪器：烘箱、分析天平。
2. • 目的：评估聚合物溶液的酸碱性对钻井液体系的影响。
   • 方法：配制1%聚合物溶液，使用pH计直接测定（参考标准：GB/T 9724）。
3. • 目的：验证聚合物在水中的溶解速度和均匀性。
   • 方法：将聚合物分散于水中，观察是否结块或形成鱼眼，记录完全溶解时间。

二、流变性能检测

1. • 目的：评价钻井液在流动状态下的黏度特性。
   • 方法：使用六速旋转粘度计（如FANN 35型）在600 rpm下测量（参考API 13B-1标准）。
   • 计算：AV = 0.5 × 600 rpm读数（单位：mPa·s）。
2. • 目的：分析钻井液的流动阻力和剪切稀释性。
   • 方法：通过六速旋转粘度计的600 rpm和300 rpm读数计算：
     • PV = 600 rpm读数 - 300 rpm读数（mPa·s）
     • YP = 300 rpm读数 - PV（Pa）
3. • 目的：评估钻井液在静止状态下的悬浮能力。
   • 方法：静置10秒和10分钟后，分别测量打破凝胶所需的扭矩（单位：Pa）。
4. • 目的：测定聚合物对滤液的控制能力。
   • 方法：使用API滤失仪在0.69 MPa压力下收集30分钟滤液体积（单位：mL）。

三、热稳定性与耐盐性检测

1. • 目的：模拟井下高温环境对聚合物性能的影响。
   • 方法：将含聚合物的钻井液在150°C下热滚16小时，冷却后测试黏度保留率。
2. • 目的：评估聚合物在高盐度环境中的稳定性。
   • 方法：配制含不同浓度NaCl/CaCl₂的溶液，测试黏度变化。

四、分子特性分析

1. • 目的：分子量直接影响增黏效果和剪切稳定性。
   • 方法：凝胶渗透色谱（GPC）或特性粘度法（参考GB/T 12005.10）。
2. • 目的：控制有毒单体的残留量（安全限值通常≤0.05%）。
   • 方法：高效液相色谱（HPLC）或溴化法（参考GB/T 17514）。
3. • 目的：确认聚合物结构（如阴离子型、非离子型）。
   • 方法：红外光谱（FTIR）或核磁共振（NMR）。

五、环保与安全指标

1. • 目的：评估对环境的影响。
   • 方法：通过BOD₅/COD比值分析（比值＞0.3为易降解）。
2. • 目的：确保聚合物对水生生物无害。
   • 方法：鱼类或藻类急性毒性试验（LC₅₀或EC₅₀值）。

六、检测标准与规范

• 行业标准：API 13A（钻井液材料规范）、SY/T 5504（水溶性聚合物性能测定）。
• 国标参考：GB/T 12005系列（丙烯酰胺类聚合物检测方法）。