ICS 75.020 NB E 16 备案号：57297—2017 中华人民共和国能源行业标准 NB/T100342016 煤层气藏用水基压裂液性能评价方法 Recommended practices on measuring the properties ofwater-basedfracturingfluidforcoalbedmethane 2017-05-01实施 2016-12-05发布 国家能源局 发布 NB/T 10034—2016 目 次 前言· 范围 1 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 仪器设备、试剂和材料 压裂液性能评价方法 5 5.1 压裂液的配制 5.2技术指标和性能评价方法 5.3 煤心渗透率伤害率测定 健康、安全与环境控制要求 6 附录A（规范性附录） 煤粉压缩比的确定方法 NB/T 10034—2016 前言 本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准由能源行业煤层气标准化技术委员会（NEA/TC13）提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、中联煤层气国家工程研究中心 有限责任公司、中国石油勘探开发研究院廊坊分院。 本标准主要起草人：张德军、车航、刘国华、崔会杰、吴刚飞、孔维中、郭利、余东合、梁为、 才博。 II NB/T10034—2016 煤层气藏用水基压裂液性能评价方法 1范围 本标准规定了煤层气藏用水基压裂液的配制和性能参数测定的方法， 本标准适用于煤层气藏用水基压裂液性能评价。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T1884 4原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） GB/T6003.1 试验筛技术要求和检验 第1部分：金属丝编织网试验师 SY/T5107 水基压裂液性能评价方法 SY/T5336 岩心分析方法 SY/T5358 储层敏感性流动实验评价方法 SY/T6376 压裂液通用技术条件 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 煤心饱和 saturatingcoal core 在规定的条件，将测量介质饱和到待测的煤心的过程。 4 仪器设备、试剂和材料 电于天平：感量0.1g，0.0001g。 4.2 恒温鼓风干燥箱：工作温度为室温～100℃或150℃，控温精度±1℃。 4.3 高温高压滤失仪及配套No.988滤纸或同类产品。 4.4 动态滤失伤害仪。 4.5 气体渗透率测定仪。 4.6 岩心钻取机：可钻取直径为25mm，38mm，50mm的煤心柱。 4.7 真空泵：抽气流量为2L/s～4L/s，额定真空度为6.66×10-2Pa。 4.8 表界面张力仪。 4.9 液压机或同类产品：至少能提供90kN的加载力。 4.10 搅拌器：吴茵混调器或同类产品。 4.11 标准筛：Φ200mm×50mm，满足GB/T6003.1的要求。 1 NB/T10034—2016 4.12 恒温水浴锅：室温一100℃，控温精度≤1℃。 4.13 岩心切割机。 4.14 热缩管热风枪：调温功能：50℃~550℃。 4.15 模具：内径为25mm±0.5mm，38mm±0.5mm，50mm±0.5mm，高度与内径的比值不低于3。 4.16 干燥器：内置干燥的硅胶。 4.17 化学试剂：氯化钾（化学纯）、氯化钠（化学纯）、氯化镁（化学纯）、氯化钙（化学纯）。 4.18 破胶剂：过硫酸铵或过硫酸钾（化学纯）。 4.19 容量瓶：100mL。 4.20 烧杯：250mL，500mL，1000mL。 4.21 游标卡尺：30cm，精度0.02mm。 4.22 硫酸纸：93g/m。 4.23 航空煤油。 4.24 量筒：100mL，250mL，500mL。 4.25 托盘：医用白瓷盘，规格可选用200mm×300mm。 4.26 热缩管：Φ28mm，Φ40mm，Φ60mm。 4.27 粘结剂：以普通水泥（标号为32.5或42.5）为粘结剂。 4.28 玻璃过滤漏斗：G4。 5压裂液性能评价方法 5.1 压裂液的配制 5.1.1村 植物胶压裂液配制 按SY/T5107的规定执行。 5.1.2 粘弹性表面活性剂压裂液配制 配制步骤如下： 在常温条件下，量取按配方设计的压裂液所需的实验用水量倒人搅拌器中。 b) 按配方称取添加剂的用量，备用。 c) 启动搅拌器，调节搅拌器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。 (p 把称好的添加剂按次序由漩涡上端内侧加入，全部加完后再搅拌15min以上，停止搅拌。 e) 将配好的基液转人烧杯中，密封保存。 5.1.3活性水压裂液配制 配制步骤如下： a）在常温条件下，量取按配方设计的压裂液所需的实验用水量倒人搅拌器中。 b) 按配方称取添加剂的用量，备用。 c) 启动搅拌器，调节搅拌器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。 (p 把称好的添加剂按次序由漩涡上端内侧加入，全部加完后再搅拌3min以上，停止搅拌。 e) 将配好的液体转入烧杯中，密封保存。 2 NB/T10034—2016 5.2技术指标和性能评价方法 5.2.1 植物胶和粘弹性表面活性剂压裂液 压裂液的技术指标按SY/T6376的规定执行；压裂液性能评价方法按SY/T5107的规定执行。 5.2.2活性水压裂液 活性水压裂液技术指标和性能评价方法见表1。 表1活性水压裂液技术指标和性能评价方法 项目 技术指标 评价方法 pH值 6.5 ~ 8.5 用pH试纸或pH计测定 密度，kg/m² 900 ~ 1100 按GB/T1884执行 基质渗透率伤害率，% 《 20 按SY/T5107执行 动态滤失渗透率伤害率，% < 40 按SY/T5107执行 表面张力，mN/m ≤ 30 按SY/T5107执行 残渣含量，mgL ≤50 按SY/T5107执行 压裂液与地层水配伍性 无沉淀、无絮凝 按SY/T6376执行 5.3 煤心渗透率伤害率测定 5.3.1 测定准备 5.3.1.1流动介质的准备 流动介质为煤层水或标准盐水。煤层水为现场直接取样，标准盐水需要实验室制样。 标准盐水由2.0%氯化钾、5.5%氯化钠、0.45%氯化镁、0.55%氯化钙和蒸馏水配置而成。其配 制遵循以下步骤：计算并准确称取1000mL标准盐水所需的氯化钾、氯化钠、氯化镁、氯化钙，放入 烧杯中，然后加人蒸馏水，可适当加热、晃动，直到全部溶解，转移到1000mL的容量瓶中，用蒸 馏水冲洗烧杯2～3次，并把洗液全部转移到容量瓶中，然后定容，摇匀。将配制好的标准盐水用 Φ100G4#玻璃过滤漏斗过滤，用真空泵脱气1h 5.3.1.2煤心柱制取及保存 5.3.1.2.1 煤心柱制取 实验用煤心柱制取要求：煤心柱直径为25mm±0.5mm，38mm±0.5mm，50mm±0.5mm，煤心 柱的长度不小于直径的1.5倍。两端面与柱面均应平整，且端面与柱面相垂直，不应有缺角等结构缺 陷。煤心柱可采用以下两种方法制取： a）天然煤心柱制取方法按岩心钻取机的操作规程直接在待测煤样上钻取。 b）人造煤心柱制取按以下方法进行： 选择待压裂区块有代表性的自然干燥煤样，采用机械破碎或人工破碎的方法将煤样破碎成细煤 粉，用标准筛获得70～90目测试样品。将测试样平铺在干净的托盘中，在45C±5C干燥箱内干 3 NB/T10034—2016 燥至少24h，然后装入样品袋并保存在干燥器中待用。称取适量煤粉、粘结剂和水（煤粉、粘结剂和 水的质量比为1：1.2：1.6)，将煤粉和粘结剂充分混匀后，加水混成润湿的浆状物，装入煤心制样机 中，在煤层的上覆层压力下压制成人造煤心柱，压制时间为10min，然后在恒温鼓风干燥箱中养护不 小于168h，养护温度30C±1C。干燥打磨后，按SY/T5336的规定对煤心柱进行渗透率测试，选 取渗透率合适的煤心进行煤芯伤害率测定实验。 煤粉质量按公式（1）进行计算： m=CpsL (1) 式中： m煤粉质量，单位为克（g）； C—煤粉的压缩比（确定方法见附录A）； p一—煤的密度，单位为克每立方厘米（g/cm²）： 煤心柱的横截面积，单位为平方厘米（cm²）； L煤心柱的长度，单位为厘米（cm)。 5.3.1.2.2煤心柱保存 将剩余的煤心柱用热缩管密封保存。 5.3.1.3 煤心饱和 按SY/T5336的规定，用相应的流动介质饱和煤心。 5.3.1.4压裂液滤液收集方法 5.3.1.4.1 植物胶压裂液滤液收集方法 收集方法如下： a）破胶液：称10.0g破胶剂溶于90.0g水中，用玻璃棒搅匀。当天使用当天配制。 b) 称取一定量的配好的基液加入适当的容器中，加人破胶液（用量为基液质量的2%），搅匀， 再加交联剂，搅匀形成冻胶，密封后放置在水浴锅中加热，加热温度一般为80℃，待观察 到冻胶水化时，停止加热，并进行过滤，收集滤液500mL。 5.3.1.4.2粘弹性表面活性剂压裂液滤液收集方法 将煤油（用量为基液质量的0.1%～0.3%）加到配好的压裂液中，混匀后，待观察到冻胶基本水 化时，进行过滤，收集滤液500mL。 5.3.1.4.3活性水压裂液滤液收集方法 将配好的活性水压裂液直接过滤，收集滤液500mL。 5.3.2煤心基质渗透率损害测定程序 5.3.2.1伤害前煤心渗透率K,的测定 使流动介质从煤心夹持器反向端挤入煤心进行驱替，流动介质的流速低于临界流速。直至流量及 压差稳