压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶孙庆阁

本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
2、将标准中的茚三酮加量由0.6mL提高到0.7mL，明确了反应时间
原标准：移取1.00 mL 蒸馏水于25 mL 具塞刻度量筒中，将其置于冰浴中，缓慢加入8 mL 浓 硫酸，操作中应避免局部过热，以防止脱水重排产物挥发逸出。混合均匀后，在100 ℃油浴 中加热3 min。立即放入冰浴中冷却5 min。小心沿管壁加入3 ％ 茚三酮溶液0.6 mL，立即摇 匀，在25 ℃水浴中放置100 min，再用浓硫酸稀释至刻度。倾倒混匀（注意不要振荡），静 置5 min，备用。 新标准：移取1.00 mL蒸馏水于25 mL已清洁干燥的具塞刻度量筒中，将其置于冰浴中，缓慢 加入8 mL浓硫酸，操作中应避免局部过热，以防止脱水重排产物挥发逸出，混合均匀，放置 30min后，在100 ℃油浴中加热3 min。取出立即放入冰浴中冷却5 min。用玻璃注射器小心 加入0.7 mL 3 %茚三酮溶液，立即摇匀，在25 ℃水浴中避光放置100 min，再用浓硫酸稀释 至刻度，倾倒混匀后备用（注意不要振荡）。
解。冷却至室温，用蒸馏水稀释至刻度。 新标准：称取A.3纯化后的瓜尔胶试样0.05 g～0.1 g(精确至0.1 mg)于100 mL 容量瓶中，加入0.5 mol/L硫酸溶液25 mL，于100 ℃油浴中加热至试样完全溶 解。冷却至室温，用蒸馏水稀释至刻度，充分摇动并静置4h以上，使溶液完全 均匀。
筛余量Φ200×50－ 0.071/0.05筛余量≤15％ 表观粘度 ≥ 110 mPa.s 一级品水不溶物≤4.0 % 二级品水不溶物≤7.5％
2
取自现场样品测试数据
样品名称 羟丙基瓜尔胶／一级 羟丙基瓜尔胶／二级 羟丙基瓜尔胶／一级 羟丙基瓜尔胶／一级 水不溶物％ 4.1 8.9 3.8 4.0
5.4.1.3 调节吴茵混调器转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器浆叶中
轴顶端为止。 5.4.1.4将称好的胶粉缓慢加入，避免形成鱼眼。在加入过程中时刻调
整转速以保证达到5.4.1.3的漩涡状态。
5.5.1.5 胶粉完全加入后持续搅拌5 min，形成均匀的溶液。停止搅拌， 将溶液倒入烧杯中，加盖，置于30 ℃水浴中，恒温4 h。
压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶 技术要求
主讲人：孙庆阁
2014年4月
瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶是压裂
液增稠剂，用以提高水溶液粘度、
降低液体滤失、悬浮和携带支撑、
形成冻胶体系的化学剂，是水基压
裂液的主要成分。
SHENGLI OILFIELD
瓜尔胶为白色略呈褐黄色粉末。不溶于有机溶剂，可被水分散、水合、 溶胀，形成粘胶液，在一定的pH值条件下，瓜胶水溶液易于与某些两性 金属交联成水冻胶。不易受离子型盐的影响。可进行物理、化学改性。 羟丙基瓜尔胶是瓜尔胶羟丙基化制得。产品为无色、无味的白色至浅黄 色固体粉末，不溶于醇、醚和酮等有机溶剂，易溶于水。由于羟丙基胍 胶分子中含有顺式邻位羟基，因而可与硼、钛和锆等多种非金属和金属 元素化合物进行络合形成凝胶体。
新标准：每个样品做两个平行样，取算术平均值为测定结果。每个测定值与算 术平均值之差不大于0.02，测试结果的数值修约依据GB/T 8170进行。
谢谢
质量指标 项 目 外 观 0.125/0.09筛余量 0.071/0.05筛余量 含水率 pH 值（0.6 %水溶液） ≤10 % 一级品 二级品 外 观 ≤1 % ≤15 % ≤10.0 % 6.5～7.0 ≥110 ≤16.0 %
≤20.0 %
•压裂用羟丙基瓜尔胶技术要求
项 目
质量指标 一级品 ≤1 % ≤10 % ≤15 % ≤10.0 % 6.5～7.5 ≥110 ≤4.0 % 好 ≥0.30 ≥105 ≤7.5 % 一般 ≥0.15 二级品 自由流动粉末
序号 1# 2# 3# 4#
5#
6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13#
羟丙基瓜尔胶／二级
羟丙基瓜尔胶／一级 羟丙基瓜尔胶／二级 羟丙基瓜尔胶／一级 羟丙基瓜尔胶／二级 羟丙基瓜尔胶／二级 羟丙基瓜尔胶／二级 羟丙基瓜尔胶/二级 羟丙基瓜尔胶／二级
8.2
3.9 4.7 3.8 5.3 8.1 7.4 7.8 6.3
自由流动粉末
0.125/0.09筛余量 0.071/0.05筛余量 含水率 pH 值（0.6 %水溶液） 表观粘度μ（30 ℃，170s-1， 0.6 %），mPa·s 水不溶物 交联性能 流动性 羟丙基取代度 MS 注：表中“%”均为质量分数。
表观粘度μ（30 ℃，170s-17相比主要变化如下： 2、提高了“表观粘度”的指标精密度要求
原标准中“表观粘度”指标的精密度要求为“测定值与算术平均值之差不大于
10 mpa.s”。
“表观粘度”指标的精密度要求改为“测定值与算术平均值之差不大于 3mPa.s”。
序号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 指针读数 35.5 35.5 34.5 35.0 35.5 35.0 36.0 35.0 37.0 38.0 34.5 36.0 表观粘度 mPa·s 105.77 105.77 102.79 104.28 105.77 104.28 107.26 104.28 110.24 113.22 102.79 107.26 平均表观粘度 mPa·s 105.77 103.54 105.03 105.77 111.73 105.03 平均偏差 mPa·s 0 0.7 0.8 1.5 1.5 2.2
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
通过试验方案的对比优化，确定了以下几项整改措施： 3、明确的试样溶液配制时间溶液放置时间为4h 原标准：称取A.3纯化的瓜尔胶试样0.05 g～0.1 g(精确至0.1 mg)于100 mL 容
量瓶中，加入0.5 mol/L 硫酸溶液25 mL，于100 ℃油浴中加热至试样完全溶
加入浓硫酸后的低温反应时间
——试剂纯度：试剂反应不显色 标准曲线线性度差。
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
通过试验方案的对比优化，确定了以下几项整改措施： 1、细化了羟丙基瓜尔胶样品的纯化步骤。 原标准：在250 mL 烧杯中称取10.0 g 羟丙基瓜尔胶或瓜尔胶试样，加入8～9
14#
15#
羟丙基瓜尔胶／二级
羟丙基瓜尔胶／二级
7.0
7.2
标准对比
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下：
——修订了5.4.1中溶液的配制方法； ——将“表观粘度”结果的精密度要求由10mPa.s改为了3mPa.s；
——修改了附录A中羟丙基瓜尔胶羟丙基取代度的测定方法；
——将“羟丙基取代度”结果的精密度要求由0.03改为0.02。
水不溶物 交联性能 流动性 注：表中“%”均为质量分数。
能用玻璃棒挑挂
能用玻璃棒挑挂 一般
标准对比
序号
SY/T 5764－2007 Q/SHCG 64—2013
筛余量Φ200×50－ 1 0.071/0.05筛余量≤20％ 表观粘度≥110 mPa.s 一级品水不溶物≤4.0 % 3 二级品水不溶物≤8％
与瓜尔胶原粉相比，羟丙基瓜尔胶残渣含量低，溶胀溶解速度快，胶液 放置稳定性好，耐盐能力强，是一种性能优异的压裂液稠化剂。其水溶 液和水冻胶可用于不同改造规模、不同井深井温的低渗透油气层压裂。 特别适用于高温深井压裂。
Q/SHCG 64—2013压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶技术要求
•压裂用瓜尔胶技术要求
羟丙基取代度的主要测试方法有核磁共振和分光光度法两种，其
中核磁共振法测试快捷简便、精确度高，但因设备昂贵在国内的普及程 度不高。分光光度法的设备投入比较低，国内大部分企业和实验室都能
具备条件，但测试步骤比较繁琐。考虑到标准的普遍性，选择采用分光
光度法。
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
通过试验方案的对比优化，确定了以下几项整改措施： 4、提高了测试精密度 原标准：每个样品做三个平行样，取算术平均值为测定结果。每个测定值与算
术平均值之差不大0.03，测试结果的数值修约依据GB/T 8170进行。
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 3、完善了“羟丙基取代度”的测定方法
国外油田用羟丙基瓜尔胶产品，大部分增加了羟丙基摩尔取代度 或分子取代度等分子结构信息作为产品标准的技术指标。现已证明该指 标与产品的水不溶物、表观粘度、耐温等性能指标有高度的相关性，羟 丙基取代度是更为科学明确的判断其产品性质的指标之一。
原标准： 羟丙基瓜尔胶羟丙基取代度测定法(分光光度法)
原理：羟丙基瓜尔胶在硫酸溶液中水解生成丙二醇，丙二醇在浓硫酸中进一步
生成丙醛和丙烯醇的混合物，该混合物在浓硫酸中与茚三酮生成紫色络合物， “表观粘度”指标的精密度要求改为“测定值与算术平均值之差不大于 测定该溶液在595 nm处的吸光度，由吸光度与l,2-丙二醇质量浓度关系标准曲 3mPa.s”。 线即可得丙二醇的含量，由此推算羟丙基瓜尔胶的羟丙基取代度。 分析确定了以下三个主要影响因素： ——试验条件：主要包括茚三酮试剂加量
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下： 1、修改了溶液的配制方法 原标准：量取500 mL 蒸馏水倒入吴茵混调器中，低速启动，缓慢倒
入[3.00/(1-W )] g (W为样品含水率)胶粉，调电压至50 V～55 V，搅拌
5 min，将溶液倒入烧杯中，加盖，置于30 ℃ 水浴中，恒温4 h。
倍量的乙醇水溶液搅拌洗涤30 min，过滤，去除滤液，再重复洗涤过滤两次，
置于电热恒温干燥箱中，105 ℃±1 ℃ 干燥6 h，保存于干燥器中，备用。 新标准：在250 mL烧杯中称取10 g羟丙基瓜尔胶或瓜尔胶试样，加入8～9倍 量的乙醇水溶液，在磁力搅拌器上搅拌洗涤30 min后，抽滤，去除滤液，再重 复洗涤抽滤两次。置于电热恒温干燥箱中，在105 ℃±1 ℃干燥6 h，充分研磨 后保存于干燥器中备用。