CN106153616A - 一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，包括：（1）取2ml返排液加到锥形瓶中，加入48‑52ml清水；（2）向锥形瓶中加入0.2‑0.5g磷酸二氢钾、0.2‑1g双氧水和0.02‑0.5g磷酸氢二钾，最后加入0.1‑0.4g淀粉―碘化钾溶液，放置待测；（3）配制纯滑溜水稠化剂，进行显色反应，再稀释成100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000mg/L溶液，测定其吸光度，以稠化剂浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线；（4）将待测溶液进行吸光度测定，从标准曲线上直接查出稠化剂浓度。本发明能提高滑溜水压裂液利用率，减轻页岩气开发带来的环保压力。

Description

一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法
技术领域
本发明属于石油开发领域，具体涉及页岩气增产改造中滑溜水返排液稠化剂含量的测定方法。
背景技术
近年来，世界上各个国家页岩气勘探开发技术发展速度非常快。尤其是美国从1821年起就开始对页岩气进行开发开采。然而由于页岩致密低渗，招致了页岩气开采难度较大、资本成本费用较高，21世纪之前，页岩气大规模开发在经济上是不可行性的。随着水平井钻井技术和水力压裂技术等增产措施的发展，开采成本费用下降幅度大，表明了页岩气已经开始具备商业化开发的可行性。
页岩气是指以吸附和游离状态存在于低孔、特低渗、富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页层系中的天然气。属于典型的超低渗气藏，开采必须进行大型水力压裂（体积压裂）生产才具有一定的产能，资源潜力大，中国页岩气资源地质储量为（30―160）×1012m3，是天然气开发的重要目标。基本特征是开发初期产量较高，产量在早期递减速度较快，后期低产稳产时间较长。
水力压裂技术是低渗油气藏增产改造的重要措施，更是目前开采天然气的重要手段。它主要是利用地面高压泵车组，以超过地层吸收液体能力的注入速度将压裂液泵入储层产生裂缝，然后继续泵入含支撑剂的压裂液，让裂缝继续扩展延伸。泵车停泵后压裂液返排到地面，储层闭合压力下，裂缝中有起支撑作用的支撑剂阻止裂缝在上覆岩层压力下闭合，这样储层中就形成了许多具有一定宽度和长度的高速流通通道。
滑溜水是指粘度较低、防摩减阻性能较好的一种压裂液，是用于页岩储层增产改造中最常见的压裂液体系，主要成分包括：水、稠化剂、防膨剂、助排剂和杀菌剂。其中稠化剂主要是为增加粘度继而携带支撑剂下入地层。在页岩气单井压裂过程中需消耗上万方滑溜水，一个井组施工液体用量超过10×104m3，如果能对滑溜水压裂液进行回收和重复利用，不但可以降低施工成本，而且能有效提高压裂液利用率。
滑溜水返排液是指滑溜水压裂液在完成改造地层的使命后，由于地面停泵导致泵压消失，使地层压力大于井筒静夜柱压力和大气压力之和，在压差作用下将储层的压裂液“吐出来”，但是滑溜水中的稠化剂分子容易与在页岩储层发生吸附滞留作用导致浓度降低，如果想要继续回收利用返排液，就必须对返排液中稠化剂的浓度进行测定，从而确定滑溜水再次入井前的稠化剂加量，以保证滑溜水压裂液能够有效携带支撑剂进入地层。
另一方面，被泵车泵入地层的滑溜水压裂液中掺入了大量化学物质，国家环保部门正在担忧这项技术将会污染水源，威胁当地生态环境和居民身体健康。而国家能源部门则认为页岩气的高效开发是保证我国经济增长的重要保障，所以在未来的很长一段时间里，会继续加大对页岩气气藏的开采。为消除国家环保部门的担忧，也为保障国家能源安全，需要对现有页岩气开发技术进行优化改进，而滑溜水返排液的回收利用就是该项技术优化的重中之重。
关于滑溜水返排液的回收分析检测，国内外学者已经提出了多种方法，但这些方法主要的检测指标都集中在酸碱度、固体含量、离子浓度等方面，还没有关注返排液中稠化剂的含量问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，该方法原理可靠，操作简单，能够精确、快速测出返排液中稠化剂浓度，从而为页岩储层的增产改造节约施工成本，提高滑溜水压裂液利用率，减轻页岩气开发带来的环保压力。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。
一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，依次包括以下步骤：
（1）样品制备：取2ml返排液加到容量为200ml的锥形瓶中，向其中加入48-52ml清水，混匀待用；
（2）样品显色：向步骤（1）中的锥形瓶中加入0.2-0.5g磷酸二氢钾，混合均匀后，向其中继续加入0.2-1g双氧水，10-15min后，再向锥形瓶中加入0.02-0.5g磷酸氢二钾，溶液反应5-10min，最后向瓶中加入0.1-0.4g淀粉―碘化钾溶液，放置20-30min待测；
（3）标准曲线绘制：准确配制浓度为1000mg/L纯滑溜水稠化剂，按照步骤（1）、（2）所述方法进行显色反应，再将已经进行显色反应的稠化剂溶液稀释成100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000mg/L溶液，用分光光度计以清水为参比，测定各个浓度下的吸光度值，再以稠化剂浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线；
（4）样品测定：将步骤（2）的待测溶液加入到石英比色皿中，以清水为参比进行吸光度测定，再从标准曲线上直接查出稠化剂浓度，即可得到滑溜水返排液中稠化剂的含量。
所述双氧水中H2O2含量为30质量%，淀粉碘化钾溶液是将淀粉1g、碘化钾1.5g溶解在25ml水中。
所述磷酸二氢钾和磷酸氢二钾为缓冲液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提出了一种适用于页岩储层增产改造的滑溜水返排液稠化剂的浓度测试方法，能够精确快速测出返排液中稠化剂含量，为页岩储层增产改造节约了施工成本，同时减轻了页岩气开发带来的环保压力，对比现有滑溜水返排液的分析检测技术更具针对性和实用性。
附图说明
图1为吸光度-稠化剂浓度标准曲线和样品标定曲线。
具体实施方式
本实例以川南页岩气藏压裂返排液为例，采用本发明所提供的方法测定该区块返排液中稠化剂含量。
实施例1
（1）样品制备：取2ml返排液加到容量为200ml锥形瓶中，向其中加入48ml清水，混匀待用；
（2）样品显色：向步骤（1）中的锥形瓶中加入0.5g磷酸二氢钾，混合均匀后，向其中继续加入1g双氧水10min后，再向锥形瓶中加入0.02g磷酸氢二钾，溶液反应10min，最后向瓶中加入0.2g淀粉―碘化钾溶液，放置20min待测；
（3）标准曲线绘制：准确配制浓度为1000mg/L纯滑溜水稠化剂，按照步骤（1）、（2）进行显色反应，再将已经进行显色反应的稠化剂溶液稀释成100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000mg/L溶液， 25min后用分光光度计以清水为参比，测定各个浓度下的吸光度值；以稠化剂分子浓度横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线如图1所示；
（4）样品测定：将步骤（2）中已经放置了20min的待测溶液加入到石英比色皿中在波长λ=578nm处以清水为参比进行吸光度测定；从标准曲线上查出的稠化剂浓度即为返排液中稠化剂的含量，结果可在图1中读出。
实施例2
（1）样品制备：取2ml返排液加到容量为200ml锥形瓶中，向其中加入48ml清水，混匀待用；
（2）样品显色：向步骤（1）中的锥形瓶中加入0.3g磷酸二氢钾，混合均匀后，向其中继续加入0.3g双氧水10min后，再向锥形瓶中加入0.5g磷酸氢二钾，溶液反应5min，最后向瓶中加入0.4g淀粉―碘化钾溶液，放置25min待测；
（3）标准曲线绘制：准确配制浓度为1000mg/L纯滑溜水稠化剂，按照步骤（1）、（2）进行显色反应，再将已经进行显色反应的稠化剂溶液稀释成100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000mg/L溶液， 25min后用分光光度计以清水为参比，测定各个浓度下的吸光度值；以稠化剂分子浓度横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线如图1所示；
（4）样品测定：将步骤（2）中已经放置了25min的待测溶液加入到石英比色皿中在波长λ=578nm处以清水为参比进行吸光度测定；从标准曲线上查出的稠化剂浓度即为返排液中稠化剂的含量，结果可在图1中读出。
从图1的实验结果中可以看出标准曲线可信度较高，趋势线线性拟合度较好，滑溜水返排液中稠化剂浓度的测定结果十分可靠，吸光度实际曲线与拟合曲线对应的浓度结果几乎相同。
综上所述，本发明所提出的滑溜水返排液稠化剂浓度的测定方法具有很好的针对性和实用性，能够页岩储层增产改造节约施工成本，同时减轻页岩气开发带来的环保压力。

Claims (3)

1.一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，依次包括以下步骤：
（1）样品制备：取2ml返排液加到锥形瓶中，向其中加入48-52ml清水，混匀待用；
（2）样品显色：向步骤（1）中的锥形瓶中加入0.2-0.5g磷酸二氢钾，混合均匀后，向其中继续加入0.2-1g双氧水，10-15min后，再向锥形瓶中加入0.02-0.5g磷酸氢二钾，溶液反应5-10min，最后向瓶中加入0.1-0.4g淀粉―碘化钾溶液，放置20-30min待测；
（3）标准曲线绘制：准确配制浓度为1000mg/L纯滑溜水稠化剂，按照步骤（1）、（2）所述方法进行显色反应，再将已经进行显色反应的稠化剂溶液稀释成100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000mg/L溶液，用分光光度计以清水为参比，测定各个浓度下的吸光度值，再以稠化剂浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线；
（4）样品测定：将步骤（2）的待测溶液加入到石英比色皿中，以清水为参比进行吸光度测定，再从标准曲线上直接查出稠化剂浓度，即可得到滑溜水返排液中稠化剂的含量。
2.如权利要求1所述的一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，其特征在于，所述双氧水中H2O2含量为30质量%。
3.如权利要求1所述的一种测定滑溜水返排液中稠化剂含量的方法，其特征在于，所述淀粉碘化钾溶液是将淀粉1g、碘化钾1.5g溶解在25ml水中。
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