中國石化瀝青類處理劑標準探析

馬文英

中國石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院(河南濮陽457001)

中國石化瀝青類處理劑標準探析

馬文英

中國石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院(河南濮陽457001)

瀝青類鉆井液用處理劑是傳統(tǒng)的防塌劑，對鉆井過程中的井壁穩(wěn)定起著重要作用，雖然種類較多，但在鉆井液中的作用機理大同小異。針對目前中石化范圍內瀝青類處理劑的多個標準存在重復、交叉，執(zhí)行的標準繁多且比較亂的情況，分析了瀝青類標準的技術指標優(yōu)缺點、存在問題，并提出了認識和建議。

鉆井液;瀝青;標準;技術指標

1 標準概況

瀝青類產品是目前現(xiàn)場主要的抑制防塌劑之一，應用范圍較廣，在深井、大斜度定向井、水平井、特殊工藝井等均有應用，且適用于聚磺、飽和鹽水、聚磺鉀鹽等不同的鉆井液體系，是目前鉆井過程中用量較大的化學劑，中國石化年用量達4 715余t，各油田用量見表1(中國石化2013年8月統(tǒng)計數(shù)據)。

表1 中國石化瀝青類處理劑應用情況統(tǒng)計

瀝青是原油精煉后的殘留物，將瀝青進行加工處理后，可制成鉆井液用的瀝青類抑制防塌劑，產品主要有氧化瀝青、高低軟化點瀝青、磺化瀝青、改性瀝青、乳化瀝青等。其中氧化瀝青主要用于油基鉆井液中，目前沒有相關標準;高低軟化點瀝青用量很少，也沒有標準。以下主要對另外3類瀝青類產品現(xiàn)有標準進行分析。此外，還有1類是評價方法類標準。

目前瀝青類處理劑的標準共有19項(表2)，其中2項石油天然氣行業(yè)標準［1-2］，3項中國石化一級企業(yè)標準［3-5］，其他為各油田標準或供應商標準(其中西南分公司供應商標準就有9項)。上述標準中7項為技術條件或技術要求或驗收條件標準，1項評價方法標準，其余為產品標準。產品標準中，磺化瀝青標準有7項，改性瀝青標準4項，陽離子乳化瀝青標準5項。

2 標準分析

2.1 磺化瀝青標準

7項磺化瀝青標準中對技術指標的規(guī)定基本相同，有磺酸鈉基含量、水溶物含量、油溶物含量、高溫高壓濾失量、表觀黏度降低率、動切力降低率等，指標項目的設置與Q/SH 1025 0511-2007《鉆井液用瀝青類通用技術條件》中磺化瀝青的基本一致。

表2 瀝青類產品標準分類統(tǒng)計

表3對7項標準進行了分析對比，發(fā)現(xiàn)不同程度存在一些問題:

有的標準技術指標要求或嚴格或放寬，主要表現(xiàn)在烘失量和高溫高壓濾失量指標。

有的對實驗用基漿沒有要求，只規(guī)定了加樣后的指標，而且對于實驗方法的描述均是重復的。

西南分公司的3個供應商標準技術指標、試驗方法完全相同，僅規(guī)范性引用文件略有差異，也存在基漿性能沒有規(guī)定的問題，由于該類標準的技術指標均不高于中國石化一級企業(yè)標準，該類供應商標準存在意義不大。

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2.2 改性瀝青標準

4項改性瀝青標準中均對產品的理化性能和鉆井液性能進行了規(guī)定，理化性能指標主要有外觀、細度、烘失量、pH值等，SY/T 5665-1995《鉆井液用頁巖抑制劑改性瀝青FT341、FT342》要求的是磺酸根含量，其他標準有的要求的是水溶物和油溶物含量;鉆井液性能主要是高溫高壓濾失量，對于黏度作為次要要求。

表4對4項標準進行了分析對比，存在的主要問題如下:

SY/T 5665-1995《鉆井液用頁巖抑制劑改性瀝青FT341、FT342》檢測指標太少，無法控制產品質量。

4項標準中存在的最主要問題表現(xiàn)在高溫高壓濾失量指標，有的對實驗用基漿沒有要求，只規(guī)定了加樣后的指標，有的對加樣前后的濾失量要求沒有太大區(qū)別。

西南分公司的1個供應商標準中沒有關鍵性理化指標，同時存在基漿性能沒有規(guī)定的問題，技術指標均不高于中石化一級企業(yè)標準，建議該油田可直接采用中石化企業(yè)標準，該類供應商標準存在意義不大。

5項標準中有4項標準產品是膏(膠)狀乳化瀝青，僅1項產品為粉狀;1項勝利油田企業(yè)標準，4項西南分公司供應商標準。

表3 磺化瀝青標準對比

表4 改性瀝青標準對比

表5對5項陽離子瀝青標準進行了分析，4項膏(膠)狀乳化瀝青標準對陽離子乳化瀝青的鉆井液性能均要求不夠，都是采用抑制性實驗，沒有規(guī)定最重要的高溫高壓濾失量指標，并且有的對鉆井液基漿的性能沒有規(guī)定，造成加樣后的指標沒有可比性。

由于在Q/SHCG 3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術要求》中沒有對對陽離子瀝青進行技術要求，建議對其進行修訂，增加該部分內容修改不準確之處，各油田統(tǒng)一執(zhí)行，不再使用油田標準和供應商標準。

表5 陽離子瀝青標準對比

2.4 評價方法及技術要求標準

SY/T 5794-2010《鉆井液用瀝青類評價方法》適用于所有瀝青類產品，規(guī)定了對瀝青類產品質量進行評價的方法?；撬徕c基含量、水溶物含量、油溶物含量、高溫高壓濾失量及技術指標方法基本適用;抑制性中有表觀黏度降低率、動切力降低率、巖心膨脹量相對降低率等方法，由于瀝青的作用主要表現(xiàn)在封堵性上，其抑制黏土造漿、膨脹的作用十分有限，這些評價方法還存在值得商榷的地方，有待研究更加科學合理的產品質量檢測評價方法。該標準中“硫酸根含量”的說法不科學，應為“磺酸根含量”。

Q/SHCG 3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術要求》適用于磺化瀝青和陽離子乳化瀝青產品的評價，不適用于陽離子粉狀瀝青和改性瀝青產品。規(guī)定了產品的外觀、烘失量、水溶物含量、油溶物含量、磺酸鈉基含量、分散性、膠體穩(wěn)定性、蒸發(fā)殘余物含量及高溫高壓濾失量，指出“乳化瀝青如果產品有軟化點標稱的，測試溫度按其標稱軟化點高出10℃進行”，乳化瀝青由于瀝青已經全部變成了親水性成分，具有良好的水分散性，不存在軟化點，所以該表述存在概念失誤。指標中的分散性和膠體穩(wěn)定性實驗方法不精確，主觀性較強;同時高溫高壓濾失量沒有基漿數(shù)據。

Q/SH 1025 0511-2007《鉆井液用瀝青類通用技術條件》中規(guī)定了磺化瀝青，中、低軟化點瀝青和陽離子型瀝青的檢測技術指標，其中有標志瀝青含量及磺化度的指標，但對于陽離子型瀝青進行陽離子度的檢測值得商榷，陽離子瀝青生產過程中使用的乳化劑為陽離子型，但瀝青本身并沒有接枝上陽離子基團，所以進行陽離子度的測定沒有意義，另外表觀黏度、動切力和巖心線性膨脹降低率指標也不太合適。烘失量定為15%，對于粉末狀產品要求過低，且該指標低于Q/SHCG 3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術要求》中規(guī)定的烘失量10%的要求。

3 結束語

1)改性瀝青和陽離子瀝青雖然是傳統(tǒng)的瀝青類產品，但其命名不科學，嚴格來講，磺化瀝青、乳化瀝青等都是改性瀝青，即對原始瀝青進行磺化等處理改性而得;陽離子瀝青是通過添加陽離子型表面活性劑對瀝青分散進行，而不是在瀝青分子上接枝了陽離子基團，所以，今后應根據處理工藝準確命名，從而使處理劑的檢測和使用更加科學規(guī)范。

2)評價方法及技術要求類標準涵蓋面比較全，方法較為適用，建議修訂時僅對個別不規(guī)范的描述予以糾正即可。

3)由于瀝青類產品種類較多，標準也多且比較亂，多個標準存在重復、交叉現(xiàn)象。建議整合瀝青標準，進行規(guī)范、統(tǒng)一，對Q/SHCG 3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術要求》進行修訂，將各油田二級企業(yè)標準中合理的內容進行整合，全部納入該標準中，包括所有的瀝青類處理劑，提升為一項綜合性標準，所有瀝青類產品不再使用油田或供應商標準，避免出現(xiàn)油田二級企業(yè)標準或供應商標準的技術指標低于中石化一級企業(yè)標準的現(xiàn)象，以利于對產品質量的嚴格控制。

4)提出標準修訂的具體建議。目前標準中的油溶物含量指標普遍偏低，應提高該項指標;將油田磺化瀝青標準中較高技術指標和增加的有用指標如起泡率、磺酸鈉基含量等內容增加進標準中;修訂乳化瀝青的分散性和膠體穩(wěn)定性指標;對改性瀝青根據生產工藝準確分類命名，進而執(zhí)行相關標準。

5)瀝青類處理劑標準整合、技術指標規(guī)范后，可進一步規(guī)范瀝青類產品的采購和檢測、提高產品質量，從而在現(xiàn)場施工中有效降低井壁失穩(wěn)等復雜情況的發(fā)生，保證鉆井安全、順利進行。

致謝:

資料調研時得到中石化總部和石油工程技術服務有限公司有關部門的大力支持和幫助，得到了各油田企業(yè)的積極協(xié)助和配合，論文撰寫過程中得到李燕教授的指導，在此表示衷心的感謝!

［1］SY/T 5665-1995鉆井液用頁巖抑制劑改性瀝青FT341、FT342［S］.

［2］SY/T 5794-2010鉆井液用瀝青類評價方法［S］.

［3］Q/SH 0043-2007鉆井液用磺化瀝青技術要求［S.］

［4］Q/SH 0044-2007鉆井液用改性瀝青FT-342技術要求［S］.

［5］Q/SHCG 3-2011鉆井液用瀝青類處理劑技術要求［S］.

Asphalt treatment agents are generally used as anti-sloughing agent of drilling fluid，and they play important role in the stability of well wall in drilling process.There are many kinds of asphalt treatment agents，but their action mechanisms in drilling process are similar.At present，there are several standards of Sinopec for asphalt treatment agents，and there are repeated content in them.For this reason，the advantages and shortcomings of the technical indictors on the standards are analyzed，some understandings are achieved and some suggestions are proposed.

drilling fluid;asphalt;standard;technical indictor

萍

2014-06-2

馬文英(1969-)，女，高級工程師，現(xiàn)主要從事鉆井液技術研究工作。