ICS 75.020 CCS E 14
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7841—2025
聚合物压裂液性能指标及评价方法
Performance indexes and evaluation methods of polymer fracturing fluid
2025—09-28发布 2026—03-28实施
国家能源局 发布
SY/T 7841—2025
目 次
SY/T 7841—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。
请注意文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由石油工业标准化技术委员会油田化学剂专业标准化技术委员会提出并归口。
本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油集团川庆钻探工程有 限公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、大庆油田有限责任公司、中国石油天然气股 份有限公司长庆油田分公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油化工股份有 限公司石油工程技术研究院、山东金智瑞新材料发展有限公司、北京宝丰春石油技术有限公司、河北 天时化工有限公司、爱森(中国)絮凝剂有限公司。
本文件主要起草人：李阳、石阳、李禹羲、徐洋、赵光生、齐建旺、刘玉婷、李伟、刘汉斌、邬 国栋、陆丽、张海龙、吕宝强、彭欢、许可、王丽伟、石白茹、曹辉辉、麦尔耶姆古丽 ·安外尔、吴 江、王所良、尹森、齐国文、王宝峰、郭卫丰、张刘杰、华维。
SY/T 7841—2025
聚合物压裂液性能指标及评价方法
1 范围
本文件规定了聚合物压裂液性能技术要求、性能测定方法及安全与环境控制要求。
本文件适用于油气井压裂用聚合物压裂液性能测试。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T 10247—2008 粘度测量法
SY/T 5370 表面及界面张力测定方法
SY/T 5490 钻井液试验用土
SY/T 7627 水基压裂液技术要求
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
聚合物压裂液 polymer fracturing fluid
以人工合成聚合物为稠化剂、水为溶剂，与其他添加剂形成的具有降阻和携砂功能的压裂液，根 据聚合物的使用浓度可分为低黏聚合物压裂液、中黏聚合物压裂液、高黏聚合物压裂液。
4 技术要求
聚合物压裂液性能指标应符合表1的要求。
表1聚合物压裂液体系性能指标
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表1 ( 续)
5 仪器设备、试剂材料
5.1 仪器设备
5.1.1 电子天平：感量为±0.01g 、±0.0001 g。
5.1.2 吴茵混调器：转速0 r/min～20000r/min, 可恒速或同类仪器;带搅拌杯，容积1L。
5.1.3 精密pH 试纸或pH 计。
5.1.4 品氏毛细管黏度计：符合GB/T 10247的要求。
5.1.5 秒表：精度为±0.01s。
5.1.6 旋转黏度计：Fann-35 型六速旋转黏度计或同类仪器，带量杯。
5.1.7 高温高压同轴圆筒旋转黏度计：采用同轴圆筒测试方法的高温高压黏度测试仪器，控温精度为 ±1℃或同类仪器。
5.1.8 密闭容器：容积500 mL。
5.1.9 恒温水浴：室温~100℃,控温精度为±1℃。
5.1.10 电热恒温干燥箱：室温~200℃,恒温精度为±1℃。
5.1.11 干燥器：φ210 mm×250 mm ( 干燥剂为变色硅胶)。
5.1.12 离心机：转速为0 r/min～4000 r/min, 配套刻度离心管，其容量为10 mL。
5.1.13 刻度移液管：1mL 、2mL 、5mL 、10mL。
5.1.14 注射器：5.0 mL(0.02 mL分度)。
5.1.15 烧杯：250mL 、500 mL 、1000 mL。
5.1.16 量筒：10 mL 、20mL、100 mL 、500 mL、1000 mL。
5.1.17 具塞量筒：100 mL。
5.2 试剂材料
5.2.1 实验用水：应符合GB/T 6682中三级水的要求。
5.2.2 煤油：航空煤油。
5.2.3 原油：目标区块的原油，经过脱水处理，含水≤0.5%。
5.2.4 地层水：目标区块的目的层水或制备与目的层一样的模拟水。
5.2.5 钠基膨润土：应符合SY/T 5490的要求。
6 聚合物压裂液制备
6.1 试样制备要求
应说明聚合物压裂液名称、各组分成分、用量、配比、加入顺序、实验用水、混合时间等。
6.2 聚合物压裂液制备方法
6.2.1 用500 mL量筒量取500 mL 配制聚合物压裂液的实验用水，转移至洁净、干燥的吴茵混调器 的搅拌杯中，启动高速搅拌器并调整转速至3000 r/min±90 r/min。
6.2.2 加入按配方称取或量取的聚合物稠化剂及固体添加剂(破胶剂除外，精确至0.01g), 避免形 成鱼眼，开始计时，搅拌2 min 后调整高速搅拌器转速至1000 r/min±30 r/min,迅速用移液管按配方 加入液体添加剂(破胶剂除外，精确至0.01mL),3min 后停止搅拌。
6.2.3 将配制液体转移至烧杯中，备用。
7 聚合物压裂液性能测定
7.1 外观
目测法：在非直射自然光下，观察依据第6章制备的聚合物压裂液状态，判断聚合物压裂液是否 是均匀液体。
7.2 pH 值的测定
聚合物压裂液按第6章制备，压裂液基液pH值用精密pH 试纸或pH计测定。
7.3 表观黏度的测定
7.3.1 毛细管黏度计测压裂液黏度
选择适当内径的品氏毛细管黏度计，最细内径的流动时间不得小于350 s, 毛细管内径0.4 mm~
0.6 mm。
用品氏毛细管黏度计，吸入按6.2制备的低黏聚合物压裂液试样，将毛细管黏度计置于石油运动 黏度测定器中，调整黏度计垂直。测量试样弯月面最低点通过计时球上下标线的时间，记为t 。不重 复装样，重复测量两次流动时间，取平均值。两次测量的流动时间之差应不大于平均值的1.0%,否 则应重新测量。
表观黏度应按公式(1)计算：
μ=p×C×t₀ ………………………………………(1)
式中：
μ—试样表观黏度，单位为毫帕秒 (mPa·s);
p——压裂液密度，单位为克每立方厘米 (g/cm³)
C——毛细管黏度计系数，单位为平方毫米每二次方秒(mm²/s²);
to——试样流经上下标线的时间，单位为秒( s)。
注 ：表观黏度计算值保留三位有效数字。
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7.3.2 旋转黏度计测压裂液黏度
用500mL量筒量取350mL 按6.2制备的试样，转移至旋转黏度计量杯中，用旋转黏度计测量转 速为100 r/min ( 剪切速率为170 s-¹) 时的表观黏度μ。待黏度计指针示值稳定后读数，记为a 。重复 操作三次，其与平均值的最大偏差应不超过平均值的±1.5%,否则，应重新测量。
表观黏度应按公式(2)计算：
………………………………………
(2)
式中：
μ ——试样表观黏度，单位为毫帕秒(mPa · s);
a ——100 r/min转速下的黏度计指针读数;
5.077——a 为1时的剪切应力值，单位为十的负一次方帕(10-¹Pa);
1.704——黏度计转数为1 r/min的剪切速率值，单位为负一次方秒(s-¹)。
注：表观黏度值保留三位有效数字。
7.4 溶解时间的测定
7.4.1 取一只洁净的1000 mL 烧杯，量筒量取500 mL实验用水，加入烧杯中。
7.4.2 按配方在天平中准确称取粉末聚合物样品或用注射器抽取液体聚合物样品。
7.4.3 启动搅拌器转速在1000 r/min内使水成漩涡状，将聚合物样品加入量筒水中。
7.4.4 在样品分散过程中，观察溶液状态，是否均匀。
7.4.5 记录无上述现象的时间为溶解时间，上述过程在室温下操作。
7.5 降阻率的测定
依照SY/T 7627的方法测试压裂液降阻率。
7.6 耐温耐剪切能力的测定
根据高温高压黏度测试仪规定装入仪器规定体积的高黏聚合物压裂液，从30℃开始实验，控制 升温速度为3.0 ℃/min±0.2 ℃/min, 同时转子以剪切速率100s- ¹ 转动，温度达到要求测试的温度 后(测试温度推荐为压裂液使用温度),保持剪切速率和温度不变，剪切时间为1h。取点时间间隔为 20s, 将达到设定剪切时间前1 min 内的平均黏度值记为测试温度下的耐温耐剪切能力。
7.7 破胶性能的测定
将制备的压裂液装入密闭容器内，按配方要求的量加入破胶剂，搅拌均匀。实验温度低于95℃ 时，放入水浴锅中加热恒温;实验温度高于95 ℃时，放入烘箱中加热恒温，使压裂液在恒温下破胶。 破胶时间低黏聚合物压裂液为60 min, 中黏和高黏聚合物压裂液为240 min, 并测定破胶液的运动黏 度。当压裂液黏度<5mm²/s 时 ，不进行该项测试，并在结果中标注出该情况。
7.8 表面张力及界面张力的测定
7.8.1 用破胶液测试表面张力及界面张力，按7.7方法制备破胶液，并将测试液体在30℃下恒温30 min
以上。
7.8.2 接通表面张力仪电源预热30 min, 清洗干净样品杯，装入恒温的7.8.1液体，静置约3 min 后， 用SY/T 5370中的平板法测量破胶液的表面张力。
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7.8.3 以煤油与破胶液界面作油水界面，用SY/T 5370中的平板法测量破胶液的界面张力。
7.9 防膨率的测定
7.9.1 用电子天平称取钠基膨润土200g ( 精确至0.01 g) 并放置于烧杯中，将装有钠基膨润土的烧 杯放入电热恒温干燥箱，于105℃±1℃下恒温360 min, 取出置于干燥器中冷却至室温，待用。
7.9.2 用电子天平称取0.5g ( 精确至0.01g) 钠基膨润土装入10mL 的玻璃刻度离心管，然后再移取 5 mL 煤油于玻璃刻度离心管中，立即将钠基膨润土充分摇匀，在室温下放置120 min, 离心管装入离 心机内，在转速为1500 r/min±100 r/min下离心15min, 读出膨润土膨胀后的体积V。
7.9.3 分别用破胶液和蒸馏水，按7.9.2的步骤，测定钠基膨润土在破胶液和蒸馏水中的膨胀体积， 分别记为 V₁和 V₂。
注：考虑离心后玻璃刻度离心管内的膨润土上端面是倾斜的，取倾斜面的最大值和最小值的平均值作为膨润土膨 胀后的体积。
7.9.4 做两次平行测量，两次测量值相对误差应不大于0.1mL, 结果取算术平均值。
7.9.5 防膨率按公式(3)计算：
…………………………………(3)
式中：
B——防膨率，用百分数表示;
V₀——膨润土在脱水煤油中膨胀后的体积，单位为毫升(mL);
V₁——膨润土在破胶液中膨胀后的体积，单位为毫升(mL);
V₂——膨润土在蒸馏水中膨胀后的体积，单位为毫升( mL)。
7.10 破乳率的测定
7.10.1 测量
7.10.1.1 分别量取200 mL原油(提供不了原油的用煤油代替)和聚合物压裂液破胶液于不同烧杯 中，置于比破乳温度低5℃~10℃(破乳温度为储层温度，当储层温度高于100 ℃时，温度设定为 95℃)的恒温水浴锅中预热10 min。
7.10.1.2 将预热的原油加入吴茵混调器搅拌杯中搅拌，调节转速至液体形成的漩涡可见到搅拌杯 中桨叶中轴顶端，然后将烧杯中的聚合物压裂液破胶液缓慢均匀加入到搅拌杯中，恒温搅拌时间 10 min, 形成人工配制的原油乳状液。
7.10.1.3 将原油乳状液迅速倒入具塞量筒中，记录实际的乳化液体积V₃。
7.10.1.4 把装有乳状液的具塞刻度量筒放入恒温水浴锅中静置恒温(恒温温度为储层温度，当储层温 度高于100℃时，恒温温度设定为95℃),分别记录时间为3 min、5min 、10 min 、15 min 、30 min、 60 min 、120 min和240 min的分离出的聚合物压裂液体积V4。
7.10.1.5 做两次平行测量，两次测量值相对误差应不大于0.5mL, 结果取算术平均值。
7.10.2 结果计算
破乳率应按公式(4)计算：
……………………………………
(4)
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式中：
T——原油与破胶液乳状液的破乳率，用百分数表示;
V₃——具塞量筒中乳化液总体积，单位为毫升(mL);
V₄——V₃中脱出的破胶液总体积，单位为毫升(mL)。
7.11 与地层流体的配伍性的测定
聚合物压裂液的破胶液与地层水按1:2、1: 1和2:1的体积比混合(混合体积100 mL), 静置 30 min, 观察是否产生沉淀或絮凝现象。观察温度为储层温度，当储层温度高于100 ℃时，观察温度 设定为95℃。
8 安全与环境控制要求
8.1 实验室应清洁、干燥，应备有通风设备和清水冲洗用具。
8.2 在提供样品进行检测时，还应提供相关的安全技术说明书，包括健康、安全和环保的提示。在 检测使用过程中，实验员参考安全技术说明书做好安全防护。
8.3 在实验室样品检测中，涉及强酸强碱操作时，实验员应穿工作服、戴橡胶耐酸碱手套、佩戴防 酸安全防护眼镜。皮肤接触时，立即脱去污染的工作服，用流动清水冲洗至少5min, 严重时及时送 医;眼睛接触时，立即用冲眼器冲刷，严重时及时送医;吸入时，迅速离开现场至空气新鲜处，保持 呼吸道畅通，严重时及时送医。
8.4 仪器在使用过程中，发生故障或者损坏时，应停止使用，并及时排除故障或进行维修，直至正 常，同时，将故障发生和排除情况做好记录。实验过程中，遇到电压不稳或停电时，应停止试验，待 电压稳定或来电稳定后，方可重新进行实验。
8.5 高温实验时，应佩戴耐高温防护手套及防护面罩，采取必要的防护措施，严格按照操作规程进 行操作。使用加热设备时，人员不得离岗，使用完毕，应立即断开电源，使其自然降温，以免炉膛 突然受冷碎裂。加热设备应放置在阻燃的、稳固的实验台或地面上，不得在周围堆放易燃易爆物或 杂物。
8.6 压裂液中的杀菌剂不宜使用刺激性物质。若使用具有刺激性的杀菌剂，宜尽量减少使用浓度。
8.7 实验中配制与使用后的各种液体应集中处理，不应随意排放。
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