中国石化沥青类处理剂标准探析

马文英

中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院(河南濮阳457001)

中国石化沥青类处理剂标准探析

马文英

中国石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院(河南濮阳457001)

沥青类钻井液用处理剂是传统的防塌剂，对钻井过程中的井壁稳定起着重要作用，虽然种类较多，但在钻井液中的作用机理大同小异。针对目前中石化范围内沥青类处理剂的多个标准存在重复、交叉，执行的标准繁多且比较乱的情况，分析了沥青类标准的技术指标优缺点、存在问题，并提出了认识和建议。

钻井液;沥青;标准;技术指标

1 标准概况

沥青类产品是目前现场主要的抑制防塌剂之一，应用范围较广，在深井、大斜度定向井、水平井、特殊工艺井等均有应用，且适用于聚磺、饱和盐水、聚磺钾盐等不同的钻井液体系，是目前钻井过程中用量较大的化学剂，中国石化年用量达4 715余t，各油田用量见表1(中国石化2013年8月统计数据)。

表1 中国石化沥青类处理剂应用情况统计

沥青是原油精炼后的残留物，将沥青进行加工处理后，可制成钻井液用的沥青类抑制防塌剂，产品主要有氧化沥青、高低软化点沥青、磺化沥青、改性沥青、乳化沥青等。其中氧化沥青主要用于油基钻井液中，目前没有相关标准;高低软化点沥青用量很少，也没有标准。以下主要对另外3类沥青类产品现有标准进行分析。此外，还有1类是评价方法类标准。

目前沥青类处理剂的标准共有19项(表2)，其中2项石油天然气行业标准［1-2］，3项中国石化一级企业标准［3-5］，其他为各油田标准或供应商标准(其中西南分公司供应商标准就有9项)。上述标准中7项为技术条件或技术要求或验收条件标准，1项评价方法标准，其余为产品标准。产品标准中，磺化沥青标准有7项，改性沥青标准4项，阳离子乳化沥青标准5项。

2 标准分析

2.1 磺化沥青标准

7项磺化沥青标准中对技术指标的规定基本相同，有磺酸钠基含量、水溶物含量、油溶物含量、高温高压滤失量、表观黏度降低率、动切力降低率等，指标项目的设置与Q/SH 1025 0511-2007《钻井液用沥青类通用技术条件》中磺化沥青的基本一致。

表2 沥青类产品标准分类统计

表3对7项标准进行了分析对比，发现不同程度存在一些问题:

有的标准技术指标要求或严格或放宽，主要表现在烘失量和高温高压滤失量指标。

有的对实验用基浆没有要求，只规定了加样后的指标，而且对于实验方法的描述均是重复的。

西南分公司的3个供应商标准技术指标、试验方法完全相同，仅规范性引用文件略有差异，也存在基浆性能没有规定的问题，由于该类标准的技术指标均不高于中国石化一级企业标准，该类供应商标准存在意义不大。

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2.2 改性沥青标准

4项改性沥青标准中均对产品的理化性能和钻井液性能进行了规定，理化性能指标主要有外观、细度、烘失量、pH值等，SY/T 5665-1995《钻井液用页岩抑制剂改性沥青FT341、FT342》要求的是磺酸根含量，其他标准有的要求的是水溶物和油溶物含量;钻井液性能主要是高温高压滤失量，对于黏度作为次要要求。

表4对4项标准进行了分析对比，存在的主要问题如下:

SY/T 5665-1995《钻井液用页岩抑制剂改性沥青FT341、FT342》检测指标太少，无法控制产品质量。

4项标准中存在的最主要问题表现在高温高压滤失量指标，有的对实验用基浆没有要求，只规定了加样后的指标，有的对加样前后的滤失量要求没有太大区别。

西南分公司的1个供应商标准中没有关键性理化指标，同时存在基浆性能没有规定的问题，技术指标均不高于中石化一级企业标准，建议该油田可直接采用中石化企业标准，该类供应商标准存在意义不大。

5项标准中有4项标准产品是膏(胶)状乳化沥青，仅1项产品为粉状;1项胜利油田企业标准，4项西南分公司供应商标准。

表3 磺化沥青标准对比

表4 改性沥青标准对比

表5对5项阳离子沥青标准进行了分析，4项膏(胶)状乳化沥青标准对阳离子乳化沥青的钻井液性能均要求不够，都是采用抑制性实验，没有规定最重要的高温高压滤失量指标，并且有的对钻井液基浆的性能没有规定，造成加样后的指标没有可比性。

由于在Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》中没有对对阳离子沥青进行技术要求，建议对其进行修订，增加该部分内容修改不准确之处，各油田统一执行，不再使用油田标准和供应商标准。

表5 阳离子沥青标准对比

2.4 评价方法及技术要求标准

SY/T 5794-2010《钻井液用沥青类评价方法》适用于所有沥青类产品，规定了对沥青类产品质量进行评价的方法。磺酸钠基含量、水溶物含量、油溶物含量、高温高压滤失量及技术指标方法基本适用;抑制性中有表观黏度降低率、动切力降低率、岩心膨胀量相对降低率等方法，由于沥青的作用主要表现在封堵性上，其抑制黏土造浆、膨胀的作用十分有限，这些评价方法还存在值得商榷的地方，有待研究更加科学合理的产品质量检测评价方法。该标准中“硫酸根含量”的说法不科学，应为“磺酸根含量”。

Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》适用于磺化沥青和阳离子乳化沥青产品的评价，不适用于阳离子粉状沥青和改性沥青产品。规定了产品的外观、烘失量、水溶物含量、油溶物含量、磺酸钠基含量、分散性、胶体稳定性、蒸发残余物含量及高温高压滤失量，指出“乳化沥青如果产品有软化点标称的，测试温度按其标称软化点高出10℃进行”，乳化沥青由于沥青已经全部变成了亲水性成分，具有良好的水分散性，不存在软化点，所以该表述存在概念失误。指标中的分散性和胶体稳定性实验方法不精确，主观性较强;同时高温高压滤失量没有基浆数据。

Q/SH 1025 0511-2007《钻井液用沥青类通用技术条件》中规定了磺化沥青，中、低软化点沥青和阳离子型沥青的检测技术指标，其中有标志沥青含量及磺化度的指标，但对于阳离子型沥青进行阳离子度的检测值得商榷，阳离子沥青生产过程中使用的乳化剂为阳离子型，但沥青本身并没有接枝上阳离子基团，所以进行阳离子度的测定没有意义，另外表观黏度、动切力和岩心线性膨胀降低率指标也不太合适。烘失量定为15%，对于粉末状产品要求过低，且该指标低于Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》中规定的烘失量10%的要求。

3 结束语

1)改性沥青和阳离子沥青虽然是传统的沥青类产品，但其命名不科学，严格来讲，磺化沥青、乳化沥青等都是改性沥青，即对原始沥青进行磺化等处理改性而得;阳离子沥青是通过添加阳离子型表面活性剂对沥青分散进行，而不是在沥青分子上接枝了阳离子基团，所以，今后应根据处理工艺准确命名，从而使处理剂的检测和使用更加科学规范。

2)评价方法及技术要求类标准涵盖面比较全，方法较为适用，建议修订时仅对个别不规范的描述予以纠正即可。

3)由于沥青类产品种类较多，标准也多且比较乱，多个标准存在重复、交叉现象。建议整合沥青标准，进行规范、统一，对Q/SHCG 3-2011《钻井液用沥青类处理剂技术要求》进行修订，将各油田二级企业标准中合理的内容进行整合，全部纳入该标准中，包括所有的沥青类处理剂，提升为一项综合性标准，所有沥青类产品不再使用油田或供应商标准，避免出现油田二级企业标准或供应商标准的技术指标低于中石化一级企业标准的现象，以利于对产品质量的严格控制。

4)提出标准修订的具体建议。目前标准中的油溶物含量指标普遍偏低，应提高该项指标;将油田磺化沥青标准中较高技术指标和增加的有用指标如起泡率、磺酸钠基含量等内容增加进标准中;修订乳化沥青的分散性和胶体稳定性指标;对改性沥青根据生产工艺准确分类命名，进而执行相关标准。

5)沥青类处理剂标准整合、技术指标规范后，可进一步规范沥青类产品的采购和检测、提高产品质量，从而在现场施工中有效降低井壁失稳等复杂情况的发生，保证钻井安全、顺利进行。

致谢:

资料调研时得到中石化总部和石油工程技术服务有限公司有关部门的大力支持和帮助，得到了各油田企业的积极协助和配合，论文撰写过程中得到李燕教授的指导，在此表示衷心的感谢!

［1］SY/T 5665-1995钻井液用页岩抑制剂改性沥青FT341、FT342［S］.

［2］SY/T 5794-2010钻井液用沥青类评价方法［S］.

［3］Q/SH 0043-2007钻井液用磺化沥青技术要求［S.］

［4］Q/SH 0044-2007钻井液用改性沥青FT-342技术要求［S］.

［5］Q/SHCG 3-2011钻井液用沥青类处理剂技术要求［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

马文英(1969-)，女，高级工程师，现主要从事钻井液技术研究工作。