潘文啟，胡科先，姚 亮

中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710018）

壓裂支撐劑的作用在于充填壓裂產(chǎn)生的人工裂縫，待地層壓力釋放后支撐裂縫，形成具有高導流能力的油氣滲流通道。常用的支撐劑包括天然石英砂和人造陶粒[1]。

在支撐劑的質(zhì)量檢測中[2]，濁度檢驗是壓裂支撐劑實驗中的一項重要評定指標[3-5]。在進行濁度檢驗時，對試樣施加符合國標規(guī)定的搖振力和搖振速度對于檢驗結(jié)果的影響很大，目前采用的方法有2種：一是采用人工操作；這種方法對于操作人員的技術(shù)水平和熟練程度提出了很高的要求，人為因素的影響制約了檢驗的精度和權(quán)威性；一種是利用振蕩器可以設(shè)定相應參數(shù)，對于人工操作的影響做了很大的改進，對于搖振力和搖振速度的控制更加有效和簡單。

1 腕式振蕩儀的工作原理及參數(shù)

腕式震蕩儀工作原理是將需要震蕩搖勻的試樣瓶可靠固定在爪式夾持器上，啟動電源總開關(guān)，從觸屏上或者電腦上輸入基本工作參數(shù)：轉(zhuǎn)速、擺動角度選擇、擺動曲線的形式選擇、時間選擇；控制單元將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號，傳輸給ARM處理器，按照參數(shù)選擇驅(qū)動電機驅(qū)動器，驅(qū)動電機工作；啟動“開始”按鈕，振蕩儀開始工作，步進電機驅(qū)動器按照ARM控制指令，驅(qū)動步進電機。按照預設(shè)速度和擺動角度震蕩，待達到預設(shè)時間后，儀器自動停止，并自動輸出轉(zhuǎn)速、擺動角度、擺動曲線形式以及工作時間、日期的參數(shù)至計算機或存儲單元。

腕式振蕩儀機械結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 腕式震蕩儀結(jié)構(gòu)示意圖

考慮到現(xiàn)場實際工況，初步設(shè)計該腕式搖擺儀裝置的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 技術(shù)參數(shù)

2 實驗結(jié)果與分析

將腕式震蕩儀應用于壓裂支撐劑的檢驗過程與技術(shù)熟練的檢驗人員嚴格按照標準進行操作進行儀器和人工的測試結(jié)果進行比對。首先測試4個支撐劑樣品的濁度，腕式搖擺儀在不同搖擺角度的條件下對其進行測試，對比人工測試與腕式測試結(jié)果。測試結(jié)果如表2、表3所示。

表2 操作人員對4批樣品濁度測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計 /FTU

表3 腕式搖擺儀測試結(jié)果統(tǒng)計/FTU

由表2、表3的測試數(shù)據(jù)可以看出，搖擺角度為90°、120°的時候濁度測試值和人工測試值吻合,但從測試數(shù)據(jù)離散度來看搖擺角度為90°數(shù)據(jù)離散度較小，平行樣測試誤差小。

3 結(jié)論

該腕式振蕩儀已經(jīng)應用到長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心壓裂支撐劑濁度性能測試實驗中滿足檢驗標準（SY/T 5108-2006）對于壓裂支撐劑濁度測試的要求。大大降低勞動強度和人為因素對檢驗結(jié)果的影響。使用腕式振蕩儀和人工手工搖蕩濁度測試結(jié)果吻合，樣品濁度測試結(jié)果重復性好，其有良好的應用效果。

[1]萬仁浦,羅英俊.采油技術(shù)手冊(第 9分冊):壓裂酸化工藝技術(shù)(修訂本)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1998:499-500.

[2]SY/T 5108-2006壓裂支撐劑性能指標及測試推薦方法[S].

[3]張貴玲.影響壓裂支撐劑酸溶解度檢測結(jié)果的因素分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2013,29（1）：31-33.

[4]楊連如.水力壓裂在延長石田的應用與認識[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010，36（5）：110-111.

[5]潘文啟，姚亮，楊紅英，等.壓裂支撐劑檢驗質(zhì)控探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014,30（8）：54-56.