張華，程秋華，張梅，耿鵬

中國石化中原油田分公司技術監(jiān)測中心(河南濮陽457001)

淺談油田化學劑標準存在的問題及對策

張華，程秋華，張梅，耿鵬

中國石化中原油田分公司技術監(jiān)測中心(河南濮陽457001)

油田化學劑的應用貫穿在鉆井、提高采收率、油氣開采、油氣集輸和油田水處理等各個方面。產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著油氣生產(chǎn)，標準是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵。針對目前油田化學劑標準存在的問題進行了分析總結，探討了通過規(guī)范標準起草過程中技術內(nèi)容選擇、框架結構的確定、試驗方法的驗證等工作解決現(xiàn)標準存在的問題。

油田化學劑;標準;編寫方法

Q/SH 0242-2009《油田化學劑分類及命名規(guī)范》將油田化學劑分為通用化學劑、鉆井用化學劑、壓裂酸化用化學劑、采油用化學劑、油氣集輸用化學劑、油田水處理用化學劑6大類。油田化學劑在油田生產(chǎn)中有著廣泛的應用，僅中國石化每年的用量就達數(shù)百萬噸。其產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，對油氣勘探開發(fā)產(chǎn)生具有重大的影響。油田化學劑標準是評價和判斷產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的重要技術依據(jù)，所以標準編寫質(zhì)量及水平的高低對控制油田化學劑產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關重要的作用。因此，可通過提高油田化學劑標準編寫的質(zhì)量水平，達到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

1 油田化學劑標準存在的問題

目前各油田在用的油田化學劑標準既有國家標準、行業(yè)標準、石油企業(yè)標準(包括一級企業(yè)標準、二級企業(yè)標準)，也有大量的生產(chǎn)企業(yè)(供應商)標準。

通過分析發(fā)現(xiàn)，目前存在的化學劑產(chǎn)品質(zhì)量問題，與在用標準的結構、內(nèi)容不完整、不規(guī)范有密切關系，部分行業(yè)、企業(yè)標準存在以下問題:

1)標準的適用性差。標準在制定過程中調(diào)研不夠，試驗驗證不足，造成技術內(nèi)容不能滿足現(xiàn)場需求。例如，Q/SH 0048-2007《鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽技術要求》［1］在編制過程中缺少足夠的試驗基礎與試驗比對，現(xiàn)場應用效果不理想。一是純度指標檢測方法不科學，采用(75%的乙醇+1.5%的鹽酸)反復洗滌產(chǎn)品，由于鹽酸與鉀離子的交換作用，導致檢測結果不準確;二是缺少灼燒殘渣含量技術指標，無法控制產(chǎn)品中添加的無機鹽和不溶輔料。

2)同一類化學劑標準的結構、技術項目及指標設置差異很大，致使標準的技術水平無法保證，從而不能有效地保證鉆井用化學劑產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，SY/T 5280-2000《油破乳劑通用技術條件》［2］中閃點指標要求大于20℃，但SY/T 5581-1993《TA1031原油破乳劑》［3］中閃點指標要求大于7℃。

3)標準名稱不規(guī)范，在標準命名時不遵守國家標準的規(guī)定，標準名稱不能體現(xiàn)產(chǎn)品的化學組成和功能。例如，Q/SLZ 016-2010《鉆井液用高溫抗鹽降濾失劑RSTF》［4］，標準名稱及文本正文中都沒有對該化學劑的主要成分進行說明，不能明確是聚合物類降濾失劑還是僅僅依靠封堵降低濾失量的產(chǎn)品，致使在現(xiàn)場使用時無法迅速對該產(chǎn)品的適用性做出判斷。

4)缺少表征產(chǎn)品本質(zhì)特征的項目或質(zhì)量控制所需的核心功能指標。例如，SY/T 5660-1995《鉆井液用包被劑PAC141、降濾失劑PAC142、降濾失劑PAC143》中無有效物技術指標。

5)缺少試驗方法或試驗方法不夠科學，試驗方法水平較低。例如，Q/DSY 005-2010《固體潤滑劑GR》、Q/ZDF 01-2010《鉆井液用固體潤滑劑RT-1》缺少“表觀黏度升高值”和“濾失量”的測試方法。Q/SLZ 022-2010《鉆井液用石墨SMF》、Q/ZDF 01-2010《鉆井液用固體潤滑劑RT-1》缺少熒光性能測試［5-7］。

6)缺少產(chǎn)品使用說明和安全技術說明，尤其缺少有關健康、安全和環(huán)保方面的技術要求。

2 存在問題的解決方法

油田化學劑標準中存在的上述問題，即“標準”的不標準問題，對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。制定規(guī)范的標準文本，是解決以上問題的有效途徑。

2.1 遵循技術內(nèi)容的選擇原則，解決標準適用性差的問題

標準中的規(guī)范性技術要素是一個核心要素，其他要素的確定都與其有著密不可分的關系，因此油田化學劑標準技術內(nèi)容的選擇成為編寫標準的關鍵，應遵循以下原則。

2.1.1 目的性原則

制定標準的目的是技術內(nèi)容選擇的決定因素之一。例如，制定鉆井用化學劑中國石化一級企業(yè)標準的目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證產(chǎn)品的使用性能、保障健康、保證安全、保護環(huán)境及降級采購成本等，在標準指標項目的確定中不能缺少使用性能指標。

2.1.2 適用性原則

技術內(nèi)容的選擇，應根據(jù)制定標準的目的，體現(xiàn)產(chǎn)品使用功能并反映現(xiàn)場實際應用需求和效果，考慮現(xiàn)有的儀器和設備。例如，“濾失量”是反應鉆井液用降濾失劑使用效果的最重要技術指標，如果鉆井液用降濾失劑標準中未對該指標做出要求，則該標準無實際意義。“流變性”是產(chǎn)品在鉆井液中使用時，對鉆井液黏度或切力帶來影響的技術指標。包括表觀黏度、塑性黏度、φ100轉(zhuǎn)黏度、動切力、靜切力等，是評價降濾失劑使用效果的一項主要輔助性技術指標?！盎腔取笔欠从炽@井液用降濾失劑磺甲基酚醛樹脂等磺化類產(chǎn)品的基本特性指標。

2.1.3 性能特性原則

要求宜由性能特性來表達，而不用生產(chǎn)和描述特性來表達。例如，采油助劑中油基清蠟劑、原油降黏劑是造成原油中有機氯含量增高的主要原因，為保證原油中有機氯含量低于1.0mg/L，必須控制油基清蠟劑、原油降黏劑中有機氯成分。在制修訂油基清蠟劑、原油降黏劑標準時，根據(jù)性能特性原則規(guī)定“有機氯含量不大于0.1%”，優(yōu)于用“生產(chǎn)過程中不能使用含有機氯原料”的描述性表達。

2.1.4 可證實性原則

可證實性原則又稱為可檢驗性原則。不應列入沒有證實方法的要求;不宜列入不能在較短時間內(nèi)證實的要求;不應列入不能量化的要求，標準中的要求應定量并使用明確的數(shù)值表示。例如，油田化學劑“生物毒性”指標，由于現(xiàn)試驗方法無法在短時間內(nèi)通過測試取得結果，因此無法納入標準。

2.1.5 避免重復原則

功能相同的同類產(chǎn)品，宜制定該類產(chǎn)品的通用技術要求，例如，制定《鉆井用降黏劑通用技術要求》。

2.2 規(guī)范標準結構，解決標準結構不合理、內(nèi)容不完整的問題

同一類化學劑標準的結構、技術項目及指標設置差異很大，致使標準的技術水平無法保證，因此不能有效地保證油田化學劑產(chǎn)品的質(zhì)量。標準結構的完整性和合理性是保證標準質(zhì)量的首要條件，屬于危險化學品的油田化學劑部分，應增加“警告”要素。為符合現(xiàn)場對健康、安全與環(huán)保的需要并與國際先進標準接軌，結構中應增加“隨行文件”、“健康、安全和環(huán)境要求(HSE)”要素。油田化學劑標準結構包括以下內(nèi)容:

1)封面(必備)。

2)目次。

3)前言(必備)。

4)引言。

5)標準名稱(必備)。

6)警告。

7)標準正文的內(nèi)容:①范圍(必備);②規(guī)范性引用文件;③術語和定義;④符號、代號和縮略語;⑤分類、標記和編碼;⑥技術要求(必備);⑦取樣(必備);⑧試驗方法(必備);⑨檢驗規(guī)則(必備);⑩標志、標簽和隨行文件(必備);?包裝、運輸和貯存(必備);?健康、安全和環(huán)境要求(HSE)(必備)。

8)規(guī)范性附錄。

9)資料性附錄。

10)參考文獻。

11)索引。

2.3 規(guī)范標準命名，解決名稱不能體現(xiàn)化學組成和功能的問題

油田化學劑標準命名要求準確簡練并應明確具體的化學物質(zhì)，體現(xiàn)出本質(zhì)特征。建議依據(jù)GB/T1.1采用3段式:第1段為應用領域加化學劑功能組成，應與Q/SH 0242-2009一致;第2段為主要原材料名稱或主要有效成分的化學名稱?；瘜W名稱應符合GB/T 23955的規(guī)定。如果是多種原料的混合物，應取其中含量最大的，或?qū)δ芷鹬鲗ё饔玫囊环N材料作為主要原料名稱。第3段為“技術要求”。例如《鉆井用降濾失劑磺甲基酚醛樹脂技術要求》、《油井水泥用增強劑硫酸鹽技術要求》。

2.4 明確技術指標項目設置要求，解決標準缺少關鍵指標的問題

部分標準缺少表征產(chǎn)品本質(zhì)特征的項目或質(zhì)量控制所需的核心功能指標。比如，鉆井液用正電膠(MMH系列)作為一種抑制防塌劑，標準中缺少表征其產(chǎn)品本質(zhì)特征的項目——抑制性能指標，致使標準的技術水平難以保證;再如，現(xiàn)有陽離子處理劑、兩性離子處理劑相關標準，大多沒有設定陽離子度等關鍵技術指標，不能通過標準的技術要求有效控制相關產(chǎn)品質(zhì)量;生產(chǎn)廠家有機會通過添加“輔料”降低生產(chǎn)成本、甚至以次充好，導致出現(xiàn)按照標準檢驗合格的產(chǎn)品，現(xiàn)場應用效果卻不理想，甚至產(chǎn)生負面作用的現(xiàn)象。

油田化學劑應綜合考慮使用要求、基本特性和安全環(huán)保等因素，規(guī)定產(chǎn)品的使用性能、理化性能、環(huán)境適應性等方面的指標項目，如需要還應規(guī)定有害成分的限制要求。例如，“表觀黏度升高值”是防止?jié)櫥瑒┰阢@井液中影響流變性確定的使用性能指標?！皾櫥禂?shù)降低率、粘附系數(shù)降低率”是潤滑劑的主要使用性能評價指標?！盁晒饧墑e”是為不影響錄井確定的評價指標?！氨碛^黏度升高值、潤滑系數(shù)降低率、粘附系數(shù)降低率、熒光級別”是鉆井用潤滑劑必備指標項目?！八蝗芪铩笔欠磻惞腆w潤滑劑基本特性的評價項目。“酸值”是以植物油為原料生產(chǎn)的潤滑劑的核心理化性能評價項目。技術指標的項目可視情況選擇下列內(nèi)容:

1)環(huán)境條件。

2)使用性能。包括3方面指標:①直接反映鉆井用化學劑的使用性能的指標;②間接反映鉆井用化學劑使用性能的代用指標;③可靠性指標。

3)理化性能。

4)穩(wěn)定性要求。

5)安全、衛(wèi)生和環(huán)境保護方面的要求。

6)外觀和感官要求。

2.5 科學選擇編制試驗方法，解決試驗方法水平低的問題

1)應盡量選用本行業(yè)的通用方法，在已有同類鉆井用化學劑試驗方法標準時，應盡量直接引用。

示例1:

4.2 降解殘余物

按Q/SHCG 35的規(guī)定測定。

2)編制試驗方法的結構和編寫要求應符合GB/ T 1.1和GB/T 20001.4的規(guī)定，試驗方法的可靠性和適用性應通過實驗驗證，并由2家及以上具備相關資質(zhì)的實驗室驗證認可。

3)對每項技術要求均應規(guī)定相應的試驗、測定或檢查方法，并與技術要求要素編排的順序一致。

4)一項技術要求一般只規(guī)定1種可再現(xiàn)的試驗方法。如果存在多種適用的試驗方法，應按評定需要滿足的準確度和試驗方法的適用性進行優(yōu)選。例如，石墨類固體潤滑劑“水不溶物”指標的測定根據(jù)SY/T 5559《鉆井液用處理劑通用試驗方法》中規(guī)定有離心法和過濾法，分別對純石墨粉進行測試，發(fā)現(xiàn)使用離心法需反復數(shù)次、離心不徹底，而過濾法操作簡單、效率高;使用過濾法測得結果更能夠反映出石墨不溶于水的特性，因此選用過濾法更準確。如因某種原因規(guī)定2種及以上試驗方法時，應規(guī)定1種仲裁方法。

5)試驗方法的具體內(nèi)容和編排順序如下:①方法原理概要;②試劑或材料的要求;③試驗儀器、設備及對其要求;④試驗裝置;⑤試樣及其制備;⑥試驗條件;⑦試驗程序;⑧試驗結果的計算與評定;⑨精密度或允許差;⑩其他。

2.6 增加健康、安全和環(huán)境要求(HSE)，與國際標準接軌

大多數(shù)標準都缺少產(chǎn)品使用說明和安全技術說明，未標明該產(chǎn)品的使用范圍、推薦用量、使用效果(現(xiàn)場應用的有關試驗數(shù)據(jù))及使用條件、使用方法、使用注意事項、過期產(chǎn)品的處置方法等。用戶不能在第一時間掌握產(chǎn)品的全部特性、在使用中還需要進行配伍驗證;而且存在的潛在危害和風險沒有說明，這些都有可能對后期生產(chǎn)作業(yè)造成重大影響。所以應在標準中增加產(chǎn)品使用說明和安全技術說明的內(nèi)容，如果油田化學劑在運輸、貯存、使用過程中存在影響健康、安全、環(huán)境的因素，則應根據(jù)具體情況編制健康、安全和環(huán)境要求(HSE)條款，基本內(nèi)容包括:①化學劑的危險特性，毒害性說明;②對有害成分的限制要求;③使用過程中產(chǎn)生的廢棄物排放對環(huán)境的影響的要求;④預防措施等。

3 結論

通過規(guī)范標準的編寫工作，解決了油田化學劑產(chǎn)品標準存在的問題，有效地提高了標準的可操作性，從而達到了控制油田化學劑產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

［1］Q/SH 0048-2007鉆井液用聚丙烯酰胺鉀鹽技術要求［S］.

［2］SY/T 5280-2000油破乳劑通用技術條件［S］.

［3］SY/T 5581-1993 TA1031原油破乳劑［S］.

［4］Q/SLZ016-2010鉆井液用高溫抗鹽降濾失劑RSTF［S］.

［5］Q/DSY005-2010固體潤滑劑GR［S.］

［6］Q/ZDF01-2010鉆井液用固體潤滑劑RT-1［S］.

［7］Q/SLZ022-2010鉆井液用石墨SMF［S］.

Oilfield chemicals are used in drilling，enhancing oil recovery，oil and gas exploration，oil and gas gathering，oilfield water treatment，and so on.The quality of the chemicals has a direct impact on the production of oil and gas，and the standard for the chemicals is the key to control the quality of the products.The problems existing in the standard for oilfield chemical agents are analyzed and summarized，and it is proposed to solve the problems by the selection of technical content，the determination of frame structure，the verification of test method in the drafting process of the standard.

oilfield chemicals;standard;writing method

萍

2015-06-26

張華(1972-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事標準化研究工作。