壓裂用支撐劑檢測技術及關鍵檢測項目

一、支撐劑檢測的重要性

二、核心檢測項目及標準

• 檢測方法：采用篩析法或激光粒度儀分析。
• 標準：ISO 13503-2、API RP 19C。
• 意義：粒徑分布影響裂縫導流能力和支撐劑輸送效率，需符合目標地層滲透率要求。
• 關鍵指標：篩網(wǎng)尺寸（如20/40目、30/50目）、均勻系數(shù)（D40/D90 ≤ 3.0）。

• 檢測方法：施加閉合壓力（如52MPa、69MPa、86MPa）后，測定破碎率。
• 標準：ISO 13503-2。
• 意義：反映支撐劑在高壓下的抗碎裂能力，破碎率過高會阻塞裂縫通道。

• 檢測方法：圖像分析法（如Krumbein-Sloss圖表法）。
• 標準：ISO 13503-2。
• 意義：圓度差的支撐劑排列松散，可能導致導流能力下降超過30%。

• 檢測方法：液體置換法（如煤油介質(zhì)）。
• 意義：影響支撐劑在壓裂液中的懸浮能力和輸送效率。

• 檢測方法：懸浮液中固體顆粒的光散射測試。
• 標準：ISO 10414-1。
• 意義：濁度過高可能堵塞地層孔隙，要求≤250 NTU。

• 檢測方法：鹽酸或土酸（HCl+HF）溶解試驗。
• 標準：ISO 13503-2。
• 意義：溶解度超標（通常要求≤5%）可能導致支撐劑骨架被酸液溶解。

• 檢測方法：X射線熒光光譜（XRF）或化學滴定法。
• 關鍵指標：SiO?含量（石英砂≥80%）、Al?O?含量（陶粒≥40%）。

• 檢測方法：API導流室模擬地層條件（溫度、壓力、流體環(huán)境）。
• 標準：API RP 19D。
• 意義：直接評估支撐劑在閉合壓力下的導流能力（單位：μm²·cm）。

• 覆膜強度：熱滾試驗（模擬泵送磨損）。
• 固化時間：高溫高壓環(huán)境中樹脂固化速率。
• 耐溫性：測試覆膜在高溫（如150℃）下的穩(wěn)定性。

三、檢測流程與注意事項

1. 樣品制備：需按標準隨機取樣，避免人為篩選。
2. 環(huán)境模擬：測試壓力、溫度需與目標地層條件一致。
3. 數(shù)據(jù)合規(guī)性：檢測報告需注明設備型號、執(zhí)行標準及偏差范圍。

四、行業(yè)趨勢與挑戰(zhàn)

• 環(huán)保要求升級：檢測中需關注放射性物質(zhì)（如天然砂的U/Th含量）及重金屬溶出。
• 智能化檢測：AI圖像分析技術提升圓度與粒徑檢測效率。
• 超深井應用：抗壓強度＞100MPa的高強度支撐劑檢測需求增加。

五、

1. ISO 13503-2: 2006, Petroleum and natural gas industries—Completion fluids and materials.
2. API RP 19C: 2008, Recommended Practice for Measurement of Proppants Used in Hydraulic Fracturing and Gravel-packing Operations.
3. 《油氣田壓裂支撐劑性能檢測技術規(guī)范》（SY/T 5108-2014）.