壓裂支撐劑（陶粒）檢測技術(shù)規(guī)范

一、核心檢測項目及方法

1. 物理性能檢測

• 粒徑分布
  • 方法：激光粒度分析儀或篩分法（ISO 13503-2標(biāo)準(zhǔn)）。
  • 意義：粒徑范圍（如20/40目、30/50目）需均勻，避免裂縫閉合后導(dǎo)流通道堵塞。
• 球度與圓度
  • 方法：顯微鏡或圖像分析系統(tǒng)（ISO 13503-2）。
  • 標(biāo)準(zhǔn)：球度≥0.7，圓度≥0.8（數(shù)值趨近1代表接近完美球形）。

2. 化學(xué)成分分析

• 主成分檢測
  • 項目：Al?O?（氧化鋁）、SiO?（二氧化硅）、Fe?O?（氧化鐵）含量。
  • 方法：X射線熒光光譜（XRF）或化學(xué)滴定法。
  • 要求：Al?O?含量高（通常＞70%）可提升抗壓強(qiáng)度。
• 雜質(zhì)控制
  • 檢測：堿金屬（Na、K）及重金屬殘留量（避免與地層流體反應(yīng)）。

3. 力學(xué)性能測試

• 單顆粒抗壓強(qiáng)度
  • 方法：壓力機(jī)逐顆碾壓至碎裂（ASTM D6177）。
  • 標(biāo)準(zhǔn)：52MPa閉合壓力下破碎率＜10%（高閉合壓力儲層要求更高）。
• 體積密度與視密度
  • 意義：影響支撐劑輸送效率，低密度更易懸浮于壓裂液中。

4. 耐腐蝕性測試

• 酸溶解度
  • 方法：12% HCl + 3% HF混合酸浸泡（ISO 13503-2）。
  • 標(biāo)準(zhǔn)：酸溶殘渣率＜5%（超限表明雜質(zhì)過多）。
• 堿液侵蝕測試
  • 模擬：高溫高壓（150℃, 20MPa）下浸泡于堿性溶液，測定質(zhì)量損失率。

5. 導(dǎo)流能力評價

• 長期導(dǎo)流實驗
  • 設(shè)備：API導(dǎo)流室模擬地層閉合壓力。
  • 條件：不同閉合壓力（20-80MPa）、溫度（90-150℃）下測定裂縫滲透率（達(dá)西值）。

6. 長期穩(wěn)定性檢測

• 應(yīng)力腐蝕測試
  • 方法：恒定載荷下暴露于酸性/高溫環(huán)境，觀察隨時間變化的破碎率。
• 蠕變性能
  • 意義：評估支撐劑在長期高壓下的形變傾向。

二、檢測流程

1. 取樣：按批次隨機(jī)抽取樣品（通常500g以上）。
2. 預(yù)處理：清洗、烘干至恒重，去除表面雜質(zhì)。
3. 分項檢測：按上述項目依次測試并記錄數(shù)據(jù)。
4. 綜合評價：比對ISO 13503-2、SY/T 5108-2014等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，判定合格性。

三、關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)參考值

四、檢測注意事項

1. 環(huán)境模擬：需根據(jù)目標(biāo)儲層溫度、壓力調(diào)整實驗條件。
2. 第三方認(rèn)證：出口產(chǎn)品需通過API或ISO 9001認(rèn)證實驗室檢測。
3. 動態(tài)性能：結(jié)合實際壓裂液（如滑溜水、膠液）測試攜砂性能。

五、行業(yè)發(fā)展趨勢

• 高強(qiáng)低密度陶粒：研發(fā)氧化鋁含量＞85%、密度＜2.6g/cm³的支撐劑。
• 納米涂層技術(shù)：通過表面改性降低酸溶蝕率，延長裂縫壽命。