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ISO 13503-2 压裂支撑剂性能测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:ISO 13503-2标准规定了石油天然气工业中水力压裂作业用支撑剂的性能测试方法。核心检测对象为各类人造或天然支撑剂颗粒,关键测试项目包括粒径分布、抗压强度、酸溶解度、浊度等指标。该标准通过精确测量支撑剂在高压地层环境中的物理、力学和化学性能,确保其导流能力和耐久性。测试涵盖样品制备、尺寸分析、强度评估等环节,确保结果可靠性和可重复性。

检测项目

粒度分析:

  • 平均粒径:d50值(参照ISO13503-2)
  • 粒度分布:d10、d50、d90范围
  • 粒度均匀性:偏差系数≤0.5
抗压强度测试:
  • 破碎率:≤8%(参照ISO13503-2)
  • 屈服强度:≥150MPa
球形度检测:
  • 球形度指数:≥0.9
  • 圆度偏差:≤5%
密度测试:
  • 视密度:1.5-3.0g/cm³
  • 堆积密度:0.8-1.5g/cm³
酸溶解度测定:
  • 盐酸溶解度:≤5.0%
  • 氢氟酸溶解度:≤1.0%
浊度测量:
  • 浊度值:≤100NTU
  • 悬浮物含量:≤0.5%
导流能力评估:
  • 渗透率:≥200mD
  • 裂缝闭合压力:≥50MPa
表面光滑度分析:
  • 表面粗糙度:Ra≤0.5μm
  • 摩擦系数:≤0.3
耐久性测试:
  • 磨损率:≤2.0%
  • 循环载荷寿命:≥10000次
化学稳定性检测:
  • pH耐受性:2-12范围
  • 氧化稳定性:失重率≤1.0%

检测范围

1.天然石英砂支撑剂:重点检测粒径分布均匀性和抗压强度,确保地层裂缝支撑效果

2.树脂涂层支撑剂:侧重涂层厚度一致性和化学稳定性,防止井下环境腐蚀

3.陶瓷支撑剂:关注高温高压条件下的导流能力和球形度,避免裂缝闭合

4.铝土矿支撑剂:强调密度控制和酸溶解度测试,优化流体兼容性

5.聚合物复合支撑剂:检测表面光滑度和耐久性,减少流动阻力

6.烧结陶粒支撑剂:着重抗压强度和循环载荷寿命,应对高压地层

7.玻璃珠支撑剂:重点测试浊度和表面缺陷,保证流体清洁度

8.改性石英砂支撑剂:检测化学稳定性及pH耐受性,适用于酸性环境

9.轻质支撑剂:强调密度控制和导流能力,降低沉降率

10.高温专用支撑剂:侧重热稳定性和氧化稳定性,用于深井压裂

检测方法

国际标准:

  • ISO13503-2:2006Petroleumandnaturalgasindustries—Completionfluidsandmaterials—Part2:Measurementofpropertiesofproppantsusedinhydraulicfracturingandgravel-packingoperations
  • ASTMD6913/D6913M-17JianCeTestMethodsforParticle-SizeDistribution(Gradation)ofSoilsUsingSieveAnalysis
  • APIRP19CRecommendedPracticeforMeasurementofProppantCrushResistanceTest
国家标准:
  • GB/T35049-2018石油天然气工业水力压裂支撑剂性能测试方法
  • GB/T14684-2022建筑用砂试验方法(用于粒度分析)
  • GB/T23986-2009塑料密度和相对密度试验方法(用于密度测试)
国际标准与国家标准在抗压强度测试中对加载速率要求不同,ISO标准规定0.5MPa/s,GB标准为0.8MPa/s;在酸溶解度测试中,ISO使用4%盐酸溶液,GB采用5%浓度;粒度分析环节,ISO优先激光衍射法,GB补充筛分法差异。

检测设备

1.激光粒度分析仪:Mastersizer3000(测量范围0.01-3500μm,精度±0.6%)

2.万能材料试验机:INSTRON5967(载荷范围0.5-300kN,位移分辨率0.01mm)

3.显微镜系统:ZEISSAxioScopeA1(放大倍数50-1000×,图像分析软件支持)

4.密度测定仪:AccuPycII1340(体积测量精度±0.01%,气体置换法)

5.酸溶解度测试装置:定制反应釜(温度范围20-100°C,压力控制0-10MPa)

6.浊度计:HACH2100Q(量程0-1000NTU,精度±2%)

7.导流能力测试仪:API标准导流室(裂缝宽度0.2-0.5mm,流量范围0.1-500mL/min)

8.球形度分析仪:CAMSIZERX2(动态图像分析,分辨率0.8μm)

9.表面粗糙度测量仪:TaylorHobsonFormTalysurfi-Series(触针半径2μm,行程范围50mm)

10.磨损试验机:TaberAbraser5750(载荷500g,转速60rpm)

11.高温高压反应釜:PARR4575(温度上限300°C,压力上限100MPa)

12.pH计:Metrohm780(测量范围0-14,精度±0.01pH)

13.循环加载设备:MTSLandmark(频率范围0.1-100Hz,载荷控制±1%)

14.光学显微镜:OlympusBX53(透反射光源,数码相机集成)

15.恒温水浴:JulaboF32(控温精度±0.1°C,温度范围-20-200°C)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

ISO 13503-2 压裂支撑剂性能测试
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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