水力压裂砂检测 广州压裂砂检测

水力压裂砂检测 广州压裂砂检测  

国内油气行业唯一通用检测标准：SY/T 5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》；产品执行国标 GB/T3521-2023《压裂用石英砂》，对标国际 API RP 19C、ISO 13503-2。

检测分为颗粒形貌、力学性能、密度、化学稳定性、洁净度、化学成分六大模块，含你重点关注的破碎率、球度 & 圆度。

颗粒形貌：球度、圆度检测（你重点需求）

1. 定义

球度：颗粒三维轮廓接近标准圆球的系数（0～1）；

圆度：颗粒边角磨损圆润程度，棱角尖锐则数值低；

两者共同决定砂粒堆积孔隙、裂缝导流能力。

2. 标准检测方法

1）显微镜图谱对比法（仲裁法）

10～40 倍体视显微镜，随机抽取≥100 颗完整砂粒，对照 Krumbein 标准圆球度图谱逐颗定级；

分级：低＜0.6、中 0.6～0.8、高 0.8～1.0。

2）全自动图像分析仪（第三方精密定量）

显微相机拍摄，软件自动输出平均球度、平均圆度，数据可存档、无人工误差。

合格指标

普通压裂石英砂：球度≥0.6，圆度≥0.6；

高端导流砂 / 深层井：球度≥0.7，圆度≥0.7；

人造陶粒支撑剂要求≥0.8。

检测意义

圆球度越低、棱角越多，承压时应力集中，破碎率同步升高，细粉堵塞裂缝、油气导流大幅下降。

力学核心指标：破碎率检测（支撑剂Zui关键验收项）

检测原理

模拟地层闭合压力加压，受压破碎产生细粉，细粉质量占试样总质量百分比即为破碎率。

标准操作步骤

样品预处理：105℃烘干 2h 冷却，标准套筛预振筛 10min，去除原生细粉；

精准称量，装入标准钢制破碎筒，刮平表层；

匀速升压至地层设计压力，稳压 2min 后缓慢泄压；

常用试验压力：21MPa、28MPa、35MPa、52MPa、69MPa；

承压全部样品转移至对应下限筛振筛 10min，收集筛下细粉称重；

计算公式：破碎率 (%)= 破碎细粉质量 ÷ 试样总质量 ×；

平行双试验，两次相对偏差≤5% 取平均值。

行业通用合格限值（石英砂）

20/40 目、52MPa：破碎率≤5%（优等砂≤3%）

40/70 目、35MPa：破碎率≤8%

浅层低压 21MPa：破碎率≤10%

配套设备

电液伺服压力试验机（0～150MPa 稳压）、标准破碎钢筒、振筛机、万分之一分析天平、成套标准试验筛。

基础物理指标：粒度分布、密度

1. 粒度筛分

标准套筛振筛法，常用规格 20/40、40/70、70/100 目；

指标：标称区间内颗粒占比≥90%，超细粉尘（＜0.1mm）≤2%，控制裂缝填充均匀性。

2. 两项密度检测

1）体积密度（堆积密度）：松散振实后单位堆积体积质量，1.5～1.7 g/cm³，用于现场携砂浓度计算；

2）视密度（颗粒真密度）：石英砂≥2.65 g/cm³，判断石英纯度、杂质占比。

化学稳定性能：酸溶解度（酸化井必检）

检测方法

15% 盐酸体系，恒温浸泡反应，烘干称重计算质量损失；

指标与意义

石英砂酸溶解度≤5%；数值越高，碳酸盐、黏土杂质越多，地层酸化时溶解产生大量细粉堵塞储层。

洁净度指标：浊度

操作

50g 砂 + 500mL 去离子水振荡静置，分光光度计测悬浮液浊度；

合格限值

≤100 NTU，高端低伤害支撑剂要求≤50 NTU；浊度高代表表面附着粉尘，易污染储层、降低渗透率。

化学成分检测（出厂验收）

SiO₂二氧化硅：石英砂核心纯度指标，优等砂≥98%；杂质 Fe₂O₃、碳酸盐、长石会降低硬度、升高酸溶与破碎率；

灼烧减量：检测黏土、有机质、覆膜杂质；覆膜压裂砂需单独测覆膜完整性、灼烧损耗。

补充工程性能（深度井 / 第三方全项检测）

长期导流能力：高压下支撑层渗透率衰减测试；

耐温稳定性：高温下颗粒膨胀、粉化情况；

单颗粒抗压强度：辅助判断单粒抗破碎能力。

完整送检清单（按需选择）

简易来料抽检：粒度分布、球度 + 圆度、52MPa 破碎率、浊度；

油田进场全项验收：粒度、圆球度、破碎率、体积 / 视密度、酸溶解度、浊度、SiO₂含量；

第三方仲裁全套：增加导流能力、灼烧减量、杂质元素分析。

破碎率与圆球度关联质控要点

圆球度差、棱角多 → 颗粒点接触、应力集中 → 同等压力下破碎率明显超标；

原生细粉多（浊度不合格）会干扰破碎率测试，试验前必须预筛分除粉；

烘干不彻底、含水样品会造成破碎率数据失真。