油田压裂用高强度支撑剂试验

检测项目

力学性能检测：

• 抗压强度：单颗粒破碎强度≥70MPa（参照ISO 13503-2）
• 破碎率：闭合压力下破碎率≤10%（如：10000psi压力）
• 弹性模量：杨氏模量≥20GPa

物理形态检测：

• 圆度：圆度系数≥0.7（参照API RP 19C）
• 球度：球度指数≥0.8
• 表面粗糙度：Ra值≤5μm

尺寸分布检测：

• 粒度分布：D50粒径范围0.4-0.8mm（如：筛分法）
• 平均粒径：偏差±0.05mm
• 细粉含量：≤2wt%

化学稳定性检测：

• 酸溶解度：盐酸中溶解度≤5%（参照GB/T 29172）
• 浊度：酸溶后浊度≤200NTU
• 耐碱性：NaOH溶液浸泡失重率≤3%

热性能检测：

• 高温抗压强度：300°C下强度保留率≥80%
• 热导率：≥1.5W/m·K
• 热膨胀系数：线性膨胀≤5×10⁻⁶/°C

导流能力检测：

• 长期导流能力：≥5000mD·ft（参照ISO 13503-5）
• 短期导流能力：初始值≥8000mD·ft
• 堵塞率：压降增加≤10%

耐久性检测：

• 循环载荷疲劳：10⁴次循环后强度衰减≤15%
• 磨损率：滚筒法磨损≤5%
• 环境老化：UV照射后性能保留≥90%

密度检测：

• 视密度：≥3.0g/cm³
• 体积密度：堆积密度≥1.8g/cm³
• 孔隙率：≤5%

涂层性能检测：

• 涂层附着力：拉拔强度≥10MPa
• 涂层均匀性：厚度偏差±10μm
• 耐溶剂性：甲苯浸泡无脱落

环境适应性检测：

• 耐腐蚀性：盐雾试验失重≤0.1mg/cm²
• 耐压裂液兼容性：与滑溜水反应无沉淀
• 生物降解性：TOC减少率≥50%

检测范围

1. 陶瓷基支撑剂： 氧化铝或锆石陶瓷材料，重点检测高温抗压强度和导流能力，确保在深井高温环境下的稳定性。

2. 树脂涂层支撑剂： 酚醛或环氧树脂涂层石英砂，侧重涂层附着力、酸溶解度及耐磨性，评估涂层在压裂液中的完整性。

3. 天然砂支撑剂： 高纯度石英砂，检测粒度分布、破碎率及圆度，优化低成本应用的性能一致性。

4. 烧结陶粒支撑剂： 高密度烧结陶粒，关注热稳定性、密度及导流效率，适用于超深井压裂作业。

5. 复合支撑剂： 陶瓷-树脂复合结构，测试界面结合强度、耐久性及环境适应性，提升多功能性能。

6. 低密度支撑剂： 空心球或轻质材料，重点检测浮力、导流能力及抗压强度，用于浅层油气藏。

7. 高导流支撑剂： 特殊几何形状设计，评估导流效率、抗堵塞性及尺寸精度，最大化裂缝传导率。

8. 环保型支撑剂： 可生物降解材料，检测环境影响、降解速率及性能衰减，满足绿色开采要求。

9. 超细支撑剂： 微米级颗粒，测试渗透性、堵塞风险及粒度控制，适用于致密储层。

10. 定制化支撑剂： 根据井深温度压力定制，检测特定条件下的热性能、化学稳定性及机械强度。

检测方法

国际标准：

• ISO 13503-2:2006 石油天然气工业-支撑剂抗压强度测试（单颗粒破碎法）
• ISO 13503-5:2006 支撑剂导流能力测试（长期导流室法）
• ASTM D7504-20 支撑剂圆度和球度标准测试方法（图像分析法）
• API RP 19C:2008 支撑剂粒度分布和细粉含量推荐规程（筛分法）
• ASTM E384-22 材料维氏硬度测试（微硬度法）

国家标准：

• GB/T 29172-2012 石油天然气工业-支撑剂酸溶解度测试（盐酸溶解法）
• GB/T 6003.1-2012 试验筛-技术要求和检验（筛分精度控制）
• GB/T 228.1-2021 金属材料拉伸试验（涂层附着力间接法）
• GB/T 17395-2008 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差（密度测量参考）
• GB/T 10125-2021 人造气氛腐蚀试验-盐雾试验（耐腐蚀性测试）

（方法差异说明：ISO与GB/T在导流能力测试中压力范围不同，ASTM与GB/T在酸溶解度测试中酸浓度偏差±1%）

检测设备

1. 万能试验机： INSTRON 8862型（载荷范围0-100kN，精度±0.5%，应变速率0.001-500mm/min）

2. 激光粒度分析仪： Malvern Mastersizer 3000（测量范围0.01-3500μm，分辨率0.1μm，激光衍射法）

3. 酸溶解度测试仪： 定制反应釜系统（温度控制±1°C，酸浓度12%，搅拌速度200rpm）

4. 导流能力测试系统： API标准导流室（压力范围0-10000psi，流量计精度±1%，温度至150°C）

5. 高温高压反应釜： Parr 4575型（最高温度300°C，压力100MPa，容积500，压力100MPa，容积500mL）

6. 圆度分析仪： Camsizer X2（动态图像分析，分辨率0.1μm，处理速度100颗粒/秒）

7. 密度计： AccuPyc II 1340（气体置换法，精度0.0001g/cm³，样品室10cm³）

8. 金相显微镜： Olympus BX53（放大倍数50-1000x，CCD图像采集，涂层分析）

9. 热分析仪： NETZSCH STA 449 F3（TG-DSC同步，温度范围-150-1600°C，加热速率0.1-50K/min）

10. 腐蚀测试仪： Gamry Interface 1010E（电化学工作站，电位范围±10V，电流分辨率1pA）

11. 振动筛分机： Ro-Tap RX-29（筛分时间5-30min，振幅3mm，筛网尺寸0.025-25mm）

12. 环境模拟箱： ESPEC PL-3KPH（温湿度范围-70-150°C，10-98%RH，UV照射功能）

13. 涂层附着力测试仪： PosiTest AT-A（拉拔法，拉力范围0-50MPa，精度±1%）

14. 流量计： Brooks SLA5850（流量范围0.1-100L/min，精度±0.5%，压差传感器）

15. 数据采集系统： National Instruments cDAQ-9188（采样率1MHz，通道数8，实时分析软件）

北检(北京)检测技术研究院【简称：北检院】

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。

以上是与"油田压裂用高强度支撑剂试验"相关的简单介绍，具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。