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陶粒砂酸溶铁含量试验

  • 原创官网
  • 2025-08-09 10:13:33
  • 关键字:北检研究院,陶粒砂酸溶铁含量试验

相关:

概述:陶粒砂是石油压裂作业中关键的支撑剂材料,其酸溶铁含量(以Fe₂O₃计)是评估抗腐蚀性能与地层适应性的核心指标。该指标直接影响压裂后裂缝导流能力的长期稳定性,准确检测对保障油气井稳产具有重要技术意义。本文围绕陶粒砂酸溶铁含量及关联性能,系统介绍检测项目、范围、方法与设备。

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注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

因篇幅原因,CMA/CNAS证书以及未列出的项目/样品,请咨询在线工程师。

☌ 询价

检测项目

压裂支撑剂核心性能检测:

  • 酸溶铁含量:三氧化二铁(Fe₂O₃)质量分数(wt%,参照SY/T 5108-2014)
  • 抗压强度:单颗粒抗压强度(N)、破碎率(%,参照SY/T 5108-2014)
  • 导流能力:长期导流能力(mD·cm)、裂缝闭合压力下导流能力(mD·cm,参照SY/T 6302-2019)
化学成分分析:
  • 主成分检测:二氧化硅(SiO₂)含量(±0.5wt%)、三氧化二铝(Al₂O₃)含量(±0.3wt%)
  • 杂质元素检测:氧化镁(MgO)含量(≤1.0wt%)、氧化钙(CaO)含量(≤0.5wt%)
  • 合金元素偏差:钛(Ti)、锰(Mn)元素偏差值(±0.02wt%)
物理性能检测:
  • 密度测试:颗粒密度(g/cm³,参照GB/T 18856.2-2002)、堆积密度(kg/m³,参照GB/T 14684-2011)
  • 颗粒尺寸分布:D10、D50、D90(μm,参照SY/T 5108-2014)
  • 流动性测试:安息角(°,参照GB/T 1482-2012)
抗腐蚀性能检测:
  • 酸溶解度:盐酸溶解度(%,参照SY/T 5108-2014)、氢氟酸溶解度(%,参照ASTM D7141-19)
  • 碱溶解度:氢氧化钠溶解度(%,参照SY/T 5108-2014)
  • 盐雾腐蚀:腐蚀率(mm/a,参照GB/T 10125-2012)
力学性能检测:
  • 单颗粒性能:单颗粒抗压强度(N,参照SY/T 5108-2014)、颗粒完整性(%,参照ISO 13503-2:2019)
  • 群体性能:堆积抗压强度(MPa,参照ASTM D695-15)、磨损率(%,参照SY/T 5108-2014)
热稳定性能检测:
  • 高温抗压:高温(150℃)抗压强度(MPa,参照SY/T 5108-2014)
  • 热失重:800℃热失重率(%,参照GB/T 14848-2011)
  • 热膨胀:线膨胀系数(10^-6/℃,参照GB/T 16535-2008)
微观结构分析:
  • 孔隙特征:孔隙率(%)、孔径分布(nm,参照GB/T 21650.1-2008)
  • 表面形貌:扫描电子显微镜(SEM)观察(参照GB/T 16594-2008)
  • 晶相分析:X射线衍射(XRD)物相鉴定(参照GB/T 19501-2013)
环保性能检测:
  • 重金属限量:铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr6+)含量(mg/kg,参照GB 6566-2010)
  • 可浸出有害物:挥发性有机物(VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs)(参照GB/T 14848-2011)
  • 放射性核素:镭-226(Ra-226)、钍-232(Th-232)、钾-40(K-40)比活度(Bq/kg,参照GB 6566-2010)
现场模拟试验:
  • 地层水适应性:渗透率保留率(%,参照SY/T 5108-2014)
  • 压裂液兼容性:粘度变化率(%,参照SY/T 5108-2014)
  • 支撑剂回流:回流率(%,参照SY/T 6302-2019)
定制化性能验证:
  • 客户特定指标:个性化性能参数(如耐高温180℃、高导流能力≥500mD·cm)
  • 批次一致性:性能指标变异系数(≤5%,参照ISO 17025-2017)

检测范围

1. 石油压裂用陶粒砂: 涵盖高致密(密度≥3.0g/cm³)、中密度(2.6-3.0g/cm³)、低密度(≤2.6g/cm³)陶粒砂,重点检测酸溶铁含量与导流能力稳定性

2. 页岩气开采用陶粒砂: 针对高温(≥120℃)高压(≥70MPa)地层需求,侧重热稳定性能(热失重率≤2%)与抗腐蚀性能(酸溶解度≤5%)

3. 煤层气井用陶粒砂: 适应低渗透(≤1mD)地层,重点检测单颗粒抗压强度(≥500N)与破碎率(≤8%)

4. 定向井/水平井用陶粒砂: 考虑井筒曲率(≥10°/30m)影响,侧重颗粒尺寸分布(D50偏差±0.1mm)与流动性能(安息角≤30°)

5. 深海油气田用陶粒砂: 应对高盐度(≥100000mg/L)环境,重点检测盐雾腐蚀试验(腐蚀率≤0.01mm/a)与碱溶解度(≤2%)

6. 超深井用陶粒砂: 适应150℃以上高温,侧重高温抗压强度(≥150MPa)与热失重率(≤1.5%)

7. 低渗透地层用陶粒砂: 需高导流能力(≥300mD·cm),重点检测长期导流能力(100h保留率≥80%)与孔隙率(≥20%)

8. 环保型陶粒砂: 符合绿色开采要求,重点检测重金属含量(Pb≤10mg/kg、Cd≤1mg/kg)与可浸出有害物质(VOCs≤0.1mg/L)

9. 再生陶粒砂: 利用工业废渣(如粉煤灰、矿渣)制备,重点检测成分偏差值(SiO₂±0.5wt%)与力学性能恢复率(≥90%)

10. 定制化陶粒砂: 根据客户地层参数(如温度、压力、渗透率)设计,侧重性能指标个性化验证(如耐高温180℃、高导流能力≥500mD·cm)

检测方法

国际标准:

  • ISO 13503-2:2019 压裂支撑剂性能测试方法 第2部分:导流能力
  • ASTM D7141-19 陶粒砂酸溶铁含量测定方法
  • ISO 17025-2017 检测和校准实验室能力通用要求
国家标准:
  • SY/T 5108-2014 水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能指标及测试推荐方法
  • GB/T 18856.2-2002 水煤浆质量试验方法 第2部分:颗粒密度测定
  • GB/T 14684-2011 建设用砂
  • GB/T 10125-2012 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验
方法差异说明:国际标准ISO 13503-2与国家标准SY/T 5108在导流能力测试的压力加载速率上存在差异,ISO标准要求1MPa/min,SY/T标准要求0.5MPa/min;ASTM D7141与SY/T 5108在酸溶铁含量测定的酸液浓度上不同,ASTM采用10%盐酸(体积分数),SY/T采用5%盐酸(体积分数);国际标准ISO 17025与国家标准GB/T 27025在实验室能力要求上一致,但ISO标准更强调国际互认性

检测设备

1. 酸溶铁含量测定仪: Model 8000(检测范围0.01-10.00wt%,精度±0.02wt%,配备自动滴定系统与分光光度检测器)

2. 电子万能试验机: Instron 5969(最大载荷50kN,位移精度±0.01mm,支持拉伸、压缩、弯曲试验模式)

3. 导流能力测试仪: OFITE 1100(压力范围0-100MPa,温度控制10-200℃,采用伺服液压系统实现精准压力加载)

4. 直读光谱仪: SPJianCeRO MAXx(检测元素范围C-U,分辨率≤0.01nm,支持多元素同时分析)

5. 热重分析仪: TA Q500(温度范围25-1500℃,升温速率0.1-100℃/min,精度±0.01%)

6. 激光粒度分析仪: Malvern Mastersizer 3000(测量范围0.01-3500μm,重复精度±1%,采用米氏散射理论计算颗粒尺寸)

7. 盐雾腐蚀试验箱: YWX/Q-150(盐雾浓度5±1%,温度35±2℃,喷雾量1-2mL/(h·80cm²))

8. 扫描电子显微镜: FEI Quanta 200(分辨率1.2nm,放大倍数10-100000×,配备能谱分析仪(EDS)用于成分分析)

9. 孔隙率测试仪: Micromeritics AutoPore V(压力范围0-60000psi,孔径0.003-1000μm,采用压汞法测量孔隙特征)

10. 高温抗压试验机: servo-hydraulic 600(温度范围25-300℃,最大载荷600kN,配备高温炉与冷却系统)

11. 堆积密度测试仪: custom-built(容积10L,精度±0.5kg/m³,采用自动填充与振动压实装置)

12. 压裂液兼容性测试仪: Fann 50C(粘度范围1-10000mPa·s,温度25-150℃,支持旋转粘度计与流变仪模式)

13. 重金属分析仪: PerkinElmer Optima 8300(检测限≤0.01mg/L,线性范围≥10^5,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)技术)

14. 热膨胀系数测试仪: NETZSCH DIL 402E(温度范围-150-1500℃,精度±0.1×10^-6/℃,采用推杆式热膨胀测量)

15. 单颗粒抗压强度测试仪: Shimadzu EZ-Test(最大载荷500N,精度±0.1N,配备高速数据采集系统(1000Hz))

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"陶粒砂酸溶铁含量试验"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。

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    专业分析各类金属、非金属材料的成分、结构与性能,提供全面检测报告和解决方案。包括金属材料力学性能测试、高分子材料老化试验、复合材料界面分析等。

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