压裂砂(又称石英压裂支撑剂,主要成分为石英砂或陶粒)的检测,这是评价其在水力压裂中支撑裂缝、导流能力及抗压性能的核心指标。压裂砂通常为天然石英砂经筛分、圆整处理而成,用于石油天然气开采。
标准号 名称 适用
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 核心标准
API RP 19C 支撑剂短期导流能力测试 API标准
GB/T 31032-2014压裂支撑剂性能测试方法 中国石油行业标准
1. 按材质分类
类型 材质 适用范围 特点
石英砂(天然) SiO₂ > 95% 浅井(≤4000m,闭合压力 < 50MPa) 成本低,但强度较低
陶粒支撑剂(人造) 铝矾土、高岭土 深井(>4000m,高闭合压力) 强度高,球度好
覆膜砂(树脂包覆) 石英砂+树脂 防止返吐、提高导流控制返砂
2. 按粒径分级(常用)
目数规格 粒径范围(μm)主要用途
20/40 目 850-425Zui常用,常规压裂
30/50 目 600-300中深井
40/70 目 425-212低渗透储层
70/140 目 212-106页岩气
表示:以 20/40 目 为例,表示通过 20目筛(850μm),但 被截留在 40 目筛(425μm) 上。
(一)物理性能
检测项目 意义 指标要求(石英砂)检测方法
粒度分布 是否满足规格(如 20/40 目:≥90%) 规格内含量 ≥ 90% 筛分法(SY/T 5108)
球度与圆度 影响充填层孔隙度、导流能力 ≥0.6(石英砂)
≥ 0.7(陶粒)显微镜法(对比标准图版)
浊度 细粉/泥质含量,影响裂缝导流 ≤ 100NTU 分光光度法(悬浮液)
酸溶解度 在酸液(HCl/HF)中的溶解率 ≤5%(石英砂)
≤ 7%(陶粒) 酸溶失重法
体积密度 运输、泵送效率 1.5-1.7g/cm³(石英砂) 单位体积称重
视密度 颗粒密度 2.5-2.65g/cm³(石英砂) 比重瓶法 / 气体置换法
(二)力学性能(Zui关键)
项目 意义 条件 合格要求检测方法
抗破碎能力 在闭合压力下颗粒破碎率 52MPa(7500 psi) ≤ 10%(石英砂)
≤ 5-6%(陶粒)高压室试验(微米级筛分)
69 MPa(10000 psi) ≤15-20%(石英砂) —
短期导流能力 裂缝宽度 × 渗透率 特定闭合压力按合同 导流仪(API 标准)
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