石英砂破碎率检测 压裂石英砂检测

石英砂是一种分布广、硬度大的天然的稳定性矿物，其主要化学成分为二氧化硅(SiO2)。石英砂多为石英砂岩经过水力冲刷、风化剥蚀等作用形成的颗粒，主产于河滩、沙漠、沿海地带。

我国压裂用石英砂主要产于甘肃兰州、湖北蒲圻、江西永修、湖南岳阳、山东荣城、吉林农安、福建福州、河北承德、新疆和丰等地。

石英砂中的主要矿物成分SiO2的含量高低与其粒度密切相关，通常粒度越大，SiO2含量越高。在中国，作为支撑用的石英砂中，SiO2含量通常在80%左右，并且砂中会含有少量长石、燧石及其它喷出岩及变质岩等岩屑。国外使用的优质石英砂中石英含量高达98%以上。

但因为使用用途的不同，压裂石英砂其实并不怎么看重二氧化硅的含量。在石油行业，对好的压裂砂自有另一套评判的标准。如果你的压裂砂能做到以下5点，那么恭喜，你和你的压裂砂会受到石油人的热烈欢迎。

1.球度与圆度

球度，很好理解，指的是压裂支撑剂（即石英砂）接近球形的程度。

圆度在科普中国中的解释为工件的横截面接近理论圆的程度。

在不熟悉的人看来，圆度的概念有点抽象，其实简单来讲圆度可以理解为“圆润度”，颗粒棱角越多越尖锐则圆度越差；棱角圆滑，圆度就好。

天然石英砂的球度与圆度应不低于0.6。实际检测中，用支撑剂球度、圆度图版进行支撑剂球度与圆度的测试，见下图。

圆度与球度指标

在被测试的支撑剂样品中任意取出20粒~30粒支撑剂，放在实体显微镜下观察，或拍下显微照片，根据图版确定每粒支撑剂的球度，计算出这批支撑剂样品的平均球度、圆度。

2.酸溶解度

酸溶解度是指在规定的酸溶液及反应条件下，一定质量的支撑剂被酸溶解的质量与总支撑剂质量的百分比。

耐酸性是压裂支撑剂的重要指标，有良好耐酸性的支撑剂可以在酸性岩层中工作更长时间，并保持良好的导流能力。

各种粒径规格支撑剂允许的酸溶解度值见表1。石英砂和陶粒支撑剂的酸溶解度指标相同。

表1 酸溶解度指标

3.浊度

支撑剂的浊度为在规定体积的蒸馏水中加入一定质量的支撑剂，经摇动并放置一定时间后液体的浑浊程度，单位是福氏浊度单位（FTU）。

浊度主要表征了支撑剂表面光洁度，体现其表面所沾微粒的多少与大小。按照规定，压裂用石英砂的浊度应不高于100FTU。

4..抗破碎能力

对一定量的石英砂支撑剂，在额定压力下进行承压测试所确定的破碎率，表征了支撑剂抗破碎能力。影响破碎率的主要因素是石英砂支撑剂圆度、球度、表面光洁度、显微结构等。

石英砂支撑剂的破碎率影响着裂缝导流能力。天然石英砂支撑剂的抗破碎能力测试应使用规定尺寸范围的破碎室，见下图。

破碎室示意图