ICS 75.020 E 14 SY 备案号：48158—2015 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5108—2014 代替SY/T5108—2006，SY/T5184—2006 水力压裂和砾石充填作业用 支撑剂性能测试方法 Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations 2014一10-15发布 2015一03一01实施 国家能源局 发布 SY/T5108—2014 目 次 前言 范围 规范性引用文件 2 3 缩略语 支撑剂取样方法 样品的处理和贮存 6 筛析 支撑剂的球度、圆度 酸溶解度 9 浊度 10 支撑剂体积密度、视密度和绝对密度 支撑剂破碎率 11 12 树脂覆膜支撑剂的灼烧损耗 13 水力压裂和砾石充填用支撑剂技术指标 健康、安全、环境控制要求 18 附录A（资料性附录） 浊度校准液的制备 19 附录B（规范性附录） 水力压裂和砾石充填用支撑剂技术指标 20 附录C（资料性附录） 技术性差异与原因对照表 23 附录D（资料性附录） 筛子的校准 24 参考文献 27 SY/T51082014 前言 起草。 石充填作业用砂检测推荐作法》。除编辑性修改外，主要变化如下： 更新了引用标准（见第2章）； 一增加了国产系列标准筛（见6.3）； 一增加了国产浊度仪（见9.3）； ——增加了水力压裂和砾石充填用支撑剂技术指标（见第13章）； 一增加了健康、安全、环境控制的要求（见第14章）； —对酸溶解度指标进行了调整（见附录B，SY/T5108一2006和SY/T5184—2006的附录B）； 增加了对国产支撑剂破碎率的要求（见附录B）； 增加了技术性差异及原因对照表（见附录C)； 一增加了筛子的校准（见附录D）。 本标准与ISO13503-2：2006相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边 空白位置的垂直单线（「）进行了标示。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由石油工业标准化技术委员会采油采气专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司石油勘探开发研究院廊坊分院、中国石化股份有 限公司胜利油田采油工艺研究院、中国石油大港油田石油工程研究院。 本标准起草参加单位：中国石油大庆油田采油工程研究院、江苏宜兴东方石油支撑剂有限公司、 北京仁创日升石油开采技术有限公司。 本标准主要起草人：朱文、管保山、崔付义、槐春生、牟英华、崔明月、宋时权、蒙传幼、严玉 忠、李建阁、郑贵、包小林、胡宝苓、张贵玲。 本标准代替了SY/T5108—2006和SY/T5184—2006。 SY/T5108一2006的历次版本发布情况为： SY/T5108—1997; SY/T5184一2006的历次版本发布情况为： SY/T5184—1997。 SY/T5108—2014 水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法 警告：使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法律、法规规定的条件。 1范围 本标准规定了标准的测试方法，适用于评估水力压裂和砾石充填作业的支撑剂性能，以及健康 安全、环境控制要求。 本标准适用于水力压裂和砾石充填作业用“支撑剂”，包括天然砂子、陶粒、树脂覆膜支撑剂、 砾石充填介质以及其他支撑剂材料的试验评价。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T6003.1一2012试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛（ISO3310 1:2000,MOD) ASTME11试验用金属丝布和筛的标准规范 3缩略语 下列缩略语适用于本文件。 API 美国石油协会； ASG 视密度； FTU———浊度单位（formazinturbidityunit）； HCI— 盐酸； HF—全 氢氟酸； 灼烧损耗； NTU 浊度单位（nephlometricturbidityunit）。 4支撑剂取样方法 4.1概述 取样前，应首先考虑到将做哪些实验，因为每项实验所需的支撑剂用量不同。保证厂商和用户获 得最具代表性的样品是非常重要的。除非样品真正代表了总发货量或集装箱产品的质量，否则实验和 与技术规范/标准相联系是非常困难的。现场取样/试验方法不可能与制造商的要求完全一致。本节规 定的取样程序有助于获得具代表性的样品。但是由于取样、实验设备以及实验方法等本身存在着差 异，因此会得出不一致的实验结果。在进行比较时，代表一辆货车（23000kg）或一个车皮 （90000kg）的样品可能是导致实验结果存在着较大差异的原始缘由。所有参与支撑剂质量测试的单 1 SY/T5108—2014 位应注意确保均匀取样。用户和生产厂家应就取样和实验方法/技术达成一致。 为了获得最具代表性的样品，宜采用连续取样。尽管许多支撑剂生产厂家可以自动取样，但在施 工现场通常是不可能。如果是在卸载集装箱时取样或是在现场取样，应该考虑到样品的数量或取样频 率（次）。 如果散装货集装箱从支撑剂材料的流水线上装箱，将依照4.5中介绍的程序取样。如果散装货物 集装箱是由袋装支撑剂装填的，应按4.6中介绍的程序取样。 4. 2 颗粒分离 取样时了解分离作用非常重要。在分离作用下取样，样品会有一定的误差或变化，取决于颗粒的 大小、形状、分布以及机械装置等。本章介绍的取样方法基于许多的经验积累，旨在尽可能减少因粒 径差异而导致颗粒分离所造成的影响。 颗粒，如支撑剂，当其运移或受到力的作用时，将自然而然地寻找阻力最小的通道。在输送或运 移期间，不同粒径或不同质量的颗粒自然而然地进行分离，分离的程度取决于输送或运移机理。 在输送过程中有几种不同的力作用在流动的支撑剂颗粒上，诸如重力，在移动流内细微的颗粒将 通过空隙或缝隙而沉降，较粗的颗粒将流出。这些细微的颗粒运移并停留在它们将至目的地附近，较 重或较粗的那些颗粒弹起或继续滚动，根据粒径大小形成分层。 4.3设备 4.3.1盒式取样器：有一条13mm的槽口，槽口的长度应大于取样时支撑剂自由下落流动（体）的 厚度。取样器的尺寸应大到能够足以保证在整个流动截面上截取样品，同时避免溢流。符合本标准的 盒式取样器见图1。 说明： 1——取样器，尺寸为159mm×209mm×63.5mm； 2—--手柄； 3——导管联轴节； 4——取样口12.7mm。 图1盒式取样器示意图 4.3.2样品分减器：其大小适用于处理袋装样品，可将材料减至其原始重量的1/16，见图2。 4.3.3样品分样器：适当尺寸见图3。 2 SY/T5108—2014 说明： 主体，尺寸为368mm×483mm×114mm； 分离盘，尺寸为51mm×51mm×51mm； 2- 卸料盘，尺寸为368mm×305mm×3.2mm 3 卸料斜槽，尺寸为57mm×57mm×76mm； 储料器，尺寸为368mm×241mm×152mm； 手闸，尺寸为368mm×191mm×3.2mm 手动旋扭，尺寸为3.8mm（直径）； 支撑架，尺寸为711mm×381mm×686mm。 图2样品分减器示意图 4.4散装支撑剂取样数量 4.4.1水力压裂用支撑剂每9000kg或者每批至少需要取一个样品；每个散装货物集装箱可取10个 样品，混合成一个样品进行实验。 4.4.2砾石充填介质每4500kg介质中至少需要取一个样品，但每次施工应取样2次以上，混合成一 个样品进行实验。 4.5散装支撑剂取样 全部样品应从支撑剂的流动过程中获取，而不应取自静态堆置的支撑剂，取样时可使用手动或自 动取样器。使用取样器时，将其长度垂直于支撑剂的流动方向。取样器应匀速地从流动的支撑剂流的 侧运移到另一侧，经过整个支撑剂流动宽度。取样应在支撑剂送至传输带或从传输带送至混合车、 货车、火车、散装容器时完成。取第一批样品前，先让2000kg支撑剂材料流过。所取样品数量应与 4.4中要求的一致。取样期间，应使取样器在较短的时间内匀速经过支撑剂流动宽度，从而保证每次 都能够获得整个支撑剂流水线上的样品，不应发生溢流情况。 4.6袋装支撑剂取样 4.6.150kg袋装支撑剂取样应用整袋包装的产品。 4.6.2箱装、散装袋、超大袋装、重达2000kg大袋装支撑剂不应在自由流动状态下对产品取样， 3