钻井液材料（重晶石）检测项目及技术要求

一、化学成分检测

1. • 检测目的：纯度直接影响加重效率和耐酸性。
   • 标准要求：API标准要求≥90%，优质重晶石≥92%。
   • 检测方法：X射线荧光光谱法（XRF）、重量法（酸溶解后沉淀称量）。
2. • 检测项目：钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）、钠（Na⁺）、氯（Cl⁻）等。
   • 危害：过量可溶性盐类会破坏钻井液稳定性。
   • 限值：总可溶性盐含量≤250 mg/kg（API标准）。
3. • 检测项目：铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）。
   • 限值：符合环保要求（如欧盟REACH法规及GB 5748-2018）。

二、物理性能检测

1. • 标准范围：4.2~4.3 g/cm³（纯度不足或杂质过多会降低密度）。
   • 检测方法：比重瓶法或气压密度计。
2. • 关键指标：D50（中值粒径）控制在15~30 μm；D90≤75 μm。
   • 检测仪器：激光粒度分析仪。
   • 意义：过粗颗粒导致沉降，过细颗粒增加粘度和滤失量。
3. • 测试方法：将重晶石与淡水配成悬浮液，静置24小时后测定上下层密度差。
   • 要求：密度差≤0.06 g/cm³（API 13A规范）。

三、流变学特性检测

1. • 检测设备：六速旋转粘度计（如FANN 35）。
   • 控制指标：PV≤40 mPa·s，AV≤50 mPa·s（浓度匹配钻井液体系）。
2. • 要求：10秒胶凝强度≤20 Pa，10分钟胶凝强度≤30 Pa，避免过度胶凝导致卡钻。

四、污染物检测

1. • 检测方法：盐酸溶解后残留物测定。
   • 限值：≤3%（过高表明含石英、黏土等杂质）。
2. • 危害：碳酸盐遇酸生成CO₂气体，加剧钻井液腐蚀性。
   • 限值：≤5%（API标准）。
3. • 检测方法：硝酸银滴定法。
   • 限值：≤0.1%，防止硫化氢污染。

五、功能性测试

1. • 方法：将重晶石按比例加入基浆，测试密度提升效率及流变性变化，确保无过度增粘或沉降。
2. • 条件：模拟井下高温（≥150℃）高压（≥1000 psi）环境。
   • 要求：滤失量≤15 mL/30 min（API推荐值）。

六、检测标准与规范

• 国际标准：API 13A《钻井液材料规范》
• 中国标准：GB/T 5005-2010《钻井液用重晶石粉》
• 环保标准：ISO 13500、SY/T 5504-2018

七、质量控制建议

1. 源头把控：优选高品位矿石，避免含石英、石膏的低质矿石。
2. 生产过程：分级研磨确保粒度分布均匀，磁选去除磁性杂质。
3. 入库复检：每批次检测密度、粒度和BaSO₄含量，建立质量档案。

结语