ISO 13503-2:2024
(Main)Oil and gas industries including lower carbon energy — Completion fluids and materials — Part 2: Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations
Oil and gas industries including lower carbon energy — Completion fluids and materials — Part 2: Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations
This document provides testing procedures for evaluating proppants used in hydraulic fracturing and gravel packing operations. NOTE Proppants mentioned in this document refer to sand, ceramic, resin-coated, gravel packing proppants, and other materials used for hydraulic fracturing and gravel packing operations. This document supplements API Std 19C, 2nd edition (2018), the requirements of which are applicable with the exceptions specified in this document. This document provides consistent methodology for testing performed on hydraulic fracturing and/or gravel packing proppants.
Industries du pétrole et du gaz, y compris les énergies à faible teneur en carbone — Fluides de complétion et matériaux — Partie 2: Mesurage des propriétés des agents de soutènement utilisés dans les opérations de fracturation hydraulique et de remplissage de gravier
Le présent document fournit des modes opératoires d’essai pour l’évaluation des agents de soutènement utilisés dans les opérations de fracturation hydraulique et de remplissage de gravier. NOTE Les agents de soutènement mentionnés dans le présent document font référence au sable, aux céramiques, aux agents de soutènement enrobés de résine, aux matériaux de gravillonnage et autres matériaux utilisés dans les opérations de fracturation hydraulique et de remplissage de gravier. Le présent document complète l’API Std 19C, 2e édition (2018), dont les exigences sont applicables sauf exceptions spécifiées dans le présent document. Le présent document fournit une méthodologie d’essai cohérente des agents de soutènement utilisés pour les opérations de fracturation hydraulique et/ou de remplissage de gravier.
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International
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ISO 13503-2
Second edition
Oil and gas industries including
2024-12
lower carbon energy — Completion
fluids and materials —
Part 2:
Measurement of properties of
proppants used in hydraulic
fracturing and gravel-packing
operations
Industries du pétrole et du gaz, y compris les énergies à faible
teneur en carbone — Fluides de complétion et matériaux —
Partie 2: Mesurage des propriétés des agents de soutènement
utilisés dans les opérations de fracturation hydraulique et de
remplissage de gravier
Reference number
© ISO 2024
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Supplements to API Std 19C, 2nd edition (2018) . 2
4.1 General requirements .2
4.2 Sampling device .2
4.3 Sieve analysis .2
4.3.1 Procedure .2
4.3.2 Specifications — Sieve analysis of proppants .2
4.4 Proppant crush resistance .4
4.4.1 Equipment and materials .4
4.4.2 Sample preparation .4
4.4.3 Assemble and set up the crush cell and PropPaver loading device .5
4.4.4 Proppant placing procedure—Crush resistance testing.7
Annex A (Informative) Comparison of revised clauses . 8
Bibliography . 9
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Oil and gas industries including lower
carbon energy, Subcommittee SC 3, Drilling and completion fluids, well cements and treatment fluids, in
collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 12, Oil
and gas industries including lower carbon energy, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13503-2:2006), which has been technically
revised. It also incorporates the Amendment ISO 13503-2:2006/Amd 1:2009.
This document supplements API Std 19C, 2nd edition (2018).
The technical requirements of this document and API Std 19C used to be identical. In the meantime API
Std 19C has been technically revised as API Std 19C, 2nd edition (2018). The purpose of this edition
of ISO 13503-2 is to bring it up to date, by referencing the current edition of API Std 19C and including
supplementary content.
The main changes are as follows:
— a new stand sampling device has been used for proppant packed in bags;
— proppant on the sieves has been removed and directly weighed in sieve analysis testing;
— the average diameter calculation has been added;
— the remaining total amount on the last sieve and in the pan has been updated to not exceed 2 % by mass
of the total tested proppant sample;
— PropPaver loading device has been used instead of Pluviator loading device;
— the upper and lower designating sieve sizes have been kept for sample preparation and after pressurizing
in crush resistance test;
— shaking duration of 10 min has been maintained for both sample preparation and after pressurizing in
crush resistance test.
iv
A list of all parts in the ISO 13503 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
International Standard ISO 13503-2:2024(en)
Oil and gas industries including lower carbon energy —
Completion fluids and materials —
Part 2:
Measurement of properties of proppants used in hydraulic
fracturing and gravel-packing operations
1 Scope
This document provides testing procedures for evaluating proppants used in hydraulic fracturing and gravel
packing operations.
NOTE Proppants mentioned in this document refer to sand, ceramic, resin-coated, gravel packing proppants, and
other materials used for hydraulic fracturing and gravel packing operations.
This document supplements API Std 19C, 2nd edition (2018), the requirements of which are applicable with
the exceptions specified in this document.
This document provides consistent methodology for testing performed on hydraulic fracturing and/or
gravel packing proppants.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
API Std 19C, 2nd edition (2018), Measurement of and Specifications for Proppants Used in Hydraulic Fracturing
and Gravel-packing Operations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in API Std 19C, 2nd edition (2018) and
the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
PropPaver
loading device for laying out proppant samples for crush resistance test, primarily used to ensure the
proppant pack laid flat within the crush cell, and reducing the potential for operator-induced variability
4 Supplements to API Std 19C, 2nd edition (2018)
4.1 General requirements
The requirements specified in API Std 19C, 2nd edition (2018) shall apply, with the exceptions specified in
4.2 to 4.4.
Annex A provides a comparison of clauses in API Std 19C, 2nd edition (2018) versus those in this document.
4.2 Sampling device
The requirements specified in API Std 19C, 2nd edition (2018), 4.3.1 shall apply with the following exceptions.
The stand sampling device shall be used in place of box sampling device for proppants packed in 1,5 t bags.
For the sampling criteria, the number of bags to be randomly sampled should not be less than 2 bags per 10.
Insert the sampling device at three different points in the upper, middle, and lower sections of the bag until
3/4 of the device length is in the bag; and take samples at not less than 3/4 of the length of the sampling
device. The total mass of sample should be not less than 25 kg, which can be divided into 3 kg portions by
using the sample splitter. The stand sampling device is shown in Figure 1.
Dimensions in millimetres
Figure 1 — Stand sampling device
4.3 Sieve analysis
4.3.1 Procedure
The following procedure shall be used in place of API Std 19C, 2nd edition (2018), 6.4.6.
a) Invert the sieve on a collection device and remove the proppant by thoroughly brushing the sieve to
ensure that grains are not adhering to the wire cloth.
b) Weigh and record the mass of proppant retained on each of the sieves and in the pan, m .
i
4.3.2 Specifications — Sieve analysis of proppants
The following shall apply in place of API Std 19C, 2nd edition (2018), 6.5.1.
a) A minimum of 90 % by mass of the tested proppant sample should pass through the coarse designated
sieve and be retained on or above the fine designated sieve, i.e. 1 700/850 μm, 850/425 μm, or
425/250 μm.
b) A maximum of 0,1 % by mass of the total tested proppant sample should be larger than the first sieve in
the stack, and a maximum of 2,0 % by mass of the total tested proppant sample should be retained on
the last sieve and in the pan.
For example, with 850/425 μm proppant samples, a maximum of 0,1 % by mass should remain on the
1 180 μm sieve, with the combined total on the last sieve and in the pan (300 μm) not over 2 %.
Calculate the average diameter, d , by Formula (1):
av
dn=∑ ⋅∑dn/ (1)
av
where
d is the average diameter, in μm;
av
d is the mid-size diameter, in μm;
n is the frequency of occurrence.
EXAMPLE A simulation analysis of a 16/30 proppant sample
Size analysis
Sieve aperture 1,700 μm (No. 12 mesh) = 0,00 %
Sieve aperture 1,180 μm (No. 16 mesh) = 1,24 %
Sieve aperture 1,000 μm (No. 18 mesh) = 37,9 %
Sieve aperture 850 μm (No. 20 mesh) = 48,7 %
Sieve aperture 710 μm (No. 25 mesh) = 11,9 %
Sieve aperture 600 μm (No. 30 mesh) = 0,25 %
Sieve aperture 425 μm (No. 40 mesh)= 0,00 %
In the pan = 0,00 %
TOTAL 99,99 %
Table 1 — Parameters for average diameter calculation
Particle size Mid-size diameter Frequency of
Interval d occurrence
n∙d
μm μm n
mass fraction (%)
1 700 to 1 180 1 440 1,24 1,786
1 180 to 1 000 1 090 37,9 41,311
1 000 to 850 925 48,7 45,048
850 to 710 780 11,9 9,282
710 to 600 655 0,25 164
600 to 425 512 0,00 0,00
TOTAL 99,99 97,591
dn=∑ ⋅∑dn/ = 97 591/99,99 = 976 μm
av
4.4 Proppant crush resistance
4.4.1 Equipment and materials
The PropPaver crush cell loading device shall be used in place of the Pluviator crush cell loading device in
API
...
Norme
internationale
ISO 13503-2
Deuxième édition
Industries du pétrole et du gaz,
2024-12
y compris les énergies à faible
teneur en carbone — Fluides de
complétion et matériaux —
Partie 2:
Mesurage des propriétés
des agents de soutènement
utilisés dans les opérations de
fracturation hydraulique et de
remplissage de gravier
Oil and gas industries including lower carbon energy —
Completion fluids and materials —
Part 2: Measurement of properties of proppants used in hydraulic
fracturing and gravel-packing operations
Numéro de référence
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Suppléments à l’API Std 19C, 2e édition (2018) . 2
4.1 Exigences générales .2
4.2 Dispositif d'échantillonnage .2
4.3 Analyse granulométrique .2
4.3.1 Procédure .2
4.3.2 Spécifications—Analyse granulométrique des agents de soutènement . .3
4.4 Résistance à l’écrasement de l’agent de soutènement . .4
4.4.1 Équipements et matériaux .4
4.4.2 Préparation des échantillons .5
4.4.3 Assembler et configurer la cellule d’écrasement et le dispositif de chargement
PropPaver .6
4.4.4 Mode opératoire de mise en place de l’agent de soutènement — Essai de
résistance à l’écrasement .8
Annexe A (informative) Comparison of revised clauses . 10
Bibliographie .11
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'ISO attire l'attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l'utilisation
d'un ou de plusieurs brevets. L'ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l'applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l'ISO n'avait pas
reçu notification qu'un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d'avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 67, Industries du pétrole et du gaz, y compris
les énergies à faible teneur en carbone, sous-comité SC 3, Fluides de forage et de complétion, ciments à puits et
fluides de traitement, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 12, Industries du pétrole et du gaz, y
compris les énergies à faible teneur en carbone, du Comité européen de normalisation (CEN), conformément à
l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13503-2:2006), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Elle intègre également l’Amendement ISO 13503-2:2006/Amd 1:2009.
Le présent document complète l’API Std 19C, 2e édition (2018).
Les exigences techniques de ce document et de l’API Std 19C étaient auparavant identiques. Entre-temps,
l’API Std 19C a fait l'objet d'une révision technique sous la forme de l’API Std 19C, 2e édition (2018). L'objectif
de la présente édition de l'ISO 13503-2 est de la mettre à jour, en faisant référence à l'édition actuelle de
l'API Std 19C et en incluant du contenu supplémentaire.
Les principales modifications sont les suivantes:
— un nouveau dispositif d’échantillonnage sur support a été utilisé pour les agents de soutènement
conditionnés en sacs;
— l’agent de soutènement présent sur les tamis a été retiré et directement pesé lors des essais d’analyse
granulométrique;
— le calcul du diamètre moyen a été ajouté;
— la quantité totale restante sur le dernier tamis et dans le réceptacle a été mise à jour pour ne pas dépasser
2 % en masse de l’échantillon total d’agent de soutènement testé;
iv
— le dispositif de chargement PropPaver a été utilisé au lieu du dispositif de chargement Pluviator;
— les dimensions des tamis de désignation supérieure et inférieure ont été conservées pour la préparation
des échantillons et après pressurisation dans l’essai de résistance à l’écrasement;
— la durée d’agitation de 10 min a été maintenue à la fois pour la préparation des échantillons et après
pressurisation pour l’essai de résistance à l’écrasement.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 13503 se trouve sur le site web de l'ISO.
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Norme internationale ISO 13503-2:2024(fr)
Industries du pétrole et du gaz, y compris les énergies à faible
teneur en carbone — Fluides de complétion et matériaux —
Partie 2:
Mesurage des propriétés des agents de soutènement utilisés
dans les opérations de fracturation hydraulique et de
remplissage de gravier
1 Domaine d'application
Le présent document fournit des modes opératoires d’essai pour l’évaluation des agents de soutènement
utilisés dans les opérations de fracturation hydraulique et de remplissage de gravier.
NOTE Les agents de soutènement mentionnés dans le présent document font référence au sable, aux céramiques,
aux agents de soutènement enrobés de résine, aux matériaux de gravillonnage et autres matériaux utilisés dans les
opérations de fracturation hydraulique et de remplissage de gravier.
Le présent document complète l’API Std 19C, 2e édition (2018), dont les exigences sont applicables sauf
exceptions spécifiées dans le présent document.
Le présent document fournit une méthodologie d’essai cohérente des agents de soutènement utilisés pour
les opérations de fracturation hydraulique et/ou de remplissage de gravier.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
API Std 19C, 2e édition: 2018, Measurement of and Specifications for Proppants Used in Hydraulic Fracturing
and Gravel-packing Operations
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions figurant dans l’API Std 19C, 2e édition (2018)
et les suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
PropPaver
dispositif de chargement utilisé pour disposer les échantillons d’agents de soutènement destinés à l’essai de
résistance à l’écrasement, principalement pour s’assurer que le pack d’agent de soutènement soit bien à plat
dans la cellule d’écrasement et réduire la variabilité potentielle induite par l’opérateur
4 Suppléments à l’API Std 19C, 2e édition (2018)
4.1 Exigences générales
Les exigences indiquées dans l’API Std 19C, 2e édition (2018) doivent s’appliquer, avec les exceptions
spécifiées de 4.2 à 4.4.
L'Annexe A fournit une comparaison des clauses de l’API 19C, 2e édition (2018) par rapport à celles du
présent document.
4.2 Dispositif d'échantillonnage
Les exigences indiquées dans l’API Std 19C, 2e édition (2018), 4.3.1, s’appliquent avec les exceptions
suivantes.
Le dispositif d’échantillonnage sur support doit être utilisé à la place du dispositif d’échantillonnage
en boîte pour les agents de soutènement conditionnés en sacs de 1,5 t. En ce qui concerne les critères
d’échantillonnage, il convient que le nombre de sacs à échantillonner de manière aléatoire ne soit pas
inférieur à 2 sacs sur 10. Insérer le dispositif d’échantillonnage en trois différents points dans les sections
supérieure, médiane et inférieure du sac jusqu’à ce que 3/4 de la longueur du dispositif soit dans le sac et
prélever des échantillons à au moins 3/4 de la longueur du dispositif d’échantillonnage. Il convient que la
masse totale de l’échantillon ne soit pas inférieure à 25 kg, qui peuvent être divisés en portions de 3 kg au
moyen du fractionneur d’échantillon. Le dispositif d’échantillonnage sur support est représenté à la Figure 1.
Dimensions en millimètres
Figure 1 — Dispositif d'échantillonnage sur support
4.3 Analyse granulométrique
4.3.1 Procédure
Le mode opératoire suivant doit être utilisé à la place de celui de l’API Std 19C, 2e édition (2018), 6.4.6.
1) Retourner le tamis dans un dispositif de collecte et retirer l’agent de soutènement en brossant avec soin
le tamis pour s’assurer que les grains n’adhèrent pas à la toile métallique.
2) Peser et noter la masse d’agent de soutènement retenue sur chacun des tamis et dans le réceptacle, m .
i
4.3.2 Spécifications—Analyse granulométrique des agents de soutènement
Les spécifications suivantes doivent s’appliquer à la
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.