EA008825B1 - Proppants and method for producing thereof - Google Patents

Proppants and method for producing thereof Download PDF

Info

Publication number
EA008825B1
EA008825B1 EA200601330A EA200601330A EA008825B1 EA 008825 B1 EA008825 B1 EA 008825B1 EA 200601330 A EA200601330 A EA 200601330A EA 200601330 A EA200601330 A EA 200601330A EA 008825 B1 EA008825 B1 EA 008825B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
bauxite
kaolin
mixture
granules
raw
Prior art date
Application number
EA200601330A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200601330A1 (en
Inventor
Роберт Дункел
Original Assignee
Карбо Керамикс Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Карбо Керамикс Инк. filed Critical Карбо Керамикс Инк.
Priority to EA200601330A priority Critical patent/EA008825B1/en
Publication of EA200601330A1 publication Critical patent/EA200601330A1/en
Publication of EA008825B1 publication Critical patent/EA008825B1/en

Links

Abstract

A method is disclosed for producing agents propping fractures in subterranean formations (proppants) comprising a mixture of kaolin clay and bauxite of different bauxites, wherein said mixture is subjected to calcination but not initial kaolin clay and bauxites.

Description

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию расклинивающих агентов (проппантов), которые используют для того, чтобы удержать от смыкания открытые трещины в подземных формациях, расположенных в зоне нефтяных, газовых и геотермальных скважин. Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к использованию расклинивающих агентов малого (легкого) и среднего веса в операциях трещинообразования и удержания открытых трещин от смыкания.The present invention relates generally to the creation of propping agents (proppants), which are used to keep open fractures from closure in subterranean formations located in the zone of oil, gas and geothermal wells. More specifically, the present invention relates to the use of small (light) and average weight proppants in the operations of cracking and keeping open cracks from closing.

Предпосылки к созданию изобретенияBackground to the invention

В нефтяных, газовых, а также геотермальных скважинах часто становится необходимым стимулировать поток продукта, чтобы достичь экономически выгодных дебитов скважины. Например, новая скважина может иметь неприемлемо низкий дебит за счет низкой проницаемости формации или обрушения вокруг ствола скважины. Технология, которую часто используют для стимулирования такой скважины, заключается в нагнетании флюида в скважину, пока давление не возрастет до уровня, достаточного для разрыва формации, что приводит к созданию в формации трещин. Эти трещины позволяют транспортировать продукт в скважину при существенно более высокой скорости потока. Эту технологию называют трещинообразованием или гидравлическим разрывом и практикуют уже более 50 лет.In oil, gas, and geothermal wells, it often becomes necessary to stimulate product flow in order to achieve cost-effective well flow rates. For example, a new well may have an unacceptably low flow rate due to the low permeability of the formation or collapse around the wellbore. The technology that is often used to stimulate such a well is to inject fluid into the well until pressure rises to a level sufficient to fracture the formation, which leads to the formation of fractures in the formation. These cracks allow the product to be transported into the well at a significantly higher flow rate. This technology is called fracturing or hydraulic fracturing and has been practiced for over 50 years.

Известно также, что после разрыва формации (пласта) необходимо удерживать от смыкания вновь образованные трещины, чтобы создавать непрерывный поток газа или нефти. В противном случае, трещины будут закрываться под влиянием давления смыкания пород. Технология, которую используют для того, чтобы удерживать от смыкания трещины, заключается в нагнетании суспензии флюида, содержащей твердый порошковый материал в формацию с разрывом.It is also known that after a formation (formation) fracture, it is necessary to keep the newly formed fractures from closing in order to create a continuous flow of gas or oil. Otherwise, the cracks will close under the influence of the rock closing pressure. The technology used to keep a fracture from closing is to inject a fluid suspension containing solid powdered material into a fractured formation.

Используемый порошковый материал, называемый расклинивающим агентом, должен иметь достаточную прочность для того, чтобы выдерживать давление смыкания пород (напряжение, вызывающее смыкание трещины), воздействующее на трещину. Обычным видом разрушения слабого расклинивающего агента является его дробление под воздействием сжимающего напряжения на мелкие частицы, которые могут закупоривать трещины, созданные в процессе трещинообразования. Так как давление смыкания пород, как правило, пропорционально глубине, то расклинивающие агенты, которые используют в более глубоких трещинах, должны быть прочнее, чем те, которые подходят для применения на меньшей глубине.The powder material used, called the propping agent, must be of sufficient strength to withstand the rock clamping pressure (stress causing the crack to close) acting on the crack. The usual type of destruction of a weak proppant is its fragmentation under the influence of compressive stress on small particles that can plug up cracks created during the process of cracking. Since rock-clamping pressure is usually proportional to depth, proppants that use in deeper cracks should be stronger than those suitable for use at shallower depths.

Расклинивающие наполнители обычно классифицируют по трем градациям: расклинивающие наполнители легкого веса (Б\УР). расклинивающие наполнители промежуточной градации (ΙΡ) и расклинивающие наполнители высокой прочности (Η8Ρ). Расклинивающие наполнители легкого веса подходят для использования в диапазоне напряжений, вызывающих смыкание трещины, составляющих ориентировочно от меньше чем 1000 ρκί (фунт на квадратный дюйм) до ориентировочно 8000 ρκί, расклинивающие наполнители промежуточной градации подходят для использования при напряжениях ориентировочно до 10000 ρκί, а расклинивающие наполнители высокой прочности могут быть использованы при напряжениях свыше 12000 ρκί.Ripping fillers are usually classified according to three gradations: light weight wedging fillers (B \ UR). intermediate grading proppants (ΙΡ) and high strength proppants (Η8Ρ). Lightweight wedging fillers are suitable for use in a range of stresses that cause a crack to close, ranging from less than 1000 ρκί (pounds per square inch) to approximately 8000 ρκί, intermediate wedging fillers are suitable for stresses up to approximately 10,000 ρκί, and wedging fillers high strength can be used at stresses above 12000 ρκί.

Проппанты легкого веса используются с учетом выдерживаемых ими без критического разрушения напряжений на глубинах не свыше 3,5 км. Проппанты среднего веса могут применяться на глубинах до 4,4 км.Lightweight proppants are used to take into account the stresses withstand without critical stress destruction at depths not exceeding 3.5 km. The average weight proppants can be used at depths of up to 4.4 km.

Хотя при таких напряжениях и глубинах могут использоваться природные расклинивающие агенты, например песок, что имело место длительное время, искусственные расклинивающие агенты рассматриваются сейчас, как более предпочтительные, хотя, естественно, имеют более высокую стоимость.Although at such stresses and depths natural wedging agents can be used, for example sand, which has been taking place for a long time, artificial wedging agents are now considered as more preferred, although naturally they have a higher cost.

Сферические гранулы одинакового размера обычно считают наиболее эффективными расклинивающими агентами, обеспечивающими максимальную пропускную способность (см, например, патент США № 4623630). В соответствии со стандартом Американского нефтяного института (ΑΡΙ) требуется, чтобы диапазоны размеров частиц (гранул) проппантов находились в достаточно узких определенных границах. Например, диапазоны размеров частиц должны быть определены в соответствии с такими обозначениями размеров ячейки сит как 40/70, 30/50, 20/40, 16/30, 16/20 и 12/18. Первое число в этом обозначении относится к размеру ячейки стандартного (для США) самого крупного (верхнего) сита, а второе число - к размеру самого мелкого (нижнего) сита, при этом требуется, чтобы 90% всех гранул при просеивании удерживались между верхним и нижним ситами.Spherical granules of the same size are usually considered the most effective proppants for maximum throughput (see, for example, US Pat. No. 4,623,630). In accordance with the standard of the American Petroleum Institute (ΑΡΙ) it is required that the size ranges of the particles (granules) of the proppants are within fairly narrow defined boundaries. For example, particle size ranges should be defined according to cell size designations like 40/70, 30/50, 20/40, 16/30, 16/20, and 12/18. The first number in this designation refers to the size of the cell of the standard (for the USA) largest (top) screen, and the second number to the size of the smallest (bottom) screen, while 90% of all granules are required to be held between the top and bottom sith

Существуют две взаимосвязанные характеристики проппантов, которые в основном и определяют их качество: прочность на раздавливание (или противоположная ей характеристика - дробимость под сжимающим напряжением) и их пропускная способность (проницаемость для жидкости и газа).There are two interrelated characteristics of proppants, which basically determine their quality: crush strength (or its opposite characteristic — crushability under compressive stress) and their throughput (permeability to liquid and gas).

Чем выше дробимость проппантов, тем меньше их пропускная способность при одних и тех же сжимающих напряжениях. Так, для легковесных проппантов дробимость не должна превышать 7% при напряжении 7500 ρκί (7,5 к) и 10% при напряжении 10000 ρκί (10 к). Для проппантов среднего веса дробимость должна быть менее 5% при напряжении 10000 ρκί (10 к) и 7% при напряжении 12500 ρκί (12,5 к).The higher the crushability of proppants, the lower their throughput at the same compressive stresses. So, for lightweight proppants, crushability should not exceed 7% at a voltage of 7500 ρκί (7.5 k) and 10% at a voltage of 10,000 ρκί (10 k). For proppants, the crushability should be less than 5% at a voltage of 10,000 ρκί (10 k) and 7% at a voltage of 12,500 ρκί (12.5 k).

В состав искусственных проппантов, используемых в последнее время, обычно входят глинозем (оксид алюминия) и кремнезем (оксид кремния) в различных соотношениях. Считается, что именно содержание этих оксидов в гранулах главным образом определяет эксплуатационные характеристики проппантов. Оксид алюминия придает проппантам прочность, которая необходима для сохранения целоThe composition of artificial proppants used recently, usually includes alumina (aluminum oxide) and silica (silicon oxide) in various proportions. It is believed that the content of these oxides in the granules mainly determines the performance characteristics of proppants. Aluminum oxide gives proppants strength that is necessary to maintain integrity.

- 1 008825 стности гранул, испытывающих при их использовании сжимающие напряжения, оксид кремния влияет на эластичность материала, имеющую определяющее значение для формирования гранул.- 1 008825 of granules that experience compressive stresses when used, silicon oxide affects the elasticity of the material, which is crucial for the formation of granules.

Широко используемым алюмокремниевым сырьем для изготовления проппантов являются каолины (каолиновые глины) (патенты США № 5030603 и № 5188175, патенты Российской Федерации № 2140874, 2140875 и 2215712).Widely used alumino-silicon raw materials for the manufacture of proppants are kaolin (kaolin clay) (US patent number 5030603 and number 5188175, patents of the Russian Federation No. 2140874, 2140875 and 2215712).

Типичный способ изготовления гранул из каолина включает в себя следующие этапы:A typical method for making kaolin granules includes the following steps:

а) обогащение каолиновой глины природного местонахождения,a) the enrichment of kaolin clay natural location,

б) сушка глины,b) drying the clay,

в) кальцинирование глины,c) clay calcination,

г) помол кальцинированной глины,g) grinding of calcined clay,

д) гранулирование,d) granulation

е) сортировка сырых гранул,e) sorting raw granules,

ж) обжиг (спекание) гранул,g) roasting (sintering) of granules,

з) сортировка спеченных гранул.h) sorting the sintered pellets.

Известным является также использование в качестве исходного сырья для изготовления проппантов боксита (см. например, патенты США № 4068718 и № 4668645 и Российской Федерации № 2129987). Бокситы характеризуются более высоким (на 10% и более) содержанием А12О3, чем каолины, и являются более дорогим сырьем, чем каолиновые глины и используются, как правило, для изготовления проппантов повышенной прочности.Also known is the use as a source of raw materials for the manufacture of bauxite proppants (see, for example, US Pat. Nos. 4,068,718 and 4,668,645 and the Russian Federation No. 2129987). Bauxite is characterized by a higher (by 10% or more) content of A1 2 O 3 than kaolin, and is more expensive raw material than kaolin clay and is used, as a rule, for the manufacture of high-strength proppants.

Наконец, распространенным является использование и смеси каолина и боксита, в том числе для изготовления легковесных проппантов. Боксит в этом слечае рассматривается как упрочняющая добавка к каолину (патент США № 4427068 и патенты Российской Федерации № 2140875 и № 2211198),Finally, it is common to use kaolin and bauxite mixtures, including for the manufacture of lightweight proppants. In this case, bauxite is considered as a hardening additive to kaolin (US Patent No. 4427068 and Russian Federation Patents No. 2140875 and No. 2211198)

Известный процесс изготовления проппантов с использованием смеси каолина и боксита, раскрытый в указанных патентах, включает в себя следующие этапы:The known process of making proppants using a mixture of kaolin and bauxite, disclosed in these patents, includes the following steps:

кальцинирование (обжиг) каолина и боксита;calcining (roasting) kaolin and bauxite;

смешивание обожженных каолина и боксита;mixing baked kaolin and bauxite;

размельчение смеси обожженного каолина и боксита до заданного размера частиц;grinding the mixture of calcined kaolin and bauxite to a given particle size;

получение гранул из измельченной смеси;obtaining granules from the ground mixture;

сушка полученных гранул и спекание и классификация гранул (отбор гранул заданного размера).drying of the obtained granules and sintering and classification of granules (selection of granules of a given size).

В патенте Российской Федерации №2140875 указывается на возможность использования не только кальцинированного, но и сырого, необожженного боксита, до того, как он будет смешан с каолином, но кальцинирование последнего рассматривается в данном патенте, как обязательное условие осуществления изобретения.In the patent of the Russian Federation No. 2140875 it is indicated that it is possible to use not only calcined, but also raw, unbaked bauxite, before it is mixed with kaolin, but calcining of the latter is considered in this patent as an indispensable condition for carrying out the invention.

Сущность изобретенияSummary of Invention

Задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления проппантов малого и среднего веса с меньшими затратами на их изготовление.The present invention is the creation of a method of manufacturing proppants of small and medium weight with less cost to manufacture them.

Другой задачей изобретения является получение проппантов с меньшими затратами, но с обеспечением при этом необходимой прочности гранул.Another object of the invention is to obtain proppants with lower costs, but with ensuring the necessary strength of the granules.

Решение данных задач обеспечивается благодаря обнаруженной авторами настоящего изобретения возможности изменения описанной выше технологии изготовления гранул проппантов, заключающейся в том, что смешивание каолина и боксита (при изготовлении легковесных проппантов) или двух различных бокситов (при изготовлении проппантов среднего веса) производят не после их кальцинирования (обжига), а до кальцинирования, и кальцинированию подвергают уже смесь каолина и боксита или бокситов.The solution of these problems is ensured by the possibility of changing the technology for manufacturing proppant granules described above, which consists in mixing kaolin and bauxite (in the manufacture of lightweight proppants) or two different bauxites (in the manufacture of medium-weight proppants) roasting), and before calcining, a mixture of kaolin and bauxite or bauxite is already subjected to calcination.

Снижение затрат на изготовление конечного продукта способом согласно настоящему изобретению объясняется следующим.Reducing the cost of manufacturing the final product by the method according to the present invention is explained as follows.

При использовании в качестве исходных материалов кальцинированных каолина и боксита, которые сами по себе естественно уже дороже сырого материала, процесс изготовления из них готовых гранул может быть отделен по времени от процесса их обжига (например, когда изготовитель проппантов не имеет собственного сырья и приобретает его), в течение которого обожженные каолин и боксит хранятся и/или транспортируются. При этом эффект кальцинирования, заключающийся, в частности, в снижении содержания в них свободной и химически связанной воды, уменьшается, что может сказываться как на последующих этапах процесса изготовления гранул, так и на их качестве. При использовании же в качестве исходного материала сырых, некальцинированных каолина и боксита этот недостаток устраняется.When using calcined kaolin and bauxite as raw materials, which themselves are naturally more expensive than raw material, the process of making ready-made pellets from them can be separated in time from the process of firing (for example, when the proppant manufacturer does not have its own raw material and purchases it) during which the calcined kaolin and bauxite are stored and / or transported. At the same time, the effect of calcination, which consists, in particular, in reducing the content of free and chemically bound water in them, is reduced, which may affect both the subsequent stages of the process of manufacturing granules and their quality. When using raw, uncalcined kaolin and bauxite as the starting material, this disadvantage is eliminated.

Очевидным преимуществом способа согласно настоящему изобретению является также уменьшение числа единиц используемого оборудования (одна печь для кальцинирования смеси каолина и боксита или смеси двух бокситов вместо двух печей для их раздельного кальцинирования), что также снижает себестоимость продукции.An obvious advantage of the method according to the present invention is also a reduction in the number of pieces of equipment used (one furnace for calcining a mixture of kaolin and bauxite or a mixture of two bauxites instead of two furnaces for their separate calcination), which also reduces the cost of production.

Другие характеристики и преимущества изобретения будут ясны из последующего подробного описания его и примеров осуществления изобретения.Other characteristics and advantages of the invention will be clear from the subsequent detailed description of it and embodiments of the invention.

- 2 008825- 2 008825

Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION

В соответствии с настоящим изобретением способ изготовления легковесных проппантов включает в себя следующие этапы:In accordance with the present invention, a method for making lightweight proppants includes the following steps:

предусмотрение в качестве исходного сырья каолина и боксита;the provision of kaolin and bauxite as a raw material;

приготовление смеси сырого каолина и сырого боксита; кальцинирование смеси сырого каолина и сырого боксита;preparing a mixture of raw kaolin and raw bauxite; calcining a mixture of raw kaolin and raw bauxite;

размельчение кальцинированной смеси каолина и боксита до заданного размера частиц;grinding the calcined mixture of kaolin and bauxite to a given particle size;

получение гранул из измельченной смеси;obtaining granules from the ground mixture;

сушка полученных гранул и спекание и классификация гранул.drying the resulting granules and sintering and classification of the granules.

Соответственно, способ изготовления проппантов среднего веса включает в себя следующие этапы: предусмотрение в качестве исходного сырья двух видов боксита;Accordingly, the method of manufacturing proppants of average weight includes the following steps: provision of two types of bauxite as feedstock;

приготовление смеси бокситов;preparation of a mixture of bauxite;

кальцинирование смеси сырых бокситов;calcining a mixture of raw bauxite;

размельчение кальцинированной смеси бокситов до заданного размера частиц;grinding the calcined bauxite mixture to a given particle size;

получение гранул из измельченной смеси;obtaining granules from the ground mixture;

сушка полученных гранул и спекание и классификация гранул.drying the resulting granules and sintering and classification of the granules.

Целесообразно сырые каолин и бокситы перед смешиванием измельчить до размеров кусков <3 мкм, а каолин кроме того подвергнуть сушке до содержания свободной воды 5-10 вес.%.It is advisable to grind raw kaolin and bauxite before mixing to the size of pieces <3 microns, and kaolin to further dry it to a free water content of 5-10 wt.%.

Кальцинирование смеси сырого каолина и сырого боксита или сырых бокситов осуществляется при температурах в интервале 900-1200°С, в течение времени, необходимого для удаления химически связанной воды до содержания ее в количестве 3-5 вес.%.The calcination of a mixture of raw kaolin and raw bauxite or raw bauxite is carried out at temperatures in the range of 900-1200 ° C, for the time required to remove chemically bound water until its content is 3-5 wt.%.

Как указано выше, сущность, главная особенность способа согласно изобретению заключается именно в совместном, а не раздельном кальцинировании различных исходных материалов в случае изготовления проппантов из их смеси. Эта особенность является неожиданной для специалистов ввиду существующего среди них (и обоснованного) мнения о том, что ввиду различного химического состава каолинов и бокситов температурные режимы их кальцинирования должны быть различными. Так, в патенте Российской Федерации №2211198 обосновывается, что оптимальная температура обжига каолина составляет 1400-1500°С, а оптимальная температура обжига боксита составляет или 1250-1300°С (при содержании А12О3 более 65%), или 1600-1650°С (при меньших значениях содержания А12О3), то есть, она в любом случае не совпадает с температурой обжига каолина.As indicated above, the essence, the main feature of the method according to the invention lies precisely in the joint, rather than separate, calcination of various raw materials in the case of the manufacture of proppants from their mixture. This feature is unexpected for specialists in view of the existing (and reasonable) opinion among them that, due to the different chemical composition of kaolin and bauxite, the temperature regimes of their calcination should be different. So, in the patent of the Russian Federation No. 2211198 it is substantiated that the optimal firing temperature of kaolin is 1400-1500 ° C, and the optimum firing temperature of bauxite is either 1250-1300 ° C (with an Al 2 O 3 content of more than 65%), or 1600-1650 ° C (with smaller values of the content of A1 2 O 3 ), that is, it in any case does not coincide with the firing temperature of kaolin.

Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что необходимая прочность проппантов может быть достигнута и при совместном кальцинировании каолина и боксита или различных бокситов, тоесть при одном и том же температурном режиме, причем даже при меньших значениях температуры 900-1200°С. Это подтверждается следующими примерами осуществления изобретения.The authors of the present invention, it was found that the necessary strength of proppants can be achieved with the joint calcination of kaolin and bauxite or various bauxites, that is, at the same temperature, and even at lower temperatures of 900-1200 ° C. This is confirmed by the following examples of carrying out the invention.

Пример 1. Использовался каолин и боксит следующего химического состава (вес.%):Example 1. Used kaolin and bauxite of the following chemical composition (wt.%):

Каолин - А12О3 - 43,63; 81О3 - 53,41; ΤίΟ2 - 1,12; Ре2О3 - 1,15; К2О - 0,36; Ыа2О - 0,07; СаО- 0,13; МдО - 0,12.Kaolin - A1 2 O 3 - 43.63; 81O 3 - 53.41; ΤίΟ 2 - 1.12; Re 2 O 3 - 1.15; K 2 O - 0.36; Na 2 O - 0.07; CaO - 0.13; MDO - 0.12.

Боксит - А12О3 - 55,06; 8Ю2 - 40,81; Т1О2 - 2,41; Ре2О3 - 1,24; К2О - 0,14; Ыа2О - 0,03; СаО - 0,20; МдО - 0,09.Bauxite - A1 2 O 3 - 55.06; 8JO 2 - 40.81; T1O 2 - 2.41; Re 2 O 3 - 1.24; K 2 O - 0.14; Na 2 O - 0.03; CaO - 0.20; MDO - 0.09.

Каолин и боксит измельчались во вращающемся измельчителе до размера кусков не более 3 мкм. Кроме того, каолин подсушивался в барабанной сушилке до содержания свободной влаги менее 10%.Kaolin and bauxite were ground in a rotating shredder to a lump size of less than 3 microns. In addition, the kaolin was dried in a drum dryer to a free moisture content of less than 10%.

После этого каолин и боксит были смешаны в соотношении 39% каолина и 61% боксита, при этом была получена смесь следующего состава, мас.%: А12О3 - 50,40; 81О2 - 46,10; Т1О2 - 1,90; Ре2О3 - 1,04; К2О - 0,24; Ыа2О -0,05; СаО - 0,15; МдО - 0,10.After that, kaolin and bauxite were mixed in the ratio of 39% kaolin and 61% bauxite, and a mixture of the following composition was obtained, wt%: A1 2 O 3 - 50.40; 81O 2 - 46.10; T1O 2 - 1.90; Re 2 O 3 - 1.04; K 2 O - 0.24; Na 2 O -0.05; CaO - 0.15; MDO - 0.10.

Полученная смесь была подвергнута кальцинированию при температуре 1050°С до содержания химически связанной воды менее 5%.The resulting mixture was subjected to calcination at a temperature of 1050 ° C until the content of chemically bound water is less than 5%.

Из указанной смеси были получены с использованием смесителя Эриха гранулы, которые были высушены до содержания свободной воды менее 6%, а затем подвергнуты спеканию при температуре 1500°С. Полученные гранулы размером 20/40 были подвергнуты испытанию на прочность при раздавливании по методике Американского нефтяного института под нагрузкой 10000 ры (10к). Доля разрушенных гранул составила 4,2 вес.% при допустимых для легковесных проппантов 10%.From this mixture were obtained using the Erich mixer granules, which were dried to a free water content of less than 6%, and then subjected to sintering at a temperature of 1500 ° C. The obtained granules with a size of 20/40 were subjected to the crush strength test according to the method of the American Petroleum Institute under a load of 10,000 rya (10k). The fraction of destroyed granules was 4.2% by weight, with 10% acceptable for lightweight proppants.

Пример 1а (сравнительный).Example 1a (comparative).

Для сравнения была приготовлена смесь из уже подвергнутых кальцинированию каолина и боксита следующего состава (% вес):For comparison, a mixture was prepared from the already calcined kaolin and bauxite of the following composition (% weight):

Каолин -А12О3 - 42,16; 8Ю2 - 54,23; Т1О2 - 0,76; Ре2О3 - 1,14; К2О - 0,54; СаО - 0,07; Мд - 0,10.Kaolin-A1 2 O 3 - 42.16; 8U 2 - 54.23; T1O 2 - 0.76; Re 2 O 3 - 1.14; K 2 O - 0.54; CaO - 0.07; Md - 0.10.

Боксит - А12О3 - 53,46; 8Ю2 - 42,85; Т1О2 - 2,33; Ре2О3 - 0,84; К2О - 0,12; СаО - 0,29; МдО - 0,14.Bauxite - A1 2 O 3 - 53.46; 8U 2 - 42.85; T1O 2 - 2.33; Re 2 O 3 - 0.84; K 2 O - 0.12; CaO - 0.29; MDO - 0.14.

Каолин и боксит смешивались в таком соотношении (25% каолина и 75% боксита), чтобы обеспечить содержание А12О3 и 81О2 примерно одинаковым с примером 1: оно составляло, вес.%:Kaolin and bauxite were mixed in such a ratio (25% kaolin and 75% bauxite) to ensure that the content of A1 2 O 3 and 81O 2 is approximately the same with example 1: it was, wt.%:

А12О3 - 50,61; 81О2 - 45,73; остальное Т1О2 - 2,01; Ре2О3 - 1,09; К2О -0,17; СаО - 0,25; МдО - 0,14.A1 2 O 3 - 50.61; 81O 2 - 45.73; the rest of T1O 2 is 2.01; Re 2 O 3 - 1.09; K 2 O -0.17; CaO - 0.25; MDO - 0.14.

- 3 008825- 3 008825

Из полученной смеси аналогичным примеру 1 образом были изготовлены гранулы, которые в результате прочностных испытаний при нагрузке Юк дали значение дробимости 6,6%.From the mixture obtained, in a similar manner to Example 1, granules were made, which, as a result of the strength tests under the load Yc, yielded a crushability value of 6.6%.

Таким образом, показатели прочности гранул, полученных способом в соответствии с настоящим изобретением, то есть, с использованием смеси сырого каолина и сырого боксита, смешиваемых до их кальцинирования, оказались в данном примере не только удовлетворяющими требованиям для легковесных проппантов, для изготовления которых и предназначен способ в соответствии с настоящим изобретением, но и более высокими, чем при использовании смеси кальцинированных каолина и боксита.Thus, the strength of the granules obtained by the method in accordance with the present invention, that is, using a mixture of raw kaolin and raw bauxite, mixed before calcining, turned out in this example not only to satisfy the requirements for lightweight proppants, for the manufacture of which the method is intended in accordance with the present invention, but also higher than when using a mixture of calcined kaolin and bauxite.

Пример 2.Example 2

Аналогично примеру 1 были изготовлены гранулы из смесей иных, чем в примерах 1 и 1а некальцинированных каолина и боксита, и подвергнутых предварительному кальцинированию. Данные о химическом составе исходных каолинов и бокситов и их смесей представлены в табл. 1.Analogously to example 1, granules were made from mixtures of non-calcined kaolin and bauxite other than in examples 1 and 1a, and subjected to preliminary calcination. Data on the chemical composition of the initial kaolin and bauxite and their mixtures are presented in table. one.

Таблица 1Table 1

Пример 2 Example 2 А1гО3 A1 g O 3 31О2 31O2 тю2 bye 2 Ее2Its 2 0z К2ОK 2 O Ма2ОMa 2 O СаО Cao МдО MDO Каолин В1 Kaolin B1 42,35 42.35 54,75 54.75 1.12 1.12 1,11 1.11 0,33 0.33 0,08 0.08 0,14 0.14 0,11 0.11 Боксит В1 Bauxite B1 55,06 55.06 40,81 40.81 2,41 2.41 1,24 1.24 0,14 0.14 0,03 0.03 0,20 0.20 0,09 0.09 43 % каолина В1 и 57 % боксита В1 (смешивание до кальцинирования, кальцинирование смеси при температуре 900 °С) 43% kaolin B1 and 57% bauxite B1 (mixing before calcining, calcining the mixture at 900 ° C) 48,66 48.66 47,96 47.96 1,67 1.67 1,11 1.11 0,27 0.27 0,07 0.07 0,15 0.15 0,10 0.10 Каолин В2 Kaolin B2 43,37 43.37 54.16 54.16 0,64 0.64 0,46 0.46 0,52 0.52 0,67 0.67 0,18 0.18 Боксит В2 Bauxite B2 53,46 53.46 42,85 42.85 2,30 2.30 0,84 0.84 0,12 0.12 0,29 0.29 0,14 0.14 50 % каолина В2 и 50 % боксита В2 (смешивание после кальцинирования} 50% kaolin B2 and 50% bauxite B2 (mixing after calcining} 47.95 47.95 48,50 48.50 1,73 1.73 1,21 1.21 0,25 0.25 0,22 0.22 0,14 ; I 0.14; I

Результаты прочностных испытаний полученных гранул под нагрузкой Юк, были следующими: гранулы, изготовленные способом в соответствии с настоящим изобретением, оказались, как и в примере 1, более прочными, чем изготовленные известным способом, а именно дробимость их равнялась 6,5 вес.% против 7,7% у гранул, изготовленных из смеси каолина и боксита, подвергнутых раздельному кальцинированию.The results of the strength tests of the obtained granules under load Yuk were as follows: the granules manufactured by the method in accordance with the present invention turned out to be, as in Example 1, more durable than those made by a known method, namely their crushability was 6.5 wt.% Against 7.7% for pellets made from a mixture of kaolin and bauxite, subjected to separate calcination.

Пример 3. Аналогично примерам 1 и 2 были изготовлены гранулы из смесей некальцинированных и кальцинированных каолина и боксита, данные о химическом составе которых представлены в табл. 2.Example 3. Analogously to examples 1 and 2, granules were made from mixtures of uncalcined and calcined kaolin and bauxite, the data on the chemical composition of which are presented in Table. 2

Таблица 2table 2

Пример 3 Example 3 αι2ο3 αι 2 ο 3 ЗЮ? SIR? тю2 bye 2 Ее2О3 Her 2 O 3 К2ОK 2 O N 320 N 320 СаО Cao МдО MDO Каолин С1 Kaolin C1 44,46 44.46 52,93 52.93 1,28 1.28 0.86 0.86 0,12 0.12 0,11 0.11 0,17 0.17 0,07 0.07 Боксит С1 Bauxite C1 56,24 56.24 40,09 40.09 2,40 2.40 0,86 0.86 0,08 0.08 0,05 0.05 0,20 0.20 0,08 0.08 75 % каолина С1 и 25 % боксита С1 (смешивание до кальцинирования, кальцинирование смеси при температуре 1200 °С) 75% kaolin C1 and 25% bauxite C1 (mixing before calcining, calcining the mixture at 1200 ° C) 48,83 48.83 47,92 47.92 1,72 1.72 1,07 1.07 0,10 0.10 0,10 0.10 0,19 0.19 0,08 0.08 Каолин С2 Kaolin C2 45.01 45.01 52,07 ! 1,44 52.07! 1.44 1,08 1.08 0,08 0.08 0,08 0.08 0,16 0.16 0,06 0.06 Боксит С2 Bauxite C2 55,06 55.06 40,81 40.81 2.41 2.41 1,24 1.24 0,14 0.14 0,03 0.03 0,20 0.20 0,09 0.09 62 % каолина С2 и 38 % боксита С2 (смешивание после кальцинирования) | 62% kaolin C2 and 38% bauxite C2 (mixing after calcining) | 48,60 1 48.60 one 48,10 48,10 1,78 1.78 1,07 1.07 0,12 0.12 0,07 0.07 0,16 0.16 0,09 0.09

Результаты прочностных испытаний полученных гранул под нагрузкой Юк в данном примере были следующими: хотя дробимость гранул, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, оказалась выше (7,1 вес.%), чем у гранул, изготовленных из смеси предварительно кальцинированных каолина и боксита (4,2 вес.%), она тем не менее не превышает допустимую для легковесных проппантов (10%).The results of the strength tests of the obtained granules under load Yuk in this example were as follows: although the crushability of the granules made in accordance with the present invention was higher (7.1 wt.%) Than the granules made of a mixture of pre-calcined kaolin and bauxite (4 , 2 wt.%), It nevertheless does not exceed the allowable for lightweight proppants (10%).

-4008825-4008825

Пример 4. Аналогично предыдущим примерам, были изготовлены гранулы из смесей двух некальцинированных (в соответствии с настоящим изобретением) и кальцинированных бокситов, данные о химическом составе которых представлены в табл. 3.Example 4. Similar to the previous examples, granules were made from mixtures of two uncalcined (in accordance with the present invention) and calcined bauxite, data on the chemical composition of which are presented in Table. 3

Таблица 3Table 3

Пример 4 Example 4 А12О3 A1 2 O 3 2 5Yu 2 тю2 bye 2 Ее2Its 2 0z К2ОK 2 O Па2ОPa 2 O СаО Cao МдО MDO Боксит ϋ1 Bauxite ϋ1 74,36 74.36 18,38 18.38 4,26 4.26 2,25 2.25 0,37 0.37 0,14 0.14 0,22 0.22 Боксит Е1 Bauxite E1 87,38 87.38 6,95 6.95 3,73 3.73 1.60 1.60 0,09 0.09 0,05 0.05 0,10 0.10 0,10 0.10 70 % боксита ϋ1 и 30 % боксита Е1 (смешивание до кальцинирования, кальцинирование смеси при температуре 1000 °С) 70% bauxite ϋ1 and 30% bauxite E1 (mixing before calcining, calcining the mixture at 1000 ° C) 79,05 79.05 14,19 14.19 3,90 3.90 2,10 2.10 0.30 0.30 0,14 0.14 0,17 0.17 70 % боксита 01 и 30 % боксита Е1 (смешивание после кальцинирования) 70% bauxite 01 and 30% bauxite E1 (mixing after calcining) 78,05 78.05 14,50 14.50 4,16 4.16 1,93 1.93 0,37 0.37 0,16 0.16 0,18 0.18

Результаты прочностных испытаний полученных гранул под нагрузкой Юк были следующими: прочность гранул, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, была близка к прочности гранул, изготовленных известным способом, то есть, из предварительно раздельно кальцинированных бокситов (дробимость гранул составила 3,4 и 2,4% соответственно).The results of the strength tests of the obtained granules under the load Yuc were as follows: the strength of the granules made in accordance with the present invention was close to the strength of the granules made in a known manner, that is, from previously separately calcined bauxite (crushability of the granules was 3.4 and 2.4 % respectively).

Пример 5. Аналогично примеру 4 были изготовлены гранулы из смесей двух некальцинированных (согласно изобретению) и кальцинированных бокситов, данные о химическом составе которых представлены в табл. 4.Example 5. Analogously to example 4, granules were made from mixtures of two uncalcined (according to the invention) and calcined bauxite, data on the chemical composition of which are presented in Table. four.

Таблица 4Table 4

Пример 5 Example 5 ΑΙ2Ο3 ΑΙ2Ο3 2 5Yu 2 тю2 bye 2 Ее2Оэ Her 2 O e К2ОK 2 O Νθ2ΟΝθ 2 Ο СаО Cao МдО MDO Боксит Е1 Bauxite E1 79,28 79.28 7,96 7.96 4,52 4.52 4,95 4.95 0.02 0.02 0,04 0.04 3,02 3.02 0.18 0.18 Боксит С1 Bauxite C1 72,51 72.51 19,94 19.94 4.13 4.13 2,43 2.43 0,34 0.34 0,16 0.16 0,20 0.20 0,23 0.23 25 % боксита Е1 и 75 % боксита Θ1 (смешивание до кальцинирования) 25% bauxite E1 and 75% bauxite Θ1 (mixing before calcining) 75,12 75.12 16.32 16.32 4,15 4.15 3,01 3.01 0,27 0.27 0,12 0.12 0,77 0.77 0,21 0.21 70 % боксита Е1 и 30 % боксита (31 (смешивание после кальцинирования) 70% bauxite E1 and 30% bauxite (31 (mixing after calcining) 75,05 75.05 16,34 16,34 4,15 4.15 3,04 3.04 0,27 0.27 0,12 0.12 0.77 0.77 0.21 0.21

Результаты прочностных испытаний полученных гранул под нагрузкой Юк были следующими: прочность гранул, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, незначительно превышала прочность гранул, изготовленных известным способом, из предварительно кальцинированных бокситов (дробимость гранул составила 2,5 и 2,8% соответственно).The results of the strength tests of the obtained granules under the load Yuc were as follows: the strength of the granules made in accordance with the present invention slightly exceeded the strength of the granules made in a known manner from previously calcined bauxite (crushability of the granules was 2.5 and 2.8%, respectively).

Claims (6)

1. Способ изготовления проппантов, включающий в себя следующие последовательные этапы: предусмотрение в качестве исходного сырья каолина и боксита;1. A method of manufacturing proppants, which includes the following successive steps: providing kaolin and bauxite as feedstock; приготовление смеси сырого каолина и сырого боксита; кальцинирование смеси сырого каолина и сырого боксита;preparing a mixture of raw kaolin and raw bauxite; calcining a mixture of crude kaolin and crude bauxite; размельчение кальцинированной смеси каолина и боксита до заданного размера частиц; получение гранул из измельченной смеси;grinding a calcined mixture of kaolin and bauxite to a predetermined particle size; obtaining granules from the crushed mixture; сушка полученных гранул; и спекание и классификация гранул.drying the obtained granules; and sintering and classification of granules. 2. Способ по п.1, при котором сырой каолин до смешивания его с сырым бокситом измельчают до размера кусков <3 мкм и сушат до содержания свободной воды 5-10 вес.%.2. The method according to claim 1, wherein the raw kaolin is ground to a piece size <3 μm and dried to a free water content of 5-10 wt.% Before mixing it with raw bauxite. 3. Способ по π. 1, при котором сырой боксит до смешивания его с сырым каолином измельчают до размера кусков <3 мкм.3. The method according to π. 1, in which the raw bauxite before mixing it with raw kaolin is crushed to a piece size <3 μm. 4. Способ изготовления проппантов, включающий в себя следующие последовательные этапы: предусмотрение в качестве исходного сырья двух видов боксита;4. A method of manufacturing proppants, which includes the following successive steps: the provision of two types of bauxite as a feedstock; приготовление смеси бокситов;preparation of a mixture of bauxite; -5008825 кальцинирование смеси сырых бокситов;-5008825 calcination of a mixture of crude bauxite; размельчение кальцинированной смеси бокситов до заданного размера частиц; получение гранул из измельченной смеси;grinding a calcined bauxite mixture to a predetermined particle size; obtaining granules from the crushed mixture; сушка полученных гранул; и спекание и классификация гранул.drying the obtained granules; and sintering and classification of granules. 5. Способ по п.1 или 4, при котором кальцинирование смеси сырого каолина и сырого боксита или смеси сырых бокситов ведут при температуре 900-1200°С в течение времени, необходимого для удаления химически связанной воды до содержания ее в количестве 3-5 вес.%.5. The method according to claim 1 or 4, in which the calcination of a mixture of crude kaolin and crude bauxite or a mixture of raw bauxite is carried out at a temperature of 900-1200 ° C for the time required to remove chemically bound water to its content in the amount of 3-5 weight .%. 6. Проппант, представляющий собой гранулы, полученные способом по любому из пп.1-5.6. The proppant, representing the granules obtained by the method according to any one of claims 1 to 5.
EA200601330A 2006-08-15 2006-08-15 Proppants and method for producing thereof EA008825B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200601330A EA008825B1 (en) 2006-08-15 2006-08-15 Proppants and method for producing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200601330A EA008825B1 (en) 2006-08-15 2006-08-15 Proppants and method for producing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200601330A1 EA200601330A1 (en) 2007-08-31
EA008825B1 true EA008825B1 (en) 2007-08-31

Family

ID=41203613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200601330A EA008825B1 (en) 2006-08-15 2006-08-15 Proppants and method for producing thereof

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA008825B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7678723B2 (en) 2004-09-14 2010-03-16 Carbo Ceramics, Inc. Sintered spherical pellets
US7721804B2 (en) 2007-07-06 2010-05-25 Carbo Ceramics Inc. Proppants for gel clean-up
US7828998B2 (en) 2006-07-11 2010-11-09 Carbo Ceramics, Inc. Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication
US8063000B2 (en) 2006-08-30 2011-11-22 Carbo Ceramics Inc. Low bulk density proppant and methods for producing the same
US8216675B2 (en) 2005-03-01 2012-07-10 Carbo Ceramics Inc. Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521680C1 (en) * 2013-02-05 2014-07-10 Карбо Керамикс Инк. Proppant and its application

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713203A (en) * 1985-05-23 1987-12-15 Comalco Aluminium Limited Bauxite proppant
RU2133716C1 (en) * 1997-11-10 1999-07-27 Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Method for producing high-strength spherical ceramic pellets
RU2140875C1 (en) * 1998-10-02 1999-11-10 ОАО "Боровичский комбинат огнеупоров" Aluminosilicate mixture for production of granules
RU2211198C2 (en) * 2001-11-13 2003-08-27 Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Blend for manufacturing refractory high-strength spherical granules and a method for fabrication thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713203A (en) * 1985-05-23 1987-12-15 Comalco Aluminium Limited Bauxite proppant
RU2133716C1 (en) * 1997-11-10 1999-07-27 Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Method for producing high-strength spherical ceramic pellets
RU2140875C1 (en) * 1998-10-02 1999-11-10 ОАО "Боровичский комбинат огнеупоров" Aluminosilicate mixture for production of granules
RU2211198C2 (en) * 2001-11-13 2003-08-27 Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Blend for manufacturing refractory high-strength spherical granules and a method for fabrication thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7678723B2 (en) 2004-09-14 2010-03-16 Carbo Ceramics, Inc. Sintered spherical pellets
US7825053B2 (en) 2004-09-14 2010-11-02 Carbo Ceramics Inc. Sintered spherical pellets
US8216675B2 (en) 2005-03-01 2012-07-10 Carbo Ceramics Inc. Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material
US7828998B2 (en) 2006-07-11 2010-11-09 Carbo Ceramics, Inc. Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication
US8063000B2 (en) 2006-08-30 2011-11-22 Carbo Ceramics Inc. Low bulk density proppant and methods for producing the same
US7721804B2 (en) 2007-07-06 2010-05-25 Carbo Ceramics Inc. Proppants for gel clean-up

Also Published As

Publication number Publication date
EA200601330A1 (en) 2007-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4668645A (en) Sintered low density gas and oil well proppants from a low cost unblended clay material of selected composition
AU2004208127B2 (en) Extended particle size distribution ceramic fracturing proppant
CA2616553C (en) Aluminum silicate proppants, proppant production and application methods
CN101617018B (en) The purposes of proppant, proppant production method and proppant
US5188175A (en) Method of fracturing a subterranean formation with a lightweight propping agent
EA012824B1 (en) Sintered spherical pellets for gas and oil wells and a method of fracturing
RU2694363C1 (en) Ceramic proppant and its production method
CA1228226A (en) Sintered low density gas and oil well proppants from a low cost unblended clay material of selected compositions
EP0101855A1 (en) Low density proppant for oil and gas wells
US9234127B2 (en) Angular abrasive proppant, process for the preparation thereof and process for hydraulic fracturing of oil and gas wells
MX2007016164A (en) Sintered spherical pellets useful for gas and oil well proppants.
EA008825B1 (en) Proppants and method for producing thereof
US9587170B2 (en) Proppant material incorporating fly ash and method of manufacture
RU2166079C1 (en) Proppant
US20170275209A1 (en) Addition of mineral-containing slurry for proppant formation
US20170226410A1 (en) Proppant Material Incorporating Fly Ash and Method of Manufacture
EA007864B1 (en) Proppants and method for the production thereof
EA006953B1 (en) Proppants, method of their manufacture and use
CN106190092A (en) With low-density ceramic proppant that flint clay grog and dolomite are prepared for raw material and preparation method thereof
RU2521680C1 (en) Proppant and its application
US9434873B2 (en) Ceramic proppants
CN105400505B (en) Low-density petroleum fracturing propping agent and preparation method thereof
RU2229456C2 (en) Charge for manufacturing high-strength refractory spherical granules and a method for manufacture thereof
RU2739158C1 (en) Method for producing proppant
RU2753285C2 (en) Charge for the production of magnesia-quartz proppant

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Registration of a licence in a contracting state
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

QZ4A Registered corrections and amendments in a licence
QB4A Registration of a licence in a contracting state
QC4A Termination of a registered licence in a contracting state
QB4A Registration of a licence in a contracting state