JPH02269292A

JPH02269292A - 油及びガス井戸用軽量プロッパント並びにその製造及び使用方法

Info

Publication number: JPH02269292A
Application number: JP1199509A
Authority: JP
Inventors: Paul Robert Lemieux; ポール　ロバート　レミュクス; David Scott Rumpf; デビッド　スコット　ランフ
Original assignee: Norton-Alcoa Proppants
Current assignee: Norton-Alcoa Proppants
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1990-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、一般的に言うと油及びガス井のための軽量
プロッパントに関し、もっと詳しく言うと、増大した強
度及び誘導率（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有する軽
量プロッパントと、このようなプロッパントを製造及び
使用する方法とに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ハイド
ロリツクフラクチャリングは、井戸の穴が横切る選択さ
れた油又はガスを含有している地下土壌層にこの層がそ
の張力を失いそしてこの層が割れて流体を受は入れるよ
うに十分高い速度及び圧力で流体を注入する方法である
０割れ目の空間を保持するために、ひとたびフラクチャ
リング圧力が解除されると、プロッピング剤（プロッパ
ント）が地下土壌層に注入される流体に混合される。

ハイドロフラクチャリングは、少なくとも次の三つのや
り方で油又はガスの溜り（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）がら井
戸の穴への流体の流量を増加させる。そのやり方とは、
すなわち、（１）井戸の穴に通じている全体的な溜りの
面積を増加させること、（２）一般には割れ口内のプロ
ッパントに地下土壌層の浸透性よりも有意に大きい浸透
性を持たせ、それにより流体がより容易に流れるのを可
能にすること、そして、（３）高誘導率の流路（ｃｈａ
ｎｎｅｌ）で割れ目の先端より先の溜りに大きな圧力勾
配を生じさせること、である。

プロッパントは、油又はガス井を取巻く地下層において
経験される高い温度及び圧力並びに腐食性環境に耐える
ことができるべきである、一般的に強く、好ましくは実
質上球形の粒子である。初期のプロッパントは、ガラス
ピーズ、砂、くるみのｆｉ及びアルミニウムのベレット
のような材料で作られていた。これらの材料は、多くの
井戸において、特に締め切り圧力が数千ｐｓｉを超える
井戸において、首尾よ（機能するのに十分なだけの強度
又は耐腐食性を持たなかった。

クーツ（Ｃｏｏｋｅ）の米国特許第４０６８７１８号明
細書は、プロッパントに関連しており、そしてクーツの
記載するプロッパントは、「焼結ボーキサイト」で作ら
れていて比重が３．４より大きい。クーツは、３．４よ
り大きい比重はプロッパントが使用時に経験される高い
応力レベル下で破砕に耐えるのに十分なだけの圧縮強さ
を有するために必要とされる、と述べている。クーツの
明細書の例に記載されたプロッパントは破砕に耐えるの
に十分なだけの強度を有することを証明はしたが、大き
な比重はより高粘度のフラクチャリング流体の使用を要
求し、そして所定重量のプロッパントをフラクチャリン
グ流体に配合するためにはもっと比重の小さいプロフパ
ントにより達成されるのと比べた場合に結果としてプロ
ッパントの体積濃度が低くなるので、大きな比重は望ま
しくなかった。一般に、フラクチャリング流体中のプロ
ッパントの体積濃度が高くなればなるほど、フラクチャ
リング圧力が除かれた後に支えられている割れ目は一層
幅が広くなる。

フィッツギボン（Ｆ　ｉ　ｔｚｇ　ｉ　ｂｂｏｎ）の米
国特許第４４２７０６８号明細書は、か焼したダイアス
ボアクレー、バーシークレー又はフリントクレーをアル
ミナ、「ボーキサイト」又はそれらの混合物と、複合混
合物中のアルミナのシリカに対する比が９：１とｌ：ｌ
との間になるように混合して作られる、中間的な強度の
複合プロッパントに関する。粉末出発物質は、アイリッ
チ（Ｅｉｒｉｃｈ）ミキサーで混ぜ合わされ、そして混
合が進行している間に十分な水を加えて粉末混合物から
複合球形ベレットを形成させる。フィッッギボンは、水
を加える速度は重要ではないと述べている。ベレットは
乾燥させ、次いでこれらのベヘットを炉に入れて焼結す
る。

焼結されたベレットの比重は２．７〜３．４の間である
。

ラングホーファー（Ｌｕｎｇｈｏｆｅｒ）の米国特許第
４５２２７３１号明細書は、スプレー凝集法を使用して
製造され、密度が３．０　ｇ　／ｃｃ未満である、アル
ミナ含有量４０〜６０％の中間的強度のプロッパントに
関する。好ましい態様において、ラングホーファーはそ
のプロッパントを、米国アラバマ州ユーホーラ（Ｅｕｆ
ａｕｌａ）付近で産出するボーキサイト性カオリンタイ
プの原料である彼の言うところの［ニーホーラボ−キサ
イド」から製造する。ラングホーファーによれば、ニー
ホーラボ−キサイドは好ましくは少なくともいくらかの
（約５％）ギブサイトを含有する。

コーンド（Ｋｈａｕｎｄ）の米国特許第４６６８６４５
号明細書は、明示された化学組成を有する採掘された「
ボーキサイト性クレー」から作られる中間的強度のプロ
ッパントに関する。

上記のフィッッギボン、ラングホーファー及びコーンド
の米国特許明細書に記載されたプロッパントは、比重が
より以前のクーツのプロッパントのそれよりも小さく、
そしてこのように比重の小さいプロッパントは、プロッ
パントにかかる応力が５．０００〜１０，０００ｐｓｉ
　（３５２〜７０３　ｋｇ／ｃｄ）の範囲である中間的
な深さの井戸ではかなり首尾よく利用されている。とは
言うものの、これらの比重がより小さいプロッパントは
全て、その圧縮強さがクーツらの米国特許明細書で言及
されたような高比重のものの圧縮強さよりも実質的に小
さく、このことはそのようなプロッパントを用いて得ら
れる誘導率及び浸透率を、特に約１０，０ＯＯｐｓｉ　
（７０３ｋｇ／ｃｄ）を超える締め切り圧力において制
限する。

応力、温度、腐食性環境及び時間の特定の条件下でのプ
ロッパントの誘導率は、その品質の唯一の最も重要な尺
度である。割れ目に堆積することがあるかもしれないよ
うな詰まったプロッパントの誘導率は、プロッパントの
パックの浸透率に支持された割れ目の幅を乗じたものと
定義され、通常はミリダルシー・フィート（ｍｄ−ｆｔ
）の単位で示される。

現在入手可能な中間的強度のプロッパントの誘導率は、
しばしば、試験的なＡＰＩ８時間法、すなわち”Ｔｅｎ
ｔａｔｉｖｅ　Ｆｉｆｔｈ　Ｄｒａｆｔ　ｏｆ　Ｒｅｃ
ｏｍｍｅｎｄｅｄＰｒａｃｔｉｃｅｓ　Ｆｏｒ　Ｅｖａ
ｌｕａｔｉｎｇ　５ｈｏｒｔ　Ｔｅｒｍ　Ｐｒｏｐｐａ
ｎｔＰａｃｋ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ’　（１９８
７年３月）（以下ｒＡＰ　Ｉ８時間法」と称する）によ
り測定される。これによってこの方法は参照によりここ
に組み入れられる。

最近、フラクチャリング及びステイミュシーション事業
の様々な面に関連するある２８の団体の組合がスティミ
ュシーション技術を評価し及び向上させる方法の研究の
スポンサーになった。米国オクラホマ州ダンカン（Ｄｕ
ｎｃａｎ）のスティム−ラブ社（Ｓｔｉｍ−Ｌａｂ＋　
Ｉｎｃ、）は、この組合の試験用の腕としての役目を務
め、プロッパントの浸透率及び誘導率を測定するための
試験を含めたプロツパントに関する矛盾のない且つ再現
性のある試験手順を開発している。スティム−ラブ社に
より開発された長期間の誘導率試験技術は、産業界に広
く受は入れてられおり、スティム−ラブ社のベニ−（Ｇ
、Ｓ。

ｐｅｎｎｙ）によりＡｎ　［！ｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏ
ｆ　ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅ
ｎｔａｌ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｆｒａｃｔ
ｕｒｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄｓｏｎ　　ｔｈｅ　Ｌｏｎｇ−
Ｔｅｒｍ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｒｏｐ
ｐａｎｔｓ’と題された、５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｐｅ
ｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ＋Ｎａ５ＰＥ１６
９００の刊行物に記載される。これによりこの刊行物は
参照によってここに組み入れられる。

このＳＰＥ刊行物の記載におけるどのような欠落も、上
記のＡＰＩ８時間法を参照して満たされるはずであると
いうことを理解すべきである。本発明のプロッパントの
誘導率を測定するために出願人らにより用いられる試験
技術（以下「スティム−ラブ技術」と称する）は、モネ
ルに５００のシムを誘導率セルで使用するＳＰＥ　１９
６００の刊行物に記載されたものと本質的に同一である
。上記のＳＰＥ刊行物に記載されるように４つのセルを
積み重ねるよりも、むしろ単一のセルを使用した。しか
しながらこれは、測定結果には少しも影響を及ぼさない
はずである。スティム−ラブ技術は、約５〜１０％の範
囲内で再現可能な誘導率測定値を与えると考えられる。

〔課題を解決するための手段及び作用効果〕本発明によ
れば、スティム−ラブ技術で測定してＫＣｌｆｉの脱酸
素化した２％水溶液の存在下に８０００ｐｓｉ　（５６
３ｋｇ／ａｊ）及び２７５”Ｆ　（１３５℃）で５０時
間後の誘導率が少なくとも約４０００ｍｄ−ｆ　ｔ　（
１２２０ｍｄ・ｍ）、好ましくは少なくとも４４００ｍ
ｄ−ｆｔ　（１３４０ｍｄ　・ｍ）であり、乾燥比重が
２．６５〜３．０、好ましくは２．６５〜２．８５であ
る、中実のセラミック粒子から作られる低密度で高強度
のプロッパントが提供される。最も好ましくは、誘導率
は上記の条件下で測定して少なくとも５５００ｍｄ−ｆ
ｔ　（１６８０ｍｄ　−ｍ）である。

本発明のプロッパントは、か焼されたカオリンクレーを
８ｎ以下の平均凝集粒径、好ましくは約５趨以下の平均
凝集粒径に摩砕し又は別の方法で微粉砕し、この粉体を
圧縮ミキサー（ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｍｉｘｅｒ）でペ
レット化して製造することができる。

カオリンクレーは９００℃未満の温度でか焼して、１４
００℃で試験した場合の強熱減量を１２重量％未満で低
下させる。出願人らは、本発明によれば、か焼はカオリ
ンクレーがそのようなか焼の間にムライト及びクリスト
バライトへの相転移を受けない十分低い温度で行うこと
が重要である、ということを見いだした。

好ましくは、摩砕したカオリンクレーにミキサーで最初
に有機結合剤を分散させ、次いで混合しながらこの粉体
に管理された速度で水を加え、そして粉体を圧縮して所
望の大きさの粗いペレットを作る。次に、ミキサーをな
お運転しながら、追加の乾いた摩砕されたカオリンクレ
ー粉末をゆっくり加えて滑らかな球形ペレットを作る。

次いでこれらのペレットを乾燥させ、焼成して、好まし
くは約６０〜８５重量％のムライト、約１５〜３５重量
％のクリストバライト及び少量（１０重量％未満）のガ
ラス質相を含んでなり、比重が２．６５〜３．０である
プロッパントのペレットに転化させる。

本発明のもう一つの側面によれば、プロッパントを流体
と混合し、そして高圧下で地下層へ注入して割れ目を開
け、プロッパントは割れ目に残ってフラクチャリング圧
力を解除後に割れ目を開いた状態に支持する。驚べきこ
とであり且つ予期せざることに、本発明のプロッパント
の誘導率の測定値は、他の公知の中間的強度のプロッパ
ント、すなわちより大きい比重を有する同等のプロツパ
ントの測定値よりも最大で１００％大きい。

次に、本発明をより詳しく説明する。

比重が小さく強度が大きい本発明のプロッパントを製造
するのに使用するための好ましい原料は、カオリンクレ
ーである。好ましくは、カオリンクレーは主としてカオ
リナイト（ＡｌｚＳｉｔＯｓ（ＯＨ）４）からなり、且
つ本質的に砂（すなわち石英）がない。

そのような原料源の一つは、米国ジョーシア州アンダー
ソンビル（八ｎｄｅｒｓｏｎｖｔｌｌｅ）のアメリカン
・シアナミド社からのものである。アメリカン・シアナ
ミド社の所有するアンダーソンビルのカオリン鉱床は、
Ｕ、Ｓ、Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　５ｕｒｖｅｙ　Ｂｕｌ
ｌｅｔｉｎ　１１９９Ｇのザップ（Ａｌｆｌｅｄ　Ｄ、
Ｚａｐｐ）による“ＢａｕｘｉｔｅＤｅｐｏｓｉｔｓ　
ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｎｄｅｒｓｏｎｖｉｌｌｅ　Ｄｉｓｔ
ｒｉｃｔ、Ｇｅｏｒｇｉａ”と題する報告に十分記載さ
れている。この報告は参照によりここに組み入れられる
。この報告は、該鉱床は主として鉱物性カオリナイトか
らなり、そして本質的に砂なしである、と述べている。

主な不純物は、鉄化合物及びチタン化合物と、少量のギ
ブサイトである。カオリンクレーは平板レンズ状の塊で
堆積しており、そのうちのより厚いものはボーキサイト
又はボーキサイト性クレーのコアを有することがある。

有意の量の砂（遊離のシリカ又は石英）を含有している
原料はより弱いプロッパントを与え、その一方、余りに
も多くのギブサイト又は他の水和したアルミナを含有し
ている原料は望ましくない高比重を有する製品をもたら
す。適当であると信じられる原料のもう一つの源は、米
国ペンシルベニア州キング・オプ・プラッシア（Ｋｉｎ
ｇ　ｏｆ　Ｐｒｕｓｓｉａ）に本部のあるＣ０Ｅ。

ミネラルズ社のジョーシア州アンダーソンビルのムルコ
ア（Ｍｕ　１ｃｏａ）操業所で採掘されるカオリンクレ
ーである。

−ＪＩＧに、本発明によるプロッパントを製造する際の
原料として最も有用なカオリンクレーは恐らく、化学分
析により約４３〜５８重量％のアルミナ及び約３７〜５
２重量％のシリカを含有していて、酸化鉄が２重量％未
満（好ましくは１重量％未満）及び遊離の石英が５重量
％未満であろう。好ましくは、カオリンクレーは７０〜
９０重量％のカオリナイト、５〜２５重量％の潜品質か
ら無定形までの（ｃｒｙｐｔｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
　ｔｏ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）ギブサイト及び５重量％
未満の他の結晶性物質を含んでなる。

好ましくは、遊離の石英の量は２重量％未満であり、最
も好ましくは検出不能である。少量又は微量に存在しう
る他の天然鉱物には、アナタース及びルチルが含まれる
。原料中に存在することが最終製品の性質にとってやや
有害であると思われる物質には、石英、硫化鉄鉱、白鉄
鉱、りよう鉄鉱、雲母及びモンモリロナイトが含まれる
。

原料は好ましくは、更に処理を行う前に水分及び有機物
質を取除くためにか焼される。本発明によれば、か焼は
カオリンクレーが相変化を受けてムライト又はクリスト
バライトを生成しない十分低い温度で行うべきである、
ということを出願人らは見いだした。出願人らは、最終
の乾燥工程及び焼成工程の前にカオリンクレー中にいく
らかの有意量のムライト又はクリストバライトが存在す
ると製造されたプロッパントの性質にひどく有害な影響
が及ぶ、ということを見いだした。従って、か焼は、９
００℃未満の温度で、カオリナイトの強熱減量が１４０
０℃で試験した場合に１２重量％以下となる十分なだけ
の時間実施すべきである。か焼は、７００〜８００℃の
オーダーの温度で比較的速く行うことができ、あるいは
もっと低い温度でもっとゆっくり行ってもよい。か焼温
度が約４５０〜５００℃より高い場合には、カオリナイ
トは無定形のアルミナ及びシリカ（時には「メタカオリ
ナイト」と称される）へ転化する。けれどもそのような
転移は、本発明の製品に不利な影響を及ぼさない。

次いで、か焼された原料の粒度を、好ましくはそれを粒
子分級器を含んでなる閉ループ装置で乾式ボールミル処
理して、低下させる。この摩砕された原料の平均の凝集
粒径は、セディグラフ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ）　（マイ
クロ・メリティクス・インストル−メント社（Ｍｉｃｒ
ｏ　Ｍｅｒｉｔｉｃｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｏｒ
ｐ、）製）又はグラニュロメーター（Ｇｒａｎｕｌｏｍ
ｅｔｒｅ）（Ｃｉｌａｓ　Ｃｏｍｐａｇｎｉｅ　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｌｌｅ　ｄｅｓ　Ｌａ５ａｒｓ製）で測定
して約８ｐｍ以下、好ましくは５−以下である。しかし
ながら、摩砕された原料の真の本源的粒径は８又は５Ｉ
！ｍよりもはるかに細かく、そしてサブミクロンのフレ
ークから構成されていると信じられる。そのようなサブ
ミクロンのフレークは、凝集して測定装置により感知さ
れる８１以下のオーダーの複合粒子を形成する傾向があ
る。

摩砕された原料は、圧縮ミキサーでペレット化される。

この目的のための好ましい商業的に入手可能な機械は、
西独間ハルトハイム（Ｈａｒｄｈｅｉｍ）のアイリッチ
社（Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ　Ｇｕｓｔａｖ　
Ｅｉｒｉｃｈ）により容量の異なるいくつかの大きさで
製造されているアイリッチ向流強力ミキサーである。

このアイリッチミキサーは、混合室の底部を形成する、
水平にするか又は角度をつけて傾けることのできる回転
混合パンと、このパンと反対の方向に回転する「星形混
合器（ｓ＋ｉｘｉｎｇ　５ｔａｒ）　Ｊとを有する。星
形混合器は、パンの軸と平行であり且つそれとは食違う
軸の周囲を回転し、パンの直径の約２０〜２５％の直径
を有する。ペレット化操作のための星形混合器の好まし
い形は、アイリッチ社により吸引型ローターと称される
ものであり、回転要素の周縁部から垂直に伸びる複数の
台形の形をした混合用要素を有する。モデルＲ７の機械
について述べると、パンは約４５ｒｐｓ＋の単一の回転
速度を有し、その−勇足形混合器は低速及び高速の二つ
の速度を有する。低速は約７００ｒｐ■であり、高速は
その約２倍、すなわち約１４００ｒｐ−である、もっと
大きなミキサーの回転要素の回転速度は、それらの回転
要素の先端の速度が同様になるように調整される。ミキ
サーは、回転パンの側面をきれいにするためにプラウを
取付けることのできる第二の星形混合器を含んでいても
よい。この第二の星形混合器も、ミキサーに偏心して取
付けられ、混合パンと反対の方向に回転する。本発明で
使用するのに適していると信じられる別の圧縮ミキサー
の例は、リトルフォード・ローデイング（Ｌｉｔｔｌｅ
ｆｏｒｄ　Ｌｏｄｉｇｅ）　　・ミキサーである。

摩砕されたか焼カオリンクレーの粉体チャージは、好ま
しくは最初にミキサー内で約２重量％（初めのカオリン
クレー粉体チャージを基準にして計算される）までの例
えば糊化したコーンスターチのような有機結合剤と、こ
の結合剤を原料粉体に完全に分散させるために吸引ロー
ターを低速に設定して約３０秒間軸式混合される。

このような結合剤は、プロッパントのペレットを後に焼
成する間に熱分解され又は追い出されるようなものであ
るのが好ましい、結合剤の量は、標準的には初めのカオ
リンクレー粉体チャージの１〜２重量％のオーダーであ
る。結合剤を用いずに本発明の方法でペレットを作るこ
とは可能であるが、結合剤を利用すると結果として改良
された性質及び収率が得られると信じられる。

次に、吸引ローターを低速で運転しながらミキサーに管
理された速度で水を加えて、原料の最初のペレット化を
行う、水を加える速度は、ミキサーでのペレットの形成
を容易にするように適切に管理すべきであり、またこの
速度は最終製品の品質に影響を及ぼすことがある。典型
的には、モデルＲ７のアイリッチミキサーについての水
の合計量は、最初の出発原料の約３２〜４０重量％であ
り、好ましくは約３５〜４０重量％である。好ましくは
、水の予想される合計量のうちの約４０〜６０重量％を
結合剤を分散させてから加え、そして約２〜４分間混合
する。その後、直径が約１／８インチ（３，１７５腫）
から１／４インチ（６，３５＋ａ）までの大きさの範囲
にわたる不規則形状のペレットができるまで、水の合計
量の８〜１０％を約０．７５〜１．５分ごとに加える。

ミキサー内でペレットがひとたびできたならば、ペレッ
トはこの時点では標準的に大きくて不規則な形をしてい
るが、これらのペレットを狭い粒径分布の、典型的には
０．０２〜０．０４フインチ（０，５０８〜１．１９４
閣）の、もっと小さい申し分のない形をした球体にする
ために、吸引ローターを高速に切換え、そして追加の摩
砕されたか焼原料（以下「ダスト」と称する）を約５分
間かけてミキサーへゆっくりと加える。典型的には、所
望の大きさの球体を作るのに必要とされるダストの量は
出発原料の約３２〜５０重量％である。好ましくは約４
０〜４５重量％のダストを加える。

場合によっては、ダストのうちの大部分をミキサーへ加
えてから上記の５分間のうちの後の方の部分については
吸引ローターを低速に切換え直す。

ダストを加えた後に、吸引ローターが既に低速にされて
いない場合にはそれを好ましくは低速に設定し直して、
そしてペレットの球形度を向上させ且つ所望の大きさの
範囲の収率を上昇させるためにミキサーを更に約３０秒
間運転する。

ミキサーに加えられる水及びダストの量及び速度は、本
発明の方法により製造されるプロッパントの誘導率に有
意の影響を与えかねない、多量過ぎる水を加えると、粒
体は不十分な形になり、且つ大きくなり過ぎる。ダスト
を余りにも速く加えると、所望の大きさの範囲の粒体の
収率が不十分になる。十分なだけのダストが加えられな
い場合には、粒体は不十分な形になり、また−緒にくっ
ついて凝集した塊になる。余りにも多量のダストを加え
ると、粒体の表面が粗くなり、そして固まらなかったダ
ストがミキサー内に残る。適切な量のダストを加える場
合には、滑らかな球形の十分に圧縮されたペレットが得
られる。ミキサーに水を加える間の上述の混合時間の範
囲のうちの短い方の混合時間は、混合時間がそれらの範
囲のうちの長い方にある場合よりも最大で約３０％大き
い誘導率を有するプロッパントを与える傾向がある、と
いうことが分っている。

次に、球形ペレットをミキサーから取出し、乾燥させて
、遊離湿分の含有量を１０％未満、好ましくは５％未満
にする。乾燥の温度及び時間は重要−であるとは思われ
ず、例えば、１５０℃の温度で一晩、あるいは２６０℃
の温度で１０〜１５分間乾燥させるのが適当であること
が分っている。−度乾燥させたならば、篩分けを行って
所望の大きさの球形ペレットを分離して、例えば１８／
３５メツシヱの大きさにする。１８メツシユより大きい
もの及び３５メツシユより小さいものはペレット化し直
すために再循環させる。次に、篩分けされた所望の大き
さの範囲の粒体を、例えばロータリーキルンでもって、
１３００℃と１５００℃の間の温度で、好ましくは１４
００℃と１４７０℃の間の温度で、約１５〜３０分間焼
結する。

キルンにおける合計の時間は、標準的に約１〜１．５時
間である０粒体は、焼成により約１５〜２０％だけ収縮
する。所望の完成粒径は約０．０１６フインチ（０，４
２４■）と０．０３３１インチ（０，８４１ａｍ）の間
であるが、必要ならばもっと大きく又はもっと小さくて
もよい、Ｉ分けした粒体を焼成する特定の温度は、それ
らの強度を最大限にする目的で選択される。

この温度はいくつかの変数に依存し、そのうちの一部は
原料の鉱物学、摩砕粒子の粒径、ペレットの大きさ、及
びキルンにおける物質の体積である。

焼成後、ペレットを再び所望の最終粒径に篩分けする。

典型的な製品寸法は、２０／４０メツシユであり、そし
てそれは０．０１６フインチ（０，４２４輪）と０．０
３３１インチ（０，８４１閣）の間の大きさのペレット
を９０重量％含有し、好ましくは０．０２３２インチ（
０，５８９園）と０．０３３１インチ（０，８４１鴎）
の間の大きさのペレットを９０重量％含有する。

驚くべきことに且つ予期せざることながら、本発明のプ
ロッパントの誘導率は以前から公知の中間的強度のプロ
ッパントすなわち比重のより大きいそれらの誘導率より
も最大で１００％大きい、ということが分っている。本
発明の好ましい態様のプロッパントの誘導率は、スティ
ム−ラブ技術により測定してＫＣｌの脱酸素化した２％
水溶液の存在下に８０００ｐｓｉ　（５６３ｋｇ／ｃｄ
）及び２７５”Ｆ　（１３５℃）で５０時間後に少なく
とも４０００ｓｄ−ｆｔ　（１２２０＋ｄ　１）であり
、好ましくは少なくとも４４００ｓｄ−ｆｔ　（１３４
０ａｇｄ・−）である。最も好ましくは、誘導率は上記
の条件下で測定した場合に少なくとも５５００ｔａｄ　
−ｆｔ（１６８０ｓｄ・鵬）である０本発明の好ましい
態様のプロッパントの乾燥比重は２．６５〜３．　Ｏ１
好ましくは２．６５〜２．８５である。

例えば、上で言及したラングホーファーの米国特許明細
書に記載された方法によりその明細書で言及されている
出発原料と全く同様のものから作られていると信じられ
る広〈産業的に使用されるプロップントの一つは、ステ
ィム−ラブ技術に従って測定した誘導率がＫＣｌの脱酸
素化２％水溶液の存在下に２７５”Ｆ　（１３５℃）及
び８０００ｐｓｉ　（５６３ｋｇ／　ｃｉ　）で５０時
間後に３０５７ｍｄ　−ｆｔ（９３２ｍｄ−ｍ）〜３７
００ｍｄ−ｆｔ　（１１３０ｍｄ　・ｅ＋）の間であっ
た。これに反して、下記に掲げる本発明の例のプロッパ
ントの誘導率は、同じ条件下で測定した場合に出発原料
及び処理条件に応じて約４０８０ｍｄ−ｆｔ　（１２４
４ｍｄ−ｍ）〜６８７８ｍｄ　−ｆｔ　（２０９６ｍｄ
　−ｍ）の間である。

本発明のプロッパントの誘導率が従来技術のそれらより
も劇的に大きい理由は完全には分らないが、それらはか
なりの部分がプロッパントペレットの鉱物学及び微構造
のような因子の組み合わせと、本発明のプロッパントは
ムライト及びクリストバライトに転化しない十分低い温
度でか焼されており且つ細かい粒径に摩砕されていて後
に圧縮によりペレットが作られるほぼ純粋なカオリン原
料から製造されるという事実とに関連しているのではな
いかと信じられる。対照的に、ラングホーファーの米国
特許明細書の技術では、原料はペレットを作る前にか焼
又は摩砕されず、そしてペレットを作るために用いられ
る流動床技術はペレットを作る間に少しも圧縮を行わな
い。

鉱物学の観点から言うと、本発明の好ましい態様の焼結
されたペレットは、約６０〜８５重量％がムライト及び
約１５〜３５重量％がクリストバライトであり、そして
ほぼ０〜１０重量％がガラス質相である。ガラス質相は
最も高い品質の製品のためには最小限にするのが最良で
あると信じられる。

上で言及した商業的に入手可能であるプロッパントの比
重の測定値は本発明のプロッパントの比重と比較した場
合わずかに小さくはあるが（それぞれ２．７０と２．８
０〜２．９０）　、比重のこのわずかな差異は最大で１
００％まで及びそれ以上の誘導率の増大を説明しない。

このことは、本発明の譲受人により製造される、比重が
およそ３．１７であり、同じ技術によって測定した誘導
率がそれぞれ３８０８ｍｄ・ｆｔ　（１１６１ｍｄ−ｍ
）及び３２６９ｍｄ−ｆｔ（９９６ｍｄ−ｍ）であるイ
ンタープロップ・プラス（Ｉｎｔｅｒｐｒｏｐ　Ｐｌｕ
ｓ）及びインタープロップ１のような中間的強度のプロ
ッパントに照して殊にその通りである。このように、た
とえ本発明のプロッパントの比重はインタープロップ・
プラスやインタープロップ１プロツパントのそれより小
さいとしても、その誘電率は最大でインタープロップ・
プラスより８０％大きくそしてインタープロップ１より
　１１０％大きい。インタープロップ・プラス及びイン
タープロップ１は、原料は異なるが圧縮ミキサー技術を
用いて作られる。

［実施例］以下に掲げる例に関して本発明を更に例示するが、これ
らの例は本発明を限定するものではない。

例中の百分率は、特段の指示がない限り全て重量百分率
である。原料は全て、４８０℃の温度でおおよそ２４時
間か焼して１４００℃で試験した場合の強熱減量を１１
．０〜１２．１重量にし、そして米国ペンシルベニア州
ヨークのミネルラ・プロセッシング・システムズ社（Ｍ
ｉｎｅｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ
＋Ｉｎｃ、）製のジャイロ−ター空気分級機を有するコ
ニカル閉回路ボールミルで摩砕した。特別に指示がない
限りは、ペレットは乾燥後に１８／３５メツシユの大き
さに篩分けし、そして焼結後にはペレットの９０％が０
．０２３２インチ（０，５８９ｍ）　　と０．０３３１
インチ（０，８４１ｍｍ）の大きさである２０／３０メ
ツシユの大きさに篩分けする。最初の篩分けで大きさに
より適当に分けられるペレットの典型的な収率は約７０
％である。以下に掲げる例１〜４で原料として使用する
か焼されたカオリンクレー粉末の化学組成を要約して第
１表に示す。Ｘ線回折技術により測定されるそのような
原料の鉱物学組成を要約して第２表に示す、原料の粉体
は、第２表に掲げられた成分のほかにも、Ｘ線技術によ
り検出されない潜晶質から無定形性までのギブサイト及
び多分そのほかの非結晶性物質をも含有する、というこ
とに注目すべきである。第２表中の成分は、検出された
存在している鉱物の約９５重量％を構成する主要な鉱物
と、検出された存在している鉱物の５重量％未満を一緒
に構成する副次的な鉱物とに分けである。存在している
ギブツナイトの量は、例３を除く全ての例で遊離の石英
として存在している５ｉＯ１の量は検出不能であり、そ
のためカオリナイトの一部ではない存在しているいずれ
のＡ１＊Ｏｓも潜晶質から無定形までのギブサイトの形
をしていると信じられるので、第２表からは決定するこ
とができない、カオリナイトはおおよそ４５重量％がＡ
ｌオ０．である。

孔」陥先分ｈＯｓ１ｌｌＦｅ、０゜ｉｌｔａＯｇＯＮａ　、Ｏ第１表原料の化学組成班土　ＩＬ［ｌユ５７．１４　５７．１４　４Ｂ、７６３８．６６　３８．６６　４７．７６１．１９　　１，１９　　０．９４２．８２　　２，８２　　２．１８０．０８　　０．０８　　０．０７０．０３　　０．０３　　０．０３０．０４　　０．０４　　０．１２０．０４　　０．０４　　０．１４劃」工４９．２９４８．７００．９０１．９５０．０３０．０３０．０４０．０６第２表原料の鉱物学組成大部分　　　大部分　　　大部分　　大部分検出されず
検出されず　　少　量　検出されず検出されず　検出さ
れず　検出されず　　微　量カオリナイト石英７−Ｆｅ、Ｏ。

副次的鉱物アナタースルチル米国ジ四−ジア州アンダーソンビルのアメリカン・シア
ナミド社の鉱床から得られた、第１表及び第２表に指示
された化学組成及び鉱物組成を有する摩砕しか焼したカ
オリンクレーのチャージ５０ボンド（２２，６８ｋｇ）
を、１ボンド（０，４５ｋｇ）の糊化コーンスターチ結
合剤と一緒に、傾斜したパンと吸引型ローターとを有す
るアイリッチ社のモデルＲ７圧縮ミキサーに入れ、そし
て結合剤をカオリンクレー粉末に完全に分散させるため
吸引ロータ量少大部分　　大部分　　微量微量　微量　微量 −を低速に設定して３０秒間混合した。吸引ローターを
低速で回転させながら、ミキサーに９ボンド（４，０８
ｋｇ）の水を加えて２分間混合した。吸引ローターを低
速に設定して運転を続けながら、ミキサーへの２ボンド
（０，９１ｋｇ）の水の追加を４回行い、次いで１ポン
ド（０，４５ｋｇ）の水を２回加え、それから０．５ポ
ンド（０，２３ｋｇ）の水を追加した。

これらの追加の水は、各追加の後に４５秒の混合期間を
おいて順次ミキサーに加えた。この時点において、不規
則な形をしたペレットが作られた。

次に、ローター回転速度の設定を高速に切換え、同じ摩
砕したか焼カオリンクレー粉末の追加の１２ボンド（５
，４４ｋｇ）を３分間にわたりミキサーへゆっくり加え
た０次いでローターを低速に設定し直し、カオリンクレ
ー粉末の追加の６ポンド（２，７２ｋｇ）を３分間にわ
たって加えた。吸引ローターを低速に設定したまま更に
３０秒間混合を続けた。この時点において、粒体はかな
り良好な球形になっていたが、表面はどちらかと言えば
粗かった。カオリンクレー粉末の追加の２．５ボンド（
１，１３ｋｇ）を１分間にわたってミキサーへゆっくり
加え、そして吸引ローターの回転を低速設定で続けなが
ら更に３０秒間原料を混ぜ合わせた。この時にはペレッ
トは良好な球形をしており、且つ表面が滑らかであった
。ペレットをミキサーから取出し、そして箱形オーブン
でもって１５０℃で一晩乾燥させた。

乾燥後、ペレットを１８／３５メツシユに篩分けし、ロ
ータリーキルンで約３０分間１４７０″Ｃで焼成した。

キルンにおける合計時間はおおよそ１時間１５分であっ
た。冷却後、ペレットを２０／３０メツシユに篩分けし
た。これの乾燥比重はベックマン空気比較（ａｉｒ　ｃ
ｏｍｐａｒｉｓｏｎ）比重瓶モデル９３０により測定し
て２．９０であった。

上で言及したスティム−ラブ技術を使用する誘導率の試
験を、ＫＣｌの脱酸素化２％水溶液の存在下に５０時間
２７５°Ｆ　（１３５℃）において８０００ｐｓ　ｉ（
５６３ｋｇ／ｃｄ）の最終締め切り応力で行った。これ
の手順に従って、６３．０６　ｇの篩分けしたプロッパ
ントのペレットをＡＰＩのハステロイ−Ｃの１０平方イ
ンチ（６４，５ｄ）線流れセルに入れてプロッパントの
充填を２　ｆｆｉ　ｂ／ｆｔ”（９，７６ｋｇ／ｒｒｆ
）にし、万能ベベルブレード装置を用いてゆるく均した
。この試験パックの上に０．０３０インチ（０，７６２
ｍ）の厚さのモネルのシムを載せ、続いてピストンに取
付けられ真空グリースを軽く塗布した０リングを配置し
た０次に、この充填した試験セルを１５０トンのデータ
（Ｄａｋｅ）プレス機の所定位置に配置し、締め切り応
力を１００ｐｓ　ｉ　／　ｓｉｎ　（７，０３ｋｇ　／
　ｃｄ　／　５ｈｉｎ）の速度で５００ｐｓｉ　（３５
，２ｋｇ／ｃｉ＃）まで上昇させた。７０〜８０〒（２
１，１〜２６．７℃）の実験室の周囲温度でセルを脱酸
素化した２重量％ＫＣｌ水溶液で浸して空気をパージし
た。セルを横切って接続したバリダイン（Ｖａｌｉｄｙ
ｎｅ）ＤＰ１５　３０差圧変換器を水柱で０．０００１
ｐｓ　ｉ　（７，０３Ｘ　１０−　’ｋｇ／　ｃｊ　）
の精度に較正した。

次いで締め切り応力を１００ｐｓｉ／ｗｉｎ（７，０３
ｋｇ／　ｃｊ／ｎ＋Ｉｎ）の速度で１０００ｐｓｔ　（
７０，３ｋｇ／　ｃｄ）まで上げた。

窒素を用いて１ｓｐｐｂ未満、好ましくは５　ｐｐｂ未
満の酸素レベルまで脱酸素化した２重量％ＫＣｊ２水溶
液を満たした二つの５ガロン（１８，９ｆｆｉ）の窒素
駆動流体溜めアキュムレーター及び同じく二つの１ガロ
ン（３，８Ｎ）の同じアキュムレーターから構成された
溜めアキュムレーターを試験セルに接続し、駆動圧力を
４００ｐｓｉ　（２８，１ｋｇ／ｃｍ２）に設定した。

セルへの溜めアキュムレーターの接続は、試験流体にシ
リカを充満させるために１００メツシユのオクラホマ＃
１の砂を満たした、セラミックスバンドヒーターを有す
る二つの１５０ＩＩｉの試料が５ダーを介して行う、セ
ル内のプロッパントパックについての締め切り応力は、
プレス機により適用される総圧力から溜めアキュムレー
ターによす適用される４００ｐｓｉ　（２８，１ｋｇ／
ｃｄ）の圧力を差し引いたものに等しいパックについて
の正味の締め切り応力に換算して述べられる、というこ
とに注目すべきである。

系を３０分間平衡に至らせ、そして一連の５回の誘導率
測定を行って平均した。誘導率は、次に掲げるダルシー
の関係から計算した。

Ｋ、、−２６，７８μＱ／Ｐこの式中、Ｋ　、、　　＝誘導率（ｍｄ−ｆｔ）２６．７８　＝１１／２　ｘ　５インチ流動面積及びｐ
ｓｉの圧力を考慮するための係数 μ＝流動流体の温度における粘度（ｃＰ）Ｑ＝流量（ｄ
／ｓ＋１ｎ）Ｐ＝５インチの流路を横切る圧力差である。

周囲温度において読取りを行った後に、温度を２７５”
Ｆ　（１３５℃）に上げて温度を均一にするため８時間
保持した。２７５〒（１３５℃）の系についての次の読
取りを、１０００ｐｓｉ（７０，３ｋｇ／ｃｊ）　、２
０００ｐｓｉ（１４１ｋｇ／ｃｊ）　、４０００ｐｓｉ
　（２Ｏ２ｋｇ／ｄ）　、６０００ｐｓｉ（４２２ｋｇ
／ｃｄ　）及び８０００ｐｓｉ　（５６３ｋｇ／ｃｊ）
で行った。

締め切り応力は、上記の各レベル間を１００ｐｓｉ／＋
５ｔｎ（７、０３ｋｇ　／　Ｃ４／　ｗ　ｉｎ）の速度
で上昇させた。誘導率の読取りは、１０００　、２００
０　、４０００及び６０００ｐｓ　ｉの各締め切り応力
レベルに達した後に系を２７５＠Ｆ　（１３５℃）で１
．５時間保持してから行った。　８０００ｐｓ１　レベ
ルでは、セルを２７５”Ｆ　（１３５℃）に５０時間保
持し、その間に１０時間間隔で誘導率測定を行った。　
５０時間の時点で測定された誘導率は６２４７■ａ　−
ｒｔ　（１９０４麟ｄ−ｍ）であった。

例１で説明した同じスティム−ラブ誘導率試験の手順を
例１で作ったプロッパント粒子について反復した。今回
は、５０時間の時点で測定された誘導率は６８７８■ａ
−ｆｔ　（２０９６■ａ−ｓ＋）であった。

■ユこの例では、アルコア社より入手される５Ｒ１０５サー
デイス（Ｓａｒｄｉｓ）と呼ばれる第１表及び第２表に
指示された化学的及び鉱物学的組成のカオリンクレーを
利用した。摩砕したか焼カオリンクレーの５０ボンド（
２２，６８ｋｇ）のチャージを１ポンド（０，４５ｋｇ
）のコーンスターチ結合剤と一緒に例１で説明したアイ
リッチ・モデルＲ７圧縮ミキサーに入れ、低速で３０秒
秒間式混合した１次いで、ミキサーを低速で運転しなが
ら、９ボンド（４，０８ｋｇ）の水をミキサーに加えて
４分間混ぜ合わせ、続いて各２ポンド（０，９１ｋｇ）
の水を４回追加し、最後に０．５ボンド（０，２３ｋｇ
）の水を追加した。これらの水の追加は、各追加後に１
．５分の混合期間をおいて行った。

次に、ミキサーの速度設定を高速にし、そして１１ボン
ド（４，９９ｋｇ）の同じ摩砕しか焼したカオリンクレ
ー粉末をゆっくりと３分間にわたってミキサーに加えた
。次いでミキサーの速度設定を切換えて低速に戻し、追
加の７ボンド（３，１８ｋｇ）の同じカオリンクレー粉
末をゆっくりと２分間にわたって加え、続いて３０秒間
低速で混合した。次の１分間にわたって３．５ボンド（
１，５９ｋｇ）の追加の同じカオリンクレー粉末を加え
、続いて更に３０秒間低速で混ぜ合わせた０次いで、最
後の３ボンド（１，３６ｋｇ）のカオリンクレーを次の
１分間にわたって加えた。その後、粒体をミキサーより
取出して、例１で説明したのと同じように篩分けし、乾
燥させ、そして焼成したが、但し焼成温度は１４２０℃
であった。冷却後、ペレットを２０〜３０メツシユの大
きさに篩分けた。これの乾燥比重は２．８０であった。

次に、例１に関連して説明したスティム−ラブ誘導率試
験を行ったところ、８０００ｐｓｉ　（５６３ｋｇ／　
ｃｄ　）及び２７５°Ｆ　（１３５℃）で５０時間後に
測定された誘導率は４０８０ｍｄ−ｆｔ　（１２４４ｍ
ｄ　−ｍ）であった。

■土米国ジョーシア州アンダーソンビルのアメリカン・シア
ナミドの鉱床より入手した、第１表及び第２表に指示さ
れた化学的及び鉱物学的組成の摩砕したか焼カオリンク
レーの５０ポンド（２２，６８ｋｇ）のチャージを、１
ポンド（０，４５ｋｇ）のコーンスターチ緒合剤と一緒
に、例１で説明したアイリッチ社のモデルＲ７圧縮ミキ
サーに入れ、そして例１で説明したように水を混ぜ合わ
せたが、但し水の最後の０．５ボンド（０，２３ｋｇ）
の追加はなくしたため１９ボンド（８，６２ｋｇ）の水
だけがミキサーに加えられた。この時点で、粉体はやや
湿っていて幾分不規則な形に見えるペレットになった。

次に、ミキサーを高速に切換え、１５ポンド（６，８０
ｋｇ）の同じ摩砕しか焼したカオリンクレー粉末をゆっ
くりと３分間にわたって加えた。次いで、ミキサーの速
度設定を切換えて低速に戻し、追加の７．５ボンド（３
，４０ｋｇ）のカオリンクレー粉末を次の２分間にわた
って加え、その後ミキサーの運転を更に３０秒間続けた
。ミキサーにより作られたペレットは所望されるよりも
わずかに大きかったが、それでもなお全く使用に適して
いた０次にペレットをミキサーより取出して、乾燥させ
、篩分けしく焼結の前後両方で）、そして、使用した焼
結温度が１４２０℃であったことを除いて例１で説明し
たのと同じように焼結した。

次いで、例１で説明したスティム−ラブ誘導率試験をプ
ロッパントについて行い、その結果、２７５′″°Ｆ　
（１３５℃）で８０００ｐｓｉ　（５６３Ｓｃｇ／　ｄ
）において５０時間後の測定誘導率は５３７９ｍｄ−ｆ
ｔ　（１６４０ｍｄ・鴎）であった。このプロッパント
の乾燥比重は２．８１であった。

本発明の方法によれば、本発明の低密度高強度のプロッ
パント粒体を地下層の割れ目へプロッピング剤として注
入して井戸からの油又はガスの生産を増加させることが
できる。フラクチャリング処理においては、しばしば「
パッド」と呼ばれる粘性流体を極めて高い圧力で井戸に
注入して、地下層の張力を低下させそして割れ目に流体
を受は入れさせる。フラクチャリング流体は、油を主成
分とするもの、水性のもの、酸、エマルジョン、発泡体
又は他の流体でよい。標準的に、フラクチャリング流体
は色々の添加剤、例えば粘度上昇剤、抗力減少剤、流体
減量添加剤、腐食防止剤、架橋剤のようなもの及びその
他の同様のものを含有する。パッドの流体は、プロッパ
ントペレットを配置するのを可能にする十分なだけの形
状寸法の割れ目が得られるまで注入される。標準的には
、この処理は、一番大きいプロッパントベレットの直径
の少なくとも２．５倍の井戸穴における割れ目を提供す
るように計画される。所望の形状寸法の割れ目がひとた
び得られたならば、ブロッパントを流動性のパッドに懸
濁させて送って割れ目に配置する。プロッパントを配置
するのに続いて、圧力を地下層に抜は去らせるのに十分
なだけの時間井戸をふさぎ、そして今度は地下層が割れ
目を閉じさせ且つそれにプロッパント粒子へ締め切り応
力を加えさせる。井戸をふさぐ時間は、恐らく数分から
数日まで様々であろう。本発明のプロッパント粒子は、
約１４，０００フイート　（４２７０ｍ）未満の深さの
井戸でプロッピング剤として用いるのに特に通している
。

Claims

【特許請求の範囲】

１．焼結されたカオリンクレーから本質的になり且つ乾
燥比重が３．０以下である中実のセラミックスペレット
を含んでなり、スティム−ラブ技術により測定してＫＣ
ｌの脱酸素化２％水溶液の存在下に８０００ｐｓｉ（５
６３ｋｇ／ｃｍ＾２）及び２７５°Ｆ（１３５℃）で５
０時間後の誘導率（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）が少な
くとも４４００ｍｄ・ｆｔ（１３４０ｍｄ・ｍ）である
低密度高強度のプロッパント。
２．前記ペレットの比重が２．６５〜３．０の間である
、請求項１記載のプロッパント。
３．前記ペレットの比重が２．６５〜２．８５の間であ
る、請求項２記載のプロッパント。
４．前記誘導率が少なくとも５５００ｍｄ・ｆｔ（１６
８０ｍｄ・ｍ）である、請求項１，２又は３記載のプロ
ッパント。
５．前記カオリンクレーが、当該カオリンクレーの有意
部分のムライト又はクリストバライトへの転移をいくら
かでも生じさせるであろう温度よりも低い温度において
、１４００℃で試験した場合のその強熱減量を１２％以
下に低下させるのに十分なだけの時間か焼されている、
請求項１記載のプロッパント。
６．前記ペレットが、か焼後に前記カオリンクレーを同
時に混合及び圧縮しながらそれに水を加えて所望の大き
さの範囲のペレットを作り、そしてこれらのペレットを
乾燥及び焼結して製造されている、請求項５記載のプロ
ッパント。
７．前記の混合及び圧縮に、初期量の摩砕されたか焼カ
オリンクレー粉末を管理された速度で水を加えながら同
時に混合及び圧縮してペレット化する工程と、この同時
の混合及び圧縮を続けながら当記粉末の追加量を管理さ
れた速度で加えて所望の大きさの範囲のペレットを作る
工程とが含まれている、請求項６記載のプロッパント。
８．前記ペレット化工程に前記粉末に水を加える前に有
機結合剤を分散させることが更に含まれている、請求項
７記載のプロッパント。
９．加えられる水の量が前記粉末の初期量の３２〜４０
重量％の間である、請求項７記載のプロッパント。
１０．前記水を加えるのに続いて加えられる前記粉末の
追加量が当該粉末の初期量の３５〜５０重量％の間であ
る、請求項７記載のプロッパント。
１１．実質的にムライト及びクリストバライトがない摩
砕されたか焼カオリンクレー粉末を管理された速度で水
を加えながら同時に混合及び圧縮してペレット化させ、
この混合及び圧縮を続けながら当該粉末の追加量を管理
された速度で加えて所望の大きさの範囲のペレットを作
る工程、及びこれらのペレットを乾燥及び焼結する工程
によって製造された、乾燥比重が３．０以下である中実
セラミックスの焼結ペレットを含んでなる低密度高強度
プロッパント。
１２．前記ペレットの乾燥比重が２．６５〜２．８５の
間である、請求項１１記載のプロッパント。
１３．次の諸工程、すなわち、微粉砕されたカオリンクレー粉末を管理された速度で水
を加えながら同時に混合及び圧縮してペレット化し、そ
してこの同時の混合及び圧縮を続けながら該粉末の追加
量を加えて選択された大きさの範囲のペレットを作る工
程、このペレットを乾燥及び焼結して、乾燥比重が３．０以
下であるプロッパントペレットを作る工程、を含んでな
る、低密度高強度プロッパントの製造方法。
１４．前記カオリンクレーを微粉砕する前に該カオリン
クレーがムライト又はクリストバライトに転化されない
十分に低い温度で当該カオリンクレーをか焼する工程が
更に含まれている、請求項１３記載の方法。
１５．前記水を加える前に前記粉末に有機結合剤を分散
させることが更に含まれている、請求項１４記載の方法
。
１６．前記ペレットの誘導率がスティム−ラブ技術で測
定してＫＣｌの脱酸素化２％水溶液の存在下に８０００
ｐｓｉ（５６３ｋｇ／ｃｍ＾２）及び２７５°Ｆ（１３
５℃）で５０時間後に少なくとも４０００ｍｄ・ｆｔ（
１２２０ｍｄ・ｍ）である、請求項１４記載の方法。
１７．前記誘導率が少なくとも５５００ｍｄ−ｆｔ（１
６８０ｍｄ・ｍ）である、請求項１６記載の方法。
１８．前記ペレットを篩分けして所望の大きさの範囲の
焼結されたペレットを得ることを更に包含している、請
求項１３記載の方法。
１９．次の諸工程、すなわち、カオリンクレーのムライト又はクリストバライトへの転
移を妨げる条件下でカオリンクレーをか焼する工程、このか焼されたカオリンクレーを微粉砕して粉末にする
工程、この粉末に水を加えそして同時に混合及び圧縮してペレ
ット化して、所望の大きさの範囲のペレットを作る工程
、このペレットを乾燥及び焼結する工程、を含んでなる、低密度高強度プロッパントの製造方法。
２０．前記ペレットの乾燥比重が３以下である、請求項
１９記載の方法。
２１．前記ペレット化工程が更に、前記粉末の初期量を
当該粉末の３２〜４０重量％の間の量の水を管理された
速度で加えながらペレット化し、そして前記同時の混合
及び圧縮を続けながら当該粉末の追加量を加えて選択さ
れた大きさの範囲のペレットを作る工程を包含している
、請求項１９記載の方法。
２２．前記ペレット化工程が更に、前記水を加える前に
前記初期量のカオリンクレーに有機結合剤を分散させる
ことを包含している、請求項２１記載の方法。
２３．前記ペレット化工程が、前記結合剤を分散させて
から水の全量のうちの４０〜６０重量％を加えそして初
期の期間同時に混合及び圧縮することと、この同時の混
合及び圧縮を続けながら水の追加の増分を定期的に加え
ることとを包含している、請求項２１記載の方法。
２４．前記粉末の前記追加量がカオリンクレー粉末の初
期量の約３２〜５０重量％の間である、請求項２１記載
の方法。
２５．前記ペレットを篩分けして所望の大きさの範囲の
焼結ペレットを得る工程が更に含まれている、請求項１
９記載の方法。
２６．前記篩分け工程が乾燥及び焼結する前に前記ペレ
ットを篩分けすることを包含しており、且つ更にこの篩
分けにより選別される大きさの範囲をはずれているペレ
ットを再循環させる工程を包含している、請求項２５記
載の方法。
２７．前記カオリンクレーを９００℃未満の温度でか焼
する、請求項１９記載の方法。
２８．前記カオリンクレーをか焼して１４００℃で試験
した場合の強熱減量を１２重量％以下にする、請求項２
７記載の方法。
２９．前記微粉砕工程が前記カオリンクレーを摩砕して
８μｍ以下の凝集粒径にすることを包含している、請求
項２１記載の方法。
３０．地下土壌層へこれに割れ目を開けるのに十分なだ
けの圧力で流体を注入することを包含している、フラク
チャリングによって地下土壌層からの油又はガスの生産
を増加させる方法であって、上記流体が、焼結されたカ
オリンクレーから本質的になるペレットであって乾燥比
重が３．０以下であり且つ、スティム−ラブ技術で測定
してＫＣｌの脱酸素化２％水溶液の存在下に８０００ｐ
ｓｉ（５６３ｋｇ／ｃｍ＾２）及び２７５°（１３５℃
）で５０時間後の誘導率が少なくとも４４００ｍｄ−ｆ
ｔ（１３４０ｍｄ・ｍ）である中実セラミックスペレッ
トを含んでなる低密度高強度プロッパントを運ぶ、上記
の方法。
３１．地下土壌層へこれに割れ目を開けるのに十分なだ
けの圧力で流体を注入することを包含している、フラク
チャリングにより地下土壌層からの油又はガスの生産を
増加させる方法であって、上記流体が乾燥比重が３．０
以下である中実セラミックスの焼結ペレットを含んでな
る低密度高強度プロッパントを運び、このプロッパント
が、凝集粒径が８μｍ以下であり且つ主としてムライト
及びクリストバライトのないか焼されたカオリンクレー
粉末を管理された速度で水を加えながら同時に混合及び
圧縮してペレット化し、そしてこの混合及び圧縮を続け
ながら上記粉末の追加量を管理された速度で加えて所望
の大きさの範囲のペレットを作る工程と、このペレット
を乾燥及び焼結する工程とを含んでなる方法により製造
されている、上記の方法。