RU2433966C1 - Glass composition and method of producing proppants therefrom - Google Patents

Glass composition and method of producing proppants therefrom Download PDF

Info

Publication number
RU2433966C1
RU2433966C1 RU2010116799/03A RU2010116799A RU2433966C1 RU 2433966 C1 RU2433966 C1 RU 2433966C1 RU 2010116799/03 A RU2010116799/03 A RU 2010116799/03A RU 2010116799 A RU2010116799 A RU 2010116799A RU 2433966 C1 RU2433966 C1 RU 2433966C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
water
jet
dispersion
proppants
Prior art date
Application number
RU2010116799/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Сергеевич Полухин (RU)
Михаил Сергеевич Полухин
Сергей Юрьевич Плинер (RU)
Сергей Юрьевич Плинер
Сергей Федорович Шмотьев (RU)
Сергей Федорович Шмотьев
Вячеслав Михайлович Сычев (RU)
Вячеслав Михайлович Сычев
Евгений Васильевич Рожков (RU)
Евгений Васильевич Рожков
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс"
Priority to RU2010116799/03A priority Critical patent/RU2433966C1/en
Priority to CA 2738442 priority patent/CA2738442A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2433966C1 publication Critical patent/RU2433966C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to glass spheres used as proppants for propping oil and gas wells. The technical result of the invention is increase in strength of proppants and permeability of at high pressure in deep wells. A molten glass mass is obtained. The glass for producing proppant has the following composition, wt %: SiO2 - 45-57; MgO - 26-36; Al2O3 - 3-6; (FeO+Fe2O3) - 5-11; CaO - 3-8; other components - less than 5. The molten glass mass is dispersed by a jet of water at pressure 200-1000 atm. The ratio of water consumption to molten glass consumption ranges from 0.8 to 4.0.
EFFECT: glass crystal spheres are formed as a result of dispersion by the jet of water.
5 cl, 2 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к составу стекла, а также к способам изготовления из него стеклянных сфер, используемых в качестве проппантов для расклинивания нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the composition of glass, as well as to methods for making glass spheres from it, used as proppants for wedging oil and gas wells.

Известен состав стекла для ситалла, содержащий, вес.% SiO2, - 67,1; Al2O3 - 12,5; MgO - 5,6; Li2O - 9,9; K2O - 3,3; F - 2,7; B2O3 - 1,0 (см патент FR №1159785, 1958 г.).Known glass composition for glass, containing, wt.% SiO 2 - 67.1; Al 2 O 3 - 12.5; MgO - 5.6; Li 2 O - 9.9; K 2 O - 3.3; F - 2.7; B 2 O 3 - 1.0 (see FR patent No. 1159785, 1958).

Наиболее близким по технической сущности является стекло для ситалла, включающее SiO2 - 25-60; B2O3 - 3-15; MgO - 4-25; Al2O3 - 5-25; F - 4-20, R2O, где в качестве R2O содержит, по крайней мере, один окисел из группы K2O - 2-15; Na2O - 2-15; Li2O - 2-7; Rb2O - 2-20; Cs2O - 2-20 (см описание к патенту SU №631065 от 09.08.1971 г.).The closest in technical essence is glass for glass, including SiO 2 - 25-60; B 2 O 3 - 3-15; MgO - 4-25; Al 2 O 3 - 5-25; F - 4-20, R 2 O, where as R 2 O contains at least one oxide from the group K 2 O - 2-15; Na 2 O - 2-15; Li 2 O - 2-7; Rb 2 O - 2-20; Cs 2 O - 2-20 (see the description of patent SU No. 631065 from 08/09/1971).

Однако известные составы стекла для ситаллов не могут быть использованы для изготовления проппантов, так как основную задачу, которую решают эти составы, направлены на улучшение диэлектрических свойств и механической обрабатываемости. Согласно международному стандарту ISO 13053, основными же показателями качества проппантов являются сопротивление раздавливанию, сферичность и округлость, в значительной степени определяющие проницаемость слоя проппантов в скважине.However, the known glass compositions for glass metals cannot be used for the manufacture of proppants, since the main task that these compositions solve is aimed at improving the dielectric properties and machinability. According to the international standard ISO 13053, the main proppant quality indicators are crush resistance, sphericity and roundness, which largely determine the proppant layer permeability in the well.

Большее распространение по экономическим соображениям получили проппанты из природного окатанного кварцевого песка. Однако сферичность и округлость окатанного песка, как правило, не превышает величину 0,7 по ISO 13053, а его использование ограничено неглубокими скважинами вследствие низкого сопротивления раздавливанию. Для повышения проницаемости природный песок покрывают пленкой фенолформальдегидной смолы, что существенно увеличивает их стоимость, но незначительно увеличивает проницаемость.For economic reasons, proppants made of natural rounded quartz sand have become more widespread. However, the sphericity and roundness of the rounded sand, as a rule, does not exceed a value of 0.7 according to ISO 13053, and its use is limited to shallow wells due to the low crushing resistance. To increase permeability, natural sand is covered with a film of phenol-formaldehyde resin, which significantly increases their cost, but slightly increases permeability.

Известны проппанты, представляющие собой стеклянные сферы (см. патент US №3497008), которые имеют высокие сферичность и округлость, гладкую поверхность, однако низкую механическую прочность. Кроме того, стеклянные проппанты имеют низкую стойкость в глинокислоте (смесь соляной и плавиковой кислоты), поэтому их использование в скважинах, подвергаемых кислотной обработке, не возможно.Known proppants, which are glass spheres (see US patent No. 3497008), which have high sphericity and roundness, smooth surface, but low mechanical strength. In addition, glass proppants have low resistance to clay acid (a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acid), so their use in wells subjected to acid treatment is not possible.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу изготовления проппанта является способ изготовления проппанта из стеклянных сфер (см. патент GB №1089213 от 01.11.1967 г.), включающий получение в роторной печи расплава оксидов, в том числе в виде порошка стекла с формированием стеклянных сфер, их охлаждением воздухом до температуры 480-675°C и подачу их в охлаждающую жидкость - раствор крахмала, гликоли. При этом полученные сферы имеют прочность более 700 кг/см2, плотность - менее 2,6 г/см3, сферичность - 0,84, стойкость при температуре 1200°C и рН 3-11.The closest in technical essence to the claimed method of manufacturing proppant is a method of manufacturing proppant from glass spheres (see GB patent No. 1089213 of 01.11.1967), including the production of a melt of oxides in a rotary furnace, including in the form of glass powder with the formation of glass spheres, their cooling by air to a temperature of 480-675 ° C and their supply to the coolant - a solution of starch, glycol. Moreover, the resulting spheres have a strength of more than 700 kg / cm 2 , a density of less than 2.6 g / cm 3 , a sphericity of 0.84, and resistance at a temperature of 1200 ° C and pH 3-11.

К недостаткам стеклокристаллических проппантов следует отнести их недостаточно высокую прочность, а следовательно, проницаемость при высоких давлениях, т.е. при гидроразрыве в глубоких скважинах. Это связано с тем, что в известном изобретении рассмотрен только способ производства проппантов и не рассмотрен конкретный состав стекла, направленный на повышение этих показателей.The disadvantages of glass-crystalline proppants include their insufficiently high strength, and therefore, permeability at high pressures, i.e. when fracturing in deep wells. This is due to the fact that in the known invention only the proppant production method is considered and the specific composition of the glass, aimed at increasing these indicators, is not considered.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение выхода товарных фракций проппантов, повышение их прочности и проницаемости при высоких давлениях в глубоких скважинах.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to increase the yield of commercial proppant fractions, increase their strength and permeability at high pressures in deep wells.

Указанный результат достигается тем, что в известном составе стекла для изготовления проппанта, включающем SiO2, MgO, Al2O3, он содержит FeO+Fe2O3, CaO при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified result is achieved by the fact that in the known glass composition for the manufacture of proppant, including SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , it contains FeO + Fe 2 O 3 , CaO in the following ratio of components, wt.%:

SiO2 - 45-57SiO 2 - 45-57

MgO - 26-36MgO - 26-36

Al2O3 - 3-6Al 2 O 3 - 3-6

(FeO+Fe2O3) - 5-11(FeO + Fe 2 O 3 ) - 5-11

CaO - 3-8CaO - 3-8

Другие - менее 5Others - less than 5

Способ изготовления проппанта из указанного выше состава стекла, включающий получение расплава оксидов с диспергированием его струей воды, для формирования стеклокристаллизационных сфер, их отжиг и охлаждение, плавку стекла осуществляют при температуре 1500-170°C, а последующее диспергирование струи расплава осуществляют струей воды давлением 200-1000 атм, причем соотношение расхода воды к расходу расплава стекла составляет от 0,8 до 4,0. Диаметр струи расплава для диспергирования выбирают в пределах 5-50 мм. Диспергирование струи расплава осуществляют при температуре 1300-1700°C, а кристаллизационный отжиг - при температуре 1100-1270°C.A method of manufacturing a proppant from the above glass composition, including obtaining a molten oxide with dispersion with a water jet to form glass crystallization spheres, annealing and cooling them, melting the glass is carried out at a temperature of 1500-170 ° C, and the subsequent dispersion of the melt jet is carried out with a water jet of 200 -1000 atm, and the ratio of water flow to the flow of molten glass is from 0.8 to 4.0. The diameter of the melt jet for dispersion is selected in the range of 5-50 mm. The dispersion of the jet of melt is carried out at a temperature of 1300-1700 ° C, and crystallization annealing at a temperature of 1100-1270 ° C.

Диспергирование струи расплава стекла струей воды в отличие от диспергирования воздухом или паром имеет две особенности:Dispersion of a jet of molten glass by a jet of water, in contrast to dispersion by air or steam, has two features:

1. Вода - несжимаемое вещество, поэтому струе расплава передается кинетическая энергия воды, что вызывает быстрое и качественное диспергирование.1. Water is an incompressible substance; therefore, the kinetic energy of water is transmitted to the melt stream, which causes fast and high-quality dispersion.

2. Струя воды, выходящая из сопла под большим давлением, сохраняет сплошность на расстоянии свыше 1 м, что облегчает аппаратурное оформление процесса диспергирования.2. The jet of water leaving the nozzle under high pressure maintains continuity at a distance of more than 1 m, which facilitates the hardware design of the dispersion process.

Диспергирование струей воды накладывает определенные ограничения и на состав диспергируемого расплава стекла и его температуру:Dispersion by a water jet imposes certain restrictions on the composition of the dispersible glass melt and its temperature:

- необходимо использовать слабощелочной расплав;- it is necessary to use slightly alkaline melt;

- расплав с низкой вязкостью и большим поверхностным натяжением.- a melt with low viscosity and high surface tension.

Кроме того, диспергирование струи расплава струей воды позволяет передать расплаву значительно большую кинетическую энергию, что увеличивает выход товарных фракций стеклошариков (0,2-0,8 мм) до 80-90% (при диспергировании воздухом - 20-30%, паром - 25-40%, струей раскаленных газов - 30-50%).In addition, the dispersion of the melt jet with a water jet allows the melt to transfer significantly greater kinetic energy, which increases the yield of commodity fractions of glass beads (0.2-0.8 mm) up to 80-90% (when dispersed with air - 20-30%, steam - 25 -40%, with a stream of hot gases - 30-50%).

Несомненное преимущество диспергирование водой перед диспергированием вращающимся диском как с точки зрения технической простоты процесса, экономичности, производительности, техники безопасности, так и качества получаемой продукции за счет резкого охлаждения стеклошариков - возникновения сжимающих напряжений в поверхностных слоях стеклошариков (закаленное стекло).The undoubted advantage of water dispersion over dispersion by a rotating disk is both from the point of view of technical simplicity of the process, economy, productivity, safety measures, and the quality of the products obtained due to the sharp cooling of glass balls - the occurrence of compressive stresses in the surface layers of glass balls (toughened glass).

Количество подаваемой на струю расплава воды и ее давление определяют как выход годной продукции, так и средний размер стеклошариков. При расходе воды менее 0,8 кг на 1 кг расплава даже при давлении воды 600-1000 атм не удается полностью разбить струю и появляются несферические частицы, а при расходе воды свыше 4 кг на 1 кг расплава средний размер стеклошариков остается постоянным. Давление воды играет существенную роль в технологии диспергирования. При давлении менее 200 атм струя воды быстро теряет свою энергию и удар по струе расплава приводит к образованию крупных стеклошариков, несферических частиц стекла и ваты.The amount of water supplied to the melt stream and its pressure determine both the yield of the product and the average size of the glass beads. At a water consumption of less than 0.8 kg per 1 kg of melt, even at a water pressure of 600-1000 atm, it is not possible to completely break the stream and nonspherical particles appear, and at a water consumption of more than 4 kg per 1 kg of melt, the average size of glass beads remains constant. Water pressure plays a significant role in dispersion technology. At a pressure of less than 200 atm, the water jet quickly loses its energy and impact on the melt stream leads to the formation of large glass beads, nonspherical particles of glass and wool.

Давление воды свыше 1000 атм авторы не использовали в связи с дороговизной и дефицитностью оборудования. Кроме того, разница в давлении воды между 500 и 1000 атм была незначительной как по среднему значению размера стеклошариков, так и доля годной продукции.The authors did not use water pressure above 1000 atm due to the high cost and scarcity of equipment. In addition, the difference in water pressure between 500 and 1000 atm was insignificant both in the average value of the size of glass beads and in the fraction of suitable production.

Размер струи расплава стекла также имеет существенное значение: при толщине струи менее 5 мм происходит быстрое ее охлаждение, а при толщине более 50 мм - разброс в тангенциальном (поперечном) направлении. В том и другом случаях возрастает доля несферических частиц.The size of the jet of molten glass is also of great importance: when the thickness of the jet is less than 5 mm, it rapidly cools, and with a thickness of more than 50 mm, the spread in the tangential (transverse) direction. In both cases, the proportion of nonspherical particles increases.

Соотношение оксидов кремния, магния, алюминия, кальция и железа определены опытным путем. Такой состав обладает оптимальным соотношением технологических и качественных показателей. Другие оксиды, содержание которых не должно превышать 5 мас.%, обычно представлены оксидами хрома, марганца, никеля, бора, серы, калия, натрия, титана, фтора и их влияние на прочность проппантов ограничено. Эти оксиды являются примесями в исходном сырье.The ratio of oxides of silicon, magnesium, aluminum, calcium and iron was determined empirically. This composition has the optimal ratio of technological and quality indicators. Other oxides, the content of which should not exceed 5 wt.%, Are usually represented by oxides of chromium, manganese, nickel, boron, sulfur, potassium, sodium, titanium, fluorine and their effect on the strength of proppants is limited. These oxides are impurities in the feedstock.

Суммарное содержание оксидов кремния и алюминия не должно превышать 60%, так как вязкость расплава при их содержании свыше 60% даже при температуре 1700°C становится высокой и при диспергировании струей воды образуется много ваты и иголок.The total content of silicon and aluminum oxides should not exceed 60%, since the melt viscosity at their content of more than 60% even at a temperature of 1700 ° C becomes high and a lot of cotton wool and needles are formed when dispersed by a water jet.

Пример 1Example 1

Материал расчетного состава, в мас.% SiO2 - 52, MgO - 32, CaO - 5, Al2O3 - 6,The material of the calculated composition, in wt.% SiO 2 - 52, MgO - 32, CaO - 5, Al 2 O 3 - 6,

(FeO+Fe2O3) - 5 (примеси: Cr2O3, TiO2, K2O, Na2O, F, S, P2O5, B2O3 и др., присутствующие в природном сырье в количестве до 5%, из расчета исключены), расплавляли в дуговой рудно-термической печи и сливали через огнеупорную воронку с расходом примерно 1200 кг/час при температуре струи расплава примерно 1550°C+20°C. Диспергирование струи расплава осуществляли плоской водяной струей давлением от 50 до 1000 атм и расходом воды от 600 до 10000 л/час. В качестве параметра оптимизации принимали содержание стеклошариков размером менее 0,8 мм. В таблице 1 приведены результаты проведенных экспериментов.(FeO + Fe 2 O 3 ) - 5 (impurities: Cr 2 O 3 , TiO 2 , K 2 O, Na 2 O, F, S, P 2 O 5 , B 2 O 3 , etc., present in natural raw materials in an amount up to 5%, excluded from the calculation), was melted in an arc ore-furnace and drained through a refractory funnel with a flow rate of about 1200 kg / h at a melt stream temperature of about 1550 ° C + 20 ° C. The dispersion of the melt jet was carried out by a flat water jet with a pressure of 50 to 1000 atm and a water flow rate of 600 to 10,000 l / h. The content of glass beads less than 0.8 mm in size was taken as an optimization parameter. Table 1 shows the results of the experiments.

Таблица 1Table 1 Влияние давления и расхода воды на диспергирование струи расплава стеклаThe effect of pressure and water flow on the dispersion of a jet of molten glass № п/пNo. p / p Давление воды на выходе из сопла (атм)Water pressure at the nozzle exit (atm) Расход воды (л/час)Water consumption (l / h) Содержание стеклосфер размером менее 0.8 мм (%)Glass spheres less than 0.8 mm (%) 1one 50fifty 600600 2323 22 50fifty 10001000 3131 33 50fifty 40004000 3838 4four 100one hundred 600600 3636 55 100one hundred 50005000 4747 66 100one hundred 80008000 5151 77 200200 600600 5858 88 200200 10001000 7373 99 250250 10001000 8080 1010 250250 50005000 8686 11eleven 500500 600600 6565 1212 500500 10001000 8787 1313 500500 20002000 9191 14fourteen 500500 50005000 9494 15fifteen 500500 1000010,000 9595 1616 10001000 50005000 9595 1717 10001000 1000010,000 9696

Из таблицы 1 можно сделать вывод, что при диспергировании струи расплава струей воды оптимальным является давление воды 200-1000 атм, а расход воды от 0,8 до 4 по отношению к расходу расплава стекла.From table 1 we can conclude that when dispersing a jet of melt with a water jet, the optimum pressure is 200-1000 atm, and the water flow rate from 0.8 to 4 relative to the flow rate of the molten glass.

Пример 2Example 2

Расплавы различного состава диспергировали плоской струей воды. Расход воды брали - 4000 л/час, давление воды - 400 атм, расход расплава стекла - 1200 кг/час. В качестве параметров оптимизации принимали следующие: прочность стеклошариков - проппантов фракции 40/70 (0,42-0,21 мм); количество несферических частиц (ваты, иголок).Melts of various compositions were dispersed with a flat stream of water. Water consumption was taken - 4000 l / h, water pressure - 400 atm, glass melt consumption - 1200 kg / h. The following parameters were taken as optimization parameters: strength of glass beads - proppants of fraction 40/70 (0.42-0.21 mm); the number of non-spherical particles (cotton, needles).

В таблице 2 приведены результаты проведенных экспериментов. Состав пересчитан на оксиды кремния, магния, кальция, алюминия и железа, без учета примесей (Cr2O3, TiO2, K2O, Na2O, F, S, P2O5, B2O3 и др.).Table 2 shows the results of the experiments. The composition is calculated on the oxides of silicon, magnesium, calcium, aluminum and iron, excluding impurities (Cr 2 O 3 , TiO 2 , K 2 O, Na 2 O, F, S, P 2 O 5 , B 2 O 3 , etc. )

Таблица 2table 2 Результаты проведенных экспериментовThe results of the experiments Номер п/пNumber p / p Расчетный химический состав стекла, мас.%The estimated chemical composition of the glass, wt.% Прочность на раздавливание фракции 40/70 по ГОСТ при 680 атмCrushing strength of fraction 40/70 according to GOST at 680 atm Доля несферических частиц (вата и иголки)The proportion of non-spherical particles (wool and needles) SiO2 SiO 2 MgOMgO СаОCaO Al2O3 Al 2 O 3 FeO+Fe2O3 FeO + Fe 2 O 3 1one 4040 4040 55 88 77 8,48.4 55 22 4545 3535 55 88 77 2,32,3 33 33 50fifty 30thirty 55 88 77 22 77 4four 5555 2525 55 88 77 7,47.4 1212 55 6060 20twenty 55 88 77 9,09.0 30thirty 66 50fifty 2626 88 55 11eleven 3,13,1 22 77 50fifty 4040 22 22 66 88 50fifty 30thirty 1010 4four 66 7,97.9 55 99 50fifty 3535 1010 22 33 11,011.0 4four 1010 5555 20twenty 1010 66 99 12,312.3 88 11eleven 5555 30thirty 55 55 55 1,81.8 66 1212 5555 3737 22 4four 22 6,96.9 1212 1313 5555 2525 10,010.0 55 55 10,410,4 55 14fourteen 5252 2929th 66 55 88 1,31.3 33 15fifteen 5757 2121 4four 66 1212 14,814.8 88 1616 6060 20twenty 1010 55 55 11,611.6 1919 1717 6565 20twenty 55 55 55 12,912.9 4545 18eighteen 5252 3838 22 22 66 6,86.8 1212 1919 5252 3232 55 66 55 0,40.4 22 20twenty 5252 20twenty 00 33 15fifteen 8,48.4 55 2121 5252 3131 88 33 66 0,80.8 55

Таким образом, стеклосферы заявляемого состава имеют наиболее высокую прочность на раздавливание (меньшее количество разрушенных гранул, см. примеры - 6, 11, 14, 19, 21) и могут быть рекомендованы для использования в качестве проппантов.Thus, the glass sphere of the claimed composition have the highest crushing strength (fewer destroyed granules, see examples 6, 11, 14, 19, 21) and can be recommended for use as proppants.

Стекло заявляемого состава имеет чрезвычайно высокую склонность к кристаллизации, а при диспергировании струи расплава воздухом или струей горячих газов (например, продуктами сгорания природного газа или керосина) происходит более медленное охлаждение, что приводит к неконтролируемой кристаллизации стекла и снижению прочности стеклошариков размером крупнее 0,2 мм.The glass of the claimed composition has an extremely high tendency to crystallization, and when the melt stream is dispersed with air or a stream of hot gases (for example, products of natural gas or kerosene combustion), slower cooling occurs, which leads to uncontrolled crystallization of the glass and a decrease in the strength of glass beads larger than 0.2 mm

Следует отметить, что кристаллизационный обжиг стеклошариков является эффективным только в области температур 1100-1270°C в течение времени не более 10-15 минут для образования 20-40% по объему стекла мелких (менее 2 мкм) кристаллов форстерита и пироксена. При более длительных выдержках увеличение доли кристаллической фазы вызывает деформацию стеклошариков вследствие того, что кристаллическая фаза имеет большую плотность.It should be noted that crystallization firing of glass beads is effective only in the temperature range 1100-1270 ° C for a period of not more than 10-15 minutes for the formation of 20-40% small (less than 2 microns) crystals of forsterite and pyroxene by volume of glass. With longer exposures, an increase in the fraction of the crystalline phase causes deformation of the glass beads due to the fact that the crystalline phase has a higher density.

При температуре ниже 1100°C термические напряжения при кристаллизации вызывают трещинообразование в стекле и снижение прочности, в интервале 1100-1270°C напряжения релаксируются за счет пластической деформации высоковязкого стекла, а выше 1270°C происходит слипание стеклошариков вследствие снижения вязкости.At temperatures below 1100 ° C, thermal stresses during crystallization cause cracking in the glass and a decrease in strength, in the range 1100-1270 ° C, the stresses relax due to plastic deformation of high-viscosity glass, and above 1270 ° C adhesion of glass beads due to a decrease in viscosity.

Следует отметить, что существенное увеличение прочности стеклошариков заявляемого состава и изготовленных согласно настоящему изобретению по сравнению с имеющимися на рынке стеклошариками позволило улучшить качество не только проппантов, но стеклошариков для струйной обработки поверхности металлов и стекла, а также для ряда других специфических областей применения (наполнители пластмасс, бетонов, светоотражающие поверхности).It should be noted that a significant increase in the strength of glass beads of the claimed composition and made according to the present invention compared with the glass beads available on the market has improved the quality of not only proppants, but glass beads for blasting the surface of metals and glass, as well as for a number of other specific applications (plastic fillers concrete, reflective surfaces).

Проведенные промышленные испытания на предприятии ООО «ФОРЭС» показали, что диспергирование струи расплава заявляемого состава стекла струей воды позволяет:Industrial tests conducted at the company LLC "FORES" showed that the dispersion of the melt jet of the inventive glass composition with a water jet allows you to:

- снизить долю несферических частиц, а это увеличивает выход товарных фракций проппантов;- reduce the proportion of non-spherical particles, and this increases the yield of commercial proppant fractions;

- повысить прочность проппантов и их проницаемость для использования при высоких давлениях в глубоких скважинах.- increase the strength of the proppants and their permeability for use at high pressures in deep wells.

Claims (5)

1. Состав стекла для изготовления проппанта, включающий SiO2, MgO, Al2O3, отличающийся тем, что он содержит FeO+Fe2O3, СаО при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO2 45-57 MgO 26-36 Al2O3 3-6 (FeO+Fe2O3) 5-11 СаО 3-8 Другие менее 5
1. The glass composition for the manufacture of proppant, including SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , characterized in that it contains FeO + Fe 2 O 3 , CaO in the following ratio of components, wt.%:
SiO 2 45-57 MgO 26-36 Al 2 O 3 3-6 (FeO + Fe 2 O 3 ) 5-11 CaO 3-8 Other less than 5
2. Способ изготовления проппанта из состава стекла по п.1, включающий получение расплава оксидов с диспергированием его струи для формирования стеклокристаллизационных сфер, их отжиг и охлаждение, отличающийся тем, что диспергирование струи расплава стекла осуществляют струей воды давлением 200-1000 атм, причем соотношение расхода воды к расходу расплава стекла составляет от 0,8 до 4,0.2. A method of manufacturing a proppant from a glass composition according to claim 1, comprising obtaining a melt of oxides with dispersion of its jet to form glass crystallization spheres, their annealing and cooling, characterized in that the dispersion of the jet of molten glass is carried out with a water jet of 200-1000 atm, the ratio water flow to the flow rate of the molten glass is from 0.8 to 4.0. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что диаметр струи расплава для диспергирования струей воды выбирают в пределах 5-50 мм.3. The method according to claim 2, characterized in that the diameter of the melt stream for dispersion by a stream of water is selected within the range of 5-50 mm. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что кристаллизационный отжиг осуществляют при температуре 1100-1270°С.4. The method according to claim 2, characterized in that the crystallization annealing is carried out at a temperature of 1100-1270 ° C. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что плавку стекла осуществляют при температуре 1500-1700°С. 5. The method according to claim 2, characterized in that the glass is melted at a temperature of 1500-1700 ° C.
RU2010116799/03A 2010-04-27 2010-04-27 Glass composition and method of producing proppants therefrom RU2433966C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116799/03A RU2433966C1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Glass composition and method of producing proppants therefrom
CA 2738442 CA2738442A1 (en) 2010-04-27 2011-04-27 Glass compositions and method for making proppants based thereon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010116799/03A RU2433966C1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Glass composition and method of producing proppants therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2433966C1 true RU2433966C1 (en) 2011-11-20

Family

ID=44857043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010116799/03A RU2433966C1 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Glass composition and method of producing proppants therefrom

Country Status (2)

Country Link
CA (1) CA2738442A1 (en)
RU (1) RU2433966C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582676A (en) * 2021-08-31 2021-11-02 西南科技大学 Magnesium aluminum silicate proppant and production process and application thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582676A (en) * 2021-08-31 2021-11-02 西南科技大学 Magnesium aluminum silicate proppant and production process and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CA2738442A1 (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2336293C1 (en) Methods of proppant fabrication from glass spheres
US20100326657A1 (en) Treatment of particles for improved performance as proppants
CN106242302B (en) A kind of preparation method of high-strength glass microballon
CN112645600B (en) Glass ceramics and chemically strengthened glass ceramics
US7648934B2 (en) Precursor compositions for ceramic products
US7521389B2 (en) Ceramic proppant with low specific weight
AU2006321786B2 (en) Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles
CN101602574B (en) Preparation method for high-intensity foam glass
CN102320743B (en) High strength aluminosilicate hollow glass microsphere and preparation method thereof
CN101704632A (en) Preparation method of high-strength low-density hollow glass bead
CN105417949B (en) A kind of preparation method of alumina silicate fibre
CN101200347A (en) Glass-ceramics used as ultrahard material grinding wheel bond and preparation method thereof
JP2007507413A (en) Mineral wool composition
WO2017063580A1 (en) Ceramsite sand for casting
CN101792266A (en) Particle-reinforced foam glass and preparation method thereof
CN105272185A (en) Method for preparing cast stone mill balls by utilizing basalt
RU2433966C1 (en) Glass composition and method of producing proppants therefrom
CN111499344B (en) Sintering process of petroleum fracturing propping agent
US2261639A (en) Oxide pellet
JP6570241B2 (en) Siliceous composition and method for obtaining the same
CN105271782A (en) Hollow glass beads and preparation method thereof
CN111499352B (en) Method for preparing high-strength oil-gas fracturing propping agent by utilizing ceramsite waste
CN113789514B (en) Preparation method of high-temperature-resistant, wear-resistant and strong-impact-resistant anti-corrosion microcrystalline glaze
CA2707877A1 (en) Glass composition and process of proppants manufacture based thereon
WO2021049979A1 (en) Charge for making artificial glass-crystal sand and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20210722