RU2702800C2 - Mixture for producing proppant and proppant - Google Patents
Mixture for producing proppant and proppant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702800C2 RU2702800C2 RU2018108015A RU2018108015A RU2702800C2 RU 2702800 C2 RU2702800 C2 RU 2702800C2 RU 2018108015 A RU2018108015 A RU 2018108015A RU 2018108015 A RU2018108015 A RU 2018108015A RU 2702800 C2 RU2702800 C2 RU 2702800C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proppant
- mixture
- mass
- production
- sio
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
- C09K8/805—Coated proppants
Abstract
Description
Изобретение относится к производству проппанта - расклинивающих гранул, применяемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта (ГРП).The invention relates to the production of proppant - proppant granules used in oil and gas production by hydraulic fracturing.
Гидравлический разрыв пласта - способ добычи нефти и газа, позволяющий значительно увеличить производительность скважин. Сущность метода ГРП заключается в закачивании жидкости в нефте- и газоносные пласты, в результате чего в пласте образуются трещины. Для сохранения трещин в разомкнутом состоянии в них закачивают смесь жидкости и проппанта. Заполняя трещины гидроразрыва, проппант создает прочный расклинивающий каркас с высокой проницаемостью для нефти и газа. Проппант отличаются способностью выдерживать высокие пластовые давления и противостоять агрессивной среде при высоких температурах.Hydraulic fracturing is a method of oil and gas production, which can significantly increase the productivity of wells. The essence of the hydraulic fracturing method is pumping fluid into oil and gas bearing formations, as a result of which cracks form in the formation. To preserve the cracks in the open state, a mixture of liquid and proppant is pumped into them. Filling hydraulic fractures, proppant creates a strong proppant frame with high permeability to oil and gas. Proppants are characterized by their ability to withstand high reservoir pressures and withstand aggressive environments at high temperatures.
В мировой практике применения метода гидроразрыва пласта в качестве проппанта используют как фракционированный кварцевый песок, так и керамический проппант. Кроме того, используют проппант с полимерным покрытием. Керамический проппант может быть алюмосиликатными, либо магнийсиликатными. В исключительных случаях, крайне редко применяют керамический проппант из чистых оксидов.In the world practice of using the hydraulic fracturing method, both fractionated quartz sand and ceramic proppant are used as proppant. In addition, a polymer coated proppant is used. Ceramic proppant can be aluminosilicate or magnesium silicate. In exceptional cases, ceramic proppants made from pure oxides are extremely rare.
Проппант, который способен выдерживать давления 10000 psi (68,9 МПа) и более называется высокопрочным. Как правило, высокопрочный проппант - это спеченные высокоглиноземистые алюмосиликатные керамические гранулы. Для скважин, где давления сжатия находятся в пределах 5000-10000 psi (34,5-68,9 МПа), используют проппант средней прочности, который характеризуется большим содержанием кремнезема и меньшей плотностью, обычно, это магнийсиликатный проппант. При более низких сжимающих пластовых давлениях в качестве проппанта применяют фракционированный песок.A proppant that can withstand pressures of 10,000 psi (68.9 MPa) or more is called high strength. As a rule, high-strength proppant is sintered high-alumina aluminosilicate ceramic granules. For wells where compression pressures are in the range of 5000-10000 psi (34.5-68.9 MPa), a medium strength proppant is used, which is characterized by a high silica content and lower density, usually a magnesium silicate proppant. At lower compressive reservoir pressures, fractionated sand is used as proppant.
Спеченный проппант в соответствии с патентом (U.S. Pat. 4,879,181. 07.11.1989.) получают из смеси каолина и боксита при весовом соотношении глинозема к кремнезему в смеси от 9:1 до 1:1. Проппант отличается высокой сферичностью и округлостью. Недостатком этого изобретения является использование для производства проппанта дефицитного алюмосиликатного сырья.Sintered proppant in accordance with the patent (U.S. Pat. 4,879,181. 11/07/1989.) Is obtained from a mixture of kaolin and bauxite at a weight ratio of alumina to silica in the mixture from 9: 1 to 1: 1. Proppant is characterized by high sphericity and roundness. The disadvantage of this invention is the use for the proppant production of scarce aluminosilicate raw materials.
Авторы патента (Патент RU 2392295. 20.06.2010.) предлагают получать проппант из алюмосиликатного сырья - смеси боксита или каолина или глины и белитового шлама -отхода глиноземного производства, содержащей 0,5-30,0 масс. % белитового шлама.The authors of the patent (Patent RU 2392295. 06/20/2010.) Propose to obtain proppant from aluminosilicate raw materials - a mixture of bauxite or kaolin or clay and belite sludge - waste from alumina production containing 0.5-30.0 mass. % belitic sludge.
Использование техногенных отходов, таких как белитовый шлам, позволяет снизить температуру обжига проппанта и его плотность, при этом, не снижая прочность проппанта. Однако, применение в качестве одного из компонентов сырья белитового шлама эффективно для маложелезистых алюмосиликатных материалов.The use of industrial wastes, such as belite sludge, allows to reduce the proppant firing temperature and its density, while not reducing the strength of the proppant. However, the use of belite sludge as one of the raw material components is effective for low-iron aluminosilicate materials.
Известен проппант (Патент RU 2615563. 19.02.2016), содержащий, масс. %: магнийсодержащий материал (оливины, или дуниты, или серпентиниты) - 45-70, кварцевый песок - 30-55 и глину - 0-10. Для получения кристаллической структуры обожженных гранул с содержанием энстатита от 50,0 до 80,0 масс. %, магнезиоферрита от 4,0 до 8,0 масс. % и магнетита от 0,5 до 2,0 масс. %, авторы патента предлагают проводить дополнительный предварительный обжиг исходной шихты в восстановительной атмосфере, что усложняет технологию получения проппанта.Known proppant (Patent RU 2615563. 02/19/2016), containing, mass. %: magnesium-containing material (olivines, or dunites, or serpentinite) - 45-70, quartz sand - 30-55 and clay - 0-10. To obtain a crystalline structure of calcined granules with an enstatite content of from 50.0 to 80.0 mass. %, magnesioferrite from 4.0 to 8.0 mass. % and magnetite from 0.5 to 2.0 mass. %, the authors of the patent propose to carry out additional preliminary firing of the initial charge in a reducing atmosphere, which complicates the technology for producing proppant.
Наиболее близким по совокупности признаков к данному изобретению (прототипом) является проппант, описанный в патенте (Патент RU 2482155. 20.05.2015), который получен из смеси алюмосиликатного сырья и порообразователя, такого как, мел технический, или тальк, или доломит, или карбонаты, и/или гидрокарбонаты щелочных и/или щелочноземельных металлов, сульфаты и/или нитраты щелочных и/или щелочноземельных металлов, или нефтяной кокс, или пековый кокс, или горючие сланцы, или графит, или различные виды каменных углей, или древесный уголь, или зола от сжигания углей. В качестве алюмосиликатного сырья используют бокситы и/или каолины, и/или глины, и/или кианиты, и/или андалузиты, и/или силлиманиты. Недостатком предложенного проппанта является ограниченность выбора исходного сырья алюмосиликатами, которые обеспечивают высокую прочность обожженных гранул, но отличаются высокой стоимостью.The closest set of features to this invention (prototype) is the proppant described in the patent (Patent RU 2482155. 05/20/2015), which is obtained from a mixture of aluminosilicate raw materials and a blowing agent, such as technical chalk, or talc, or dolomite, or carbonates and / or bicarbonates of alkali and / or alkaline earth metals, sulfates and / or nitrates of alkali and / or alkaline earth metals, or petroleum coke, or pitch coke, or combustible shales, or graphite, or various types of coal, or charcoal, or ash from burned I coals. Bauxites and / or kaolins and / or clays and / or kyanites and / or andalusites and / or sillimanites are used as aluminosilicate raw materials. The disadvantage of the proposed proppant is the limited choice of feedstock with aluminosilicates, which provide high strength of the calcined granules, but are of high cost.
Шихта для получения проппанта и проппант, описанные в данном изобретении, позволяют устранить недостатки прототипа и приведенных аналогов.The mixture for proppant and proppant described in this invention can eliminate the disadvantages of the prototype and the above analogues.
Задачей изобретения является вовлечение в производство проппанта различных видов исходных сырьевых материалов, в том числе техногенных отходов, и получение проппанта с кажущейся плотностью 2,2-3,0 г/см3. Решение данной задачи позволяет не только создать экономически эффективное производство проппанта, но и, в известной степени, улучшить экологию окружающей среды.The objective of the invention is the involvement in the production of proppant of various types of source raw materials, including industrial waste, and the production of proppant with an apparent density of 2.2-3.0 g / cm 3 . The solution to this problem allows not only to create a cost-effective proppant production, but also, to a certain extent, to improve the ecology of the environment.
Поставленная задача решается тем, что проппант получают в виде гранул из шихты, включающей предварительно термообработанное минеральное сырье - по крайней мере, один компонент из: бокситы, каолины, кианиты, андалузиты, силлиманиты, серпентиниты, оливиниты, дуниты, кварцевые пески; спекающую добавку - один компонент из: белитовый шлам, мел технический, доломит, известь негашеная, известь гидратная и техногенные отходы - один компонент из: межсланцевая глина, термообработанная при 1000-1100°С, содержащая масс. %: SiO2 - 45-47, Al2O3 - 13-14, Fe2O3 - 5-6, CaO - 11-13, MgO - 2-3, Na2O+K2O - 3-4, п.п.п. - 9-20; отходы добычи бокситов: вскрышная порода, подошва рудного тела, содержащие масс. %: Al2O3 - 40,5-47,5; SiO2 - 38,0-46,5; Fe2O3 - 1,0-2,0; FeO - 0,1-0,5; TiO2 - 2,0-3,0, при соотношении компонентов шихты, масс. %: минеральное сырье - 50,0-99,0; спекающая добавка - 0,5-20,0; техногенные отходы - 0,5-49,5. Причем серпентиниты, оливиниты и дуниты применяются в смеси с кварцевым песком при его содержании в смеси 35-65 масс %. Проппант, полученный из заявленной шихты содержит, по крайней мере, одну из следующих товарных фракций, (меш-мкм): (10/14-2000/1400), (12/18-1700/1000), (12/20-1700/850), (16/20-1180/850), (16/30-1180/600), (20/40-850/425), (30/50-600/300), (40/70-425/212), (70/100-212/150) и (менее 100 - менее 150), при любом соотношении их масс. %. Проппант дополнительно содержит полимерное покрытие из фенолформальдегидных или эпоксидных смол.The problem is solved in that the proppant is obtained in the form of granules from a mixture including pre-treated mineral raw materials - at least one component from: bauxites, kaolins, kyanites, andalusites, sillimanites, serpentinites, olivinites, dunites, quartz sands; sintering additive - one component from: belitic sludge, industrial chalk, dolomite, quicklime, hydrated lime and industrial waste - one component from: inter-shale clay, heat-treated at 1000-1100 ° С, containing mass. %: SiO 2 - 45-47, Al 2 O 3 - 13-14, Fe 2 O 3 - 5-6, CaO - 11-13, MgO - 2-3, Na 2 O + K 2 O - 3-4 , p.p.p. - 9-20; waste bauxite mining: overburden, the sole of the ore body containing mass. %: Al 2 O 3 - 40.5-47.5; SiO 2 38.0-46.5; Fe 2 O 3 - 1.0-2.0; FeO - 0.1-0.5; TiO 2 - 2.0-3.0, with the ratio of the components of the mixture, mass. %: mineral raw materials - 50.0-99.0; sintering additive - 0.5-20.0; industrial waste - 0.5-49.5. Moreover, serpentinites, olivinites and dunites are used in a mixture with quartz sand when its content in the mixture is 35-65 mass%. The proppant obtained from the claimed charge contains at least one of the following product fractions (mesh-μm): (10 / 14-2000 / 1400), (12 / 18-1700 / 1000), (12 / 20-1700 / 850), (16 / 20-1180 / 850), (16 / 30-1180 / 600), (20 / 40-850 / 425), (30 / 50-600 / 300), (40 / 70-425 / 212), (70 / 100-212 / 150) and (less than 100 - less than 150), at any ratio of their masses. % The proppant further comprises a polymer coating of phenol-formaldehyde or epoxy resins.
Минеральное сырье для получения проппанта заявленное в изобретении - это алюмосиликатные и магнийсиликатные материалы, составляющие основу проппанта. В качестве алюмосиликатного сырья использовали как маложелезистые бокситы Северо-Онежского бокситового рудника Иксинского месторождения, содержащие (масс. %): Al2O3 - 67,0-75; SiO2 - 15,5-19,0; Fe2O3 - 1,0-2,9; TiO2 - 2,7-4,5; CaO + MgO - 0,5-1,0; Na2O+K2O - 0,9-1,1; так и железистые бокситы (глины огнеупорные) Иксинского месторождения, содержащие, масс. %: Al2O3 - 50,0-69,0; Fe2O3 - 5,5-25,0; SiO2 - 17,0-30,0; CaO - 0,1-3,0; MgO - 0,1-1,5; TiO2 - 0,1-4,5; Na2O+K2O - 0,1-3,0. При получении проппанта применяли каолин месторождения, принадлежащего АО «Боровичский комбинат огнеупоров», - каолин Боровичско-Любытинской группы месторождений, содержащий (масс. %): Al2O3 - 30,0-45,5; Fe2O3 - 0,5-2,2; SiO2 - 45,0-66,0; TiO2 - 0,2-1,5; CaO - 0,10-0,50; MgO - 0,10-0,50; K2O - 0,1-0,9; Na2O - 0,1-0,8. В качестве магнийсодержащего сырья применяли оливинит, серпентинит и дунит, содержащие более 35,0 масс. %. MgO. Из многочисленных возможностей выбора кварцевого песка для получения проппанта из экономических соображений использованы кварцевые пески месторождения Неболчи (ЗАО «Неболчинское карьероуправление»), расположенного близко к производству проппанта на АО «Боровичский комбинат огнеупоров». Данные пески содержат, масс. %: SiO2 - 96,0 - 99,6; Al2O3 - 0,1-0,5; Fe2O3 - 0,05-0,5; TiO2 - 0,02-0,5; СаО - 0,1-0,7; K2O - 0,01-0,04; Na2O - 0,1-0,2; п.п.п. - 0,45-0,75.Mineral raw materials for proppant production claimed in the invention are aluminosilicate and magnesium silicate materials that form the basis of proppant. As aluminosilicate raw materials used as low-iron bauxites of the North-Onega bauxite mine of the Iksinsky deposit, containing (wt.%): Al 2 O 3 - 67.0-75; SiO 2 - 15.5-19.0; Fe 2 O 3 - 1.0-2.9; TiO 2 - 2.7-4.5; CaO + MgO - 0.5-1.0; Na 2 O + K 2 O - 0.9-1.1; and ferrous bauxite (refractory clays) of the Iksinsky deposit, containing, mass. %: Al 2 O 3 - 50.0-69.0; Fe 2 O 3 - 5.5-25.0; SiO 2 - 17.0-30.0; CaO - 0.1-3.0; MgO - 0.1-1.5; TiO 2 0.1-4.5; Na 2 O + K 2 O - 0.1-3.0. Upon receipt of the proppant, kaolin of the deposit belonging to Borovichi Refractories Plant JSC was used — kaolin of the Borovichi-Lyubytinsky group of deposits containing (wt.%): Al 2 O 3 - 30.0-45.5; Fe 2 O 3 - 0.5-2.2; SiO 2 45.0-66.0; TiO 2 0.2-1.5; CaO - 0.10-0.50; MgO - 0.10-0.50; K 2 O - 0.1-0.9; Na 2 O - 0.1-0.8. As magnesium-containing raw materials, olivinite, serpentinite and dunite containing more than 35.0 masses were used. % MgO. Of the many possibilities for choosing quartz sand to obtain proppant for economic reasons, the quartz sands of the Nebolchi deposit (CJSC Nebolchinskoye Carrier Management), located close to the proppant production at Borovichi Refractories Plant JSC, were used. These sands contain, mass. %: SiO 2 - 96.0 - 99.6; Al 2 O 3 - 0.1-0.5; Fe 2 O 3 - 0.05-0.5; TiO 2 - 0.02-0.5; CaO - 0.1-0.7; K 2 O - 0.01-0.04; Na 2 O - 0.1-0.2; p.p.p. - 0.45-0.75.
По мере совершенствования способа гидроразрыва и усложнения условий добычи углеводородов потребление проппанта постоянно увеличивается. При этом запасы минерального сырья - источника получения проппанта - постоянно уменьшаются. Одним из способов решения возникшей сырьевой проблемы является уменьшение потребления дефицитных источников минерального сырья за счет использования в производстве проппанта техногенных отходов.As the hydraulic fracturing method improves and hydrocarbon production conditions become more complex, proppant consumption is constantly increasing. At the same time, the reserves of mineral raw materials - the source of proppant production - are constantly decreasing. One way to solve the raw material problem that has arisen is to reduce the consumption of scarce sources of mineral raw materials through the use of technogenic waste in the proppant production.
Межсланцевая глина - отход, образующийся при добыче горючих сланцев. Это высокопластичное глинистое сырье, содержащее, масс. %: SiO2 - 45-47, Al2O3 - 13-14, Fe2O3 - 5-6, CaO - 11-13, MgO - 2-3, Na2O+K2O - 3-4, п.п.п. - 9-20. Высокая пластичность межсланцевой глины, добавляемой в шихту при получении проппанта, позволяет проводить грануляцию термообработанной молотой шихты, используя в качестве связующего воду, т.е. без дополнительных пластификаторов и клеящих компонентов. Снижение температуры спекания шихты благодаря межсланцевой глине и спекающим добавкам, способствует низкотемпературной кристаллизации муллита в форме изометрических зерен и короткопризматических кристаллов, которые, по всей вероятности, оказывают более сильное упрочняющее воздействие, чем игольчатые и удлиненно-призматические кристаллы вторичного муллита, формирующиеся при высокотемпературном (1200°С и выше) обжиге. Такая необычная для муллита кристаллизация обусловлена внедрением в твердый раствор оксида железа.Inter-shale clay - waste generated during the production of oil shale. This is a highly plastic clay raw material containing, mass. %: SiO 2 - 45-47, Al 2 O 3 - 13-14, Fe 2 O 3 - 5-6, CaO - 11-13, MgO - 2-3, Na 2 O + K 2 O - 3-4 , p.p.p. - 9-20. The high plasticity of the inter-shale clay added to the mixture upon receipt of proppant allows granulation of the heat-treated ground mixture using water as a binder, i.e. without additional plasticizers and adhesive components. A decrease in the sintering temperature of the charge due to inter-shale clay and sintering additives promotes low-temperature crystallization of mullite in the form of isometric grains and short-prismatic crystals, which, in all likelihood, have a stronger strengthening effect than needle-shaped and elongated-prismatic secondary mullite crystals formed at high ° C and above) firing. This crystallization, unusual for mullite, is due to the incorporation of iron oxide into the solid solution.
При обжиге гранул, содержащих магнийсиликатное сырье (серпентиниты, оливиниты, дуниты), в окислительной атмосфере происходят известные твердофазовые взаимодействия с образованием форстерита и энстатитов, при этом FeO переходит в твердый раствор MgO⋅Fe2O3 до заключительной стадии обжига, при которой происходит взаимодействие форстерита, оксида железа и оксида кремния с образованием кристаллической решетки энстатита с внедренным в нее магнезиоферритом. Встраивание в кристаллическую решетку активного FeO в виде твердого раствора MgO⋅FeO позволяет получить более прочную структуру спеченного проппанта.When firing granules containing magnesium silicate raw materials (serpentinites, olivinites, dunites), known solid-state interactions with the formation of forsterite and enstatites occur in an oxidizing atmosphere, while FeO passes into a solid solution of MgO OFe 2 O 3 until the final firing stage, at which the interaction occurs forsterite, iron oxide and silicon oxide with the formation of a crystal lattice of enstatite with magnesioferrite embedded in it. The incorporation into the crystal lattice of active FeO in the form of a MgO⋅FeO solid solution allows one to obtain a stronger sintered proppant structure.
Отходы добычи бокситов - один из компонентов шихты для получения проппанта - это каолиновые глины вскрышной породы и каолиновые глины подошвы рудного тела, т.е. нижний слой месторождения бокситов. Верхние и нижние слои отличаются более низким содержанием глинозема и, соответственно, более высоким содержанием оксида кремния. Одним из перспективных источников техногенных отходов являются отходы добычи бокситов Среднетиманского бокситорудного района.Bauxite mining waste - one of the components of the charge for proppant production - is kaolin clay overburden and kaolin clay soles of the ore body, i.e. lower layer of bauxite deposits. The upper and lower layers are characterized by a lower alumina content and, accordingly, a higher content of silicon oxide. One of the promising sources of industrial waste is the waste from bauxite mining in the Middle Timan bauxite ore region.
Пробы каолиновых глин вскрышной породы и подошвы маложелезистых бокситов рудного тела Вежаю-Ворыквинского месторождения Среднего Тимана, запасы которых оцениваются в десятки миллионов тонн, близки по составу и содержат основные оксиды в количестве, масс. %: Al2O3 - 40,5-47,5; SiO2 - 38,0-46,5; Fe2O3 - 1,0-2,0; FeO - 0,1-0,5; TiO2 - 2,0-3,0.Samples of overburden kaolin clay and the sole of low-iron ore bauxite of the Vezhayu-Vorykvinsky deposit of Middle Timan, whose reserves are estimated at tens of millions of tons, are close in composition and contain basic oxides in quantity, mass. %: Al 2 O 3 - 40.5-47.5; SiO 2 38.0-46.5; Fe 2 O 3 - 1.0-2.0; FeO - 0.1-0.5; TiO 2 - 2.0-3.0.
Одной из спекающих добавок при получении проппанта в соответствии с данным изобретением является белитовый шлам - отходы переработки нефелиновых пород. Количество белитового шлама велико и постоянно накапливается. В России имеется два основных месторождения нефелиновых пород: Кия-Шалтырское месторождение - сырье для производства глинозема на ОАО РУСАЛ «Ачинский глиноземный комбинат» и Хибинское месторождение - сырье для производства глинозема на ОАО «Пикалевский глинозем».One of the sintering additives in the production of proppant in accordance with this invention is belitic sludge - waste processing nepheline rocks. The amount of belite sludge is large and constantly accumulates. In Russia there are two main deposits of nepheline rocks: the Kiya-Shaltyrskoye deposit - raw materials for the production of alumina at RUSAL Achinsky Alumina Plant OJSC and the Khibiny deposit - raw materials for the production of alumina at Pikalevsky Alumina OJSC.
Шламовые поля, являющиеся хранилищами белитового шлама, занимают огромные территории и ухудшают санитарно-гигиенические условия окружающей местности. Поэтому использование белитового шлама позволит не только улучшить характеристики проппанта, но и решить экологические проблемы в районах производства глинозема.Sludge fields, which are the storages of belite sludge, occupy vast territories and worsen the sanitary and hygienic conditions of the surrounding area. Therefore, the use of belitic sludge will not only improve proppant performance, but also solve environmental problems in areas of alumina production.
Использование белитового шлама позволяет снизить температуру спекания гранул в зависимости от содержания белитового шлама в смеси с алюмосиликатными компонентами, т.к. при обжиге образуются легкоплавкие жидкие фазы, такие как однокальциевый алюминат - CaO⋅Al2O3, двухкальциевый сидикат - 2CaO⋅SiO2, двухкальциевый феррит - 2CaO⋅Fe2O3. Образование жидкой фазы увеличивает скорость диффузионного массообмена, что ускоряет процессы твердофазовых физико-химических превращений. Увеличение скорости спекания гранул за счет образования жидкой фазы компонентов белитового шлама приводит не только к снижению температуры спекания проппанта, но и к снижению кажущейся плотности спеченных гранул. Высокая скорость роста кристаллов, которой способствует образование жидкой фазы компонентов белитового шлама, снижает скорость удаления закрытых пор. При быстром росте кристаллов поры могут захватываться движущейся границей, и такие поры становятся закрытыми. Изолированные внутренние поры не только не уменьшают механическую прочность обожженного проппанта, но и препятствуют распространению образовавшихся при соответствующих условиях трещин в структуре проппанта.The use of belitic sludge can reduce the sintering temperature of the granules depending on the content of belitic sludge in a mixture with aluminosilicate components, because upon firing, fusible liquid phases are formed, such as single-calcium aluminate - CaO⋅Al 2 O 3 , dicalcium sidicate - 2CaO⋅SiO 2 , dicalcium ferrite - 2CaO⋅Fe 2 O 3 . The formation of a liquid phase increases the rate of diffusion mass transfer, which accelerates the processes of solid-phase physical and chemical transformations. An increase in the speed of sintering of the granules due to the formation of the liquid phase of the components of the belite sludge leads not only to a decrease in the sintering temperature of the proppant, but also to a decrease in the apparent density of the sintered granules. The high crystal growth rate, which is facilitated by the formation of the liquid phase of belite sludge components, reduces the rate of removal of closed pores. With rapid crystal growth, pores can be captured by a moving boundary, and such pores become closed. Isolated internal pores not only do not reduce the mechanical strength of the calcined proppant, but also prevent the propagation of cracks formed under appropriate conditions in the proppant structure.
Влияние добавок мела технического и доломита похоже, т.к. мел технический представлен карбонатом кальция - CaCO3, а доломит, в основном, состоит из карбонатов кальция и магния - CaMg(CO3)2. Мел технический и доломит являются не только спекающими добавками, образуя легкоплавкие алюминаты кальция и магния, но и способствуют образованию внутренних изолированных пор в спеченной структуре проппанта за счет образования CO2 при обжиге гранул.The effect of technical chalk and dolomite additives seems to be technical chalk is represented by calcium carbonate - CaCO 3 , and dolomite mainly consists of calcium and magnesium carbonates - CaMg (CO 3 ) 2 . Technical chalk and dolomite are not only sintering additives, forming low-melting calcium and magnesium aluminates, but also contribute to the formation of internal isolated pores in the sintered proppant structure due to the formation of CO 2 during firing of granules.
Доступные спекающие добавки - известь негашеная и известь гидратная - также позволяют ускорять процесс спекания минерального сырья, при этом снижая температуру обжига проппанта. Кроме того, использование негашеной извести позволяет получать прочные сырые гранулы за счет связующего действия коллоидных частиц, образующихся при взаимодействии негашеной извести с водным раствором связующего.Available sintering additives - quicklime and hydrated lime - also allow to accelerate the sintering process of mineral raw materials, while reducing the proppant firing temperature. In addition, the use of quicklime allows you to get durable raw granules due to the binder action of colloidal particles formed during the interaction of quicklime with an aqueous binder solution.
Температура предварительной термообработки компонентов шихты зависит от их физико-химических свойств. Температура предварительной термообработки бокситов, каолинов, кианитов, андалузитов, силлиманитов, серпентинитов, оливинитов, дунитов, доломита, межсланцевой глины, отходов добычи бокситов: вскрышной породы, подошвы рудного тела выбрана в интервале 600-1450°C с целью обеспечения активации кристаллической решетки минерального сырья. Предварительная термообработка белитового шлама, мела технического, кварцевого песка при температурах 110-600°C достаточна для удаления влаги. Экспериментально установлено, что использование шихты, содержащей, масс. %: минеральное сырье - 50,0-99,0; спекающую добавку - 0,5-20,0 и техногенные отходы - 0,5-49,5 является оптимальным для получения проппанта. За пределами указанных диапазонов свойства получаемого проппанта не соответствуют действующим стандартам.The temperature of the preliminary heat treatment of the charge components depends on their physicochemical properties. The temperature of preliminary heat treatment of bauxites, kaolins, kyanites, andalusites, sillimanites, serpentinites, olivinites, dunites, dolomite, inter-shale clay, bauxite mining waste: overburden, the bottom of the ore body was selected in the range of 600-1450 ° C to ensure activation of the crystal lattice of mineral raw materials . Preliminary heat treatment of belitic sludge, technical chalk, silica sand at temperatures of 110-600 ° C is sufficient to remove moisture. It was experimentally established that the use of a mixture containing, mass. %: mineral raw materials - 50.0-99.0; sintering additive - 0.5-20.0 and industrial waste - 0.5-49.5 is optimal for proppant production. Outside the specified ranges, the properties of the resulting proppant do not comply with current standards.
При производстве проппанта, независимо от способа его получения, образуется полидисперсная масса гранул. В соответствии с действующим в настоящее время стандартами (ГОСТ Р 51761-2013 и ГОСТ Р 54571-2011) проппант подразделяют на основные товарные фракции (меш-мкм): (10/14-2000/1400); (12/18-1700/1000); (12/20-1700/850); (16/20-1180/850); (16/30-1180/600); (20/40-850/425); (30/50-600/300) и (40/70-425/212). Наиболее востребованы фракции 16/20 меш, 16/30 меш и 20/40 меш. Керамический проппант с размерами гранул менее 212 мкм даже не рассматривается при стандартизации. В то же время, при современной технологии ГРП в условиях горизонтального бурения и многократного гидроразрыва пласта образуется огромное количество микротрещин (капилляров), для удержания которых в открытом виде необходим проппант с размерами гранул менее 212 мкм.In the production of proppant, regardless of the method of its production, a polydisperse mass of granules is formed. In accordance with the current standards (GOST R 51761-2013 and GOST R 54571-2011), proppant is divided into the main product fractions (mesh-μm): (10 / 14-2000 / 1400); (12 / 18-1700 / 1000); (12 / 20-1700 / 850); (16 / 20-1180 / 850); (16 / 30-1180 / 600); (20 / 40-850 / 425); (30 / 50-600 / 300) and (40 / 70-425 / 212). The most popular fractions are 16/20 mesh, 16/30 mesh and 20/40 mesh. Ceramic proppant with granule sizes less than 212 microns is not even considered in standardization. At the same time, with modern hydraulic fracturing technology under conditions of horizontal drilling and multiple hydraulic fracturing, a huge number of microcracks (capillaries) are formed, for which they need to be kept open proppant with granule sizes less than 212 microns.
Авторами статьи /Симонов М.В., Рощектаев А.П. Модель притока к горизонтальной скважине с многостадийным гидроразрывом пласта для расчета дебита сланцевого газа и нефти. Научно-технический центр «Газпром нефти». Журнал - «PROнефть» №2(4) июнь 2017./ установлено, что кроме искусственных трещин многостадийного гидроразрыва, распространенных вдоль горизонтального ствола скважины, имеется матрица - область, затронутая ГРП, состоящая из природных трещин и образовавшихся открытых микротрещин различной проницаемости. На основе физической модели и метода математического моделирования рассчитано, что проводимость развитой сети микротрещин, больше проводимости матрицы вокруг ствола скважины. Поэтому поддержание микротрещин в открытом состоянии с использованием проппанта фракции менее 212 мкм позволит значительно увеличить нефтеотдачу. Проппант, который называли пылью, способен увеличить производительность скважин до 30%. Использование в качестве товарной фракции керамического проппанта с размерами гранул менее 212 мкм увеличивает эффективность производства проппанта.Authors of the article / Simonov M.V., Roshchektayev A.P. A model of inflow to a horizontal well with multi-stage hydraulic fracturing for calculating the flow rate of shale gas and oil. Scientific and Technical Center "Gazprom Neft". Magazine - PROneft No. 2 (4) June 2017./ found that in addition to artificial multi-stage hydraulic fractures distributed along the horizontal wellbore, there is a matrix — the area affected by hydraulic fracturing, consisting of natural fractures and open microcracks of various permeabilities formed. Based on the physical model and mathematical modeling method, it is calculated that the conductivity of the developed network of microcracks is greater than the conductivity of the matrix around the wellbore. Therefore, maintaining microcracks in the open state using a proppant fraction of less than 212 microns will significantly increase oil recovery. The proppant, which was called dust, can increase well productivity by up to 30%. The use of ceramic proppant with granule sizes less than 212 microns as a commercial fraction increases the proppant production efficiency.
Проппант получали в смесителе-грануляторе Eirich в соответствии с патентами: патент RU 2129987, 10.05.1999, патент RU 2140874, 10.11.1999. Ниже приведены примеры, которыми не исчерпываются возможности получения проппанта в соответствии с данным изобретением.The proppant was obtained in the mixer-granulator Eirich in accordance with the patents: patent RU 2129987, 05/10/1999, patent RU 2140874, 10.11.1999. The following are examples that do not exhaust the possibilities of obtaining proppant in accordance with this invention.
Пример 1. Шихта для получения проппанта в количестве 1000 г содержит 90,0 масс. % минерального сырья - предварительно термообработанный при 1200°C маложелезистый боксит, содержащий, масс. %: Al2O3 - 71,3; Fe2O3 - 1,7; SiO2 - 16,9; TiO2 - 4,2; CaO+MgO - 0,9; Na2O+K2O - 1,0; 5,0 масс. % спекающей добавки -предварительно термообработанный при 300°С белитовый шлам - отход переработки нефелинов Кия-Шалтырского месторождения, содержащий, мас. %: Al2O3 - 4,1; Fe2O3 -3,4; TiO2 - 0,6; SiO2 - 29,5; CaO -58,3; MgO - 1,7; Na2O+K2O - 2,5; п.п.п. - 3,7 и 5,0 масс. % техногенных отходов - предварительно термообработанная при 1000°С межсланцевая глина, Содержащая, масс. %: SiO2 - 45,5; Al2O3 - 14,0; Fe2O3 - 5,2; CaO - 12,3; MgO - 2,8; Na2O+K2O - 4,0, п.п.п - 16,2. Грануляцию предварительно термообработанной и измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich при добавлении увлажнителя (связующего) и, после образования гранул, дополнительном введении предварительно термообработанной и измельченной шихты. Высушенные и обожженные гранулы рассевают на товарные фракции, (меш-мкм): (10/14-2000/1410), (16/20-1180/850), (20/40-850/425), (40/70-425/212) и (менее 100 - менее 150) при соотношении их масс 1:3:3:1:1.Example 1. The mixture to obtain proppant in the amount of 1000 g contains 90.0 mass. % of mineral raw materials - pre-heat-treated at 1200 ° C low-iron bauxite containing, wt. %: Al 2 O 3 - 71.3; Fe 2 O 3 - 1.7; SiO 2 - 16.9; TiO 2 - 4.2; CaO + MgO - 0.9; Na 2 O + K 2 O - 1.0; 5.0 mass. % sintering additive - pre-heat treated at 300 ° C belitic sludge is a waste of nepheline processing of the Kiya-Shaltyrskoye field, containing, wt. %: Al 2 O 3 - 4.1; Fe 2 O 3 -3.4; TiO 2 0.6; SiO 2 29.5; CaO -58.3; MgO - 1.7; Na 2 O + K 2 O - 2.5; p.p.p. - 3.7 and 5.0 mass. % of industrial waste - pre-heat-treated at 1000 ° C inter-shale clay, Containing, mass. %: SiO 2 - 45.5; Al 2 O 3 - 14.0; Fe 2 O 3 - 5.2; CaO - 12.3; MgO - 2.8; Na 2 O + K 2 O - 4.0, p.p. - 16.2. Granulation of the pre-heat-treated and ground charge is carried out in an Eirich mixer-granulator with the addition of a humidifier (binder) and, after the formation of granules, the additional introduction of a pre-heat and ground charge. Dried and calcined granules are sieved into product fractions, (mesh-μm): (10 / 14-2000 / 1410), (16 / 20-1180 / 850), (20 / 40-850 / 425), (40 / 70- 425/212) and (less than 100 - less than 150) with a mass ratio of 1: 3: 3: 1: 1.
Свойства проппанта фракций 20/40 меш и 16/20 меш для всех примеров приведены в таблице.Properties of proppant fractions 20/40 mesh and 16/20 mesh for all examples are shown in the table.
Пример 2. Шихта для получения проппанта как в примере 1, отличающаяся тем, что содержит 75,0 масс. % минерального сырья - предварительно термообработанный при 1100°С низкосортный боксит (глина огнеупорная) Иксинского месторождения, содержащий, масс. %: Al2O3 - 68,1; Fe2O3 - 6,9; SiO2 -19,3; TiO2 - 4,0; CaO+MgO - 0,4; Na2O+K20 - 1,3; 2,0 масс. % спекающей добавки - извести гидратной и 17,0 масс. % техногенных отходов - предварительно термообработанная при 1100°С межсланцевая глина, содержащая, масс. %: SiO2 - 46,0; Al2O3 - 13,8; Fe2O3 - 5,1; CaO - 11,5; MgO - 2,9; Na2O+K2O - 3,7; п.п.п 17,0. Полученный проппант рассевают на товарные фракции, (меш-мкм): (16/20-1180/850), (16/30-1180/600), (20/40-850/425), (30/50-600/300), при соотношении их масс: 2:1,5:1:0,5.Example 2. The mixture to obtain proppant as in example 1, characterized in that it contains 75.0 mass. % of mineral raw materials - low-grade bauxite (refractory clay) of the Iksinsky deposit pre-heat-treated at 1100 ° C, containing, wt. %: Al 2 O 3 - 68.1; Fe 2 O 3 - 6.9; SiO 2 -19.3; TiO 2 - 4.0; CaO + MgO - 0.4; Na 2 O + K 2 0 - 1.3; 2.0 mass. % sintering additive is hydrated lime and 17.0 mass. % of industrial waste - pre-heat-treated at 1100 ° C, inter-shale clay containing, mass. %: SiO 2 - 46.0; Al 2 O 3 - 13.8; Fe 2 O 3 - 5.1; CaO - 11.5; MgO - 2.9; Na 2 O + K 2 O - 3.7; pp 17.0. The proppant obtained is screened for product fractions, (mesh-μm): (16 / 20-1180 / 850), (16 / 30-1180 / 600), (20 / 40-850 / 425), (30 / 50-600 / 300), with the ratio of their masses: 2: 1.5: 1: 0.5.
Пример 3. Шихта для получения проппанта как в примере 1, отличающаяся тем, что содержит 70 масс. % минерального сырья - предварительно термообработанный при 1300°С андалузит, содержащий (масс. %): Al2O3 - 63,54; SiO2 - 35,32; CaO+MgO -0,09; K2O - 1,05; 10,0 масс. % спекающей добавки - высушенный при 300°С белитовый шлам и 20,0 масс. % техногенных отходов - вскрышная порода бокситов Вежаю-Ворыквинского месторождения Среднего Тимана с содержанием основных оксидов в количестве, масс. %: Al2O3 - 47,5; SiO2 - 42,6; Fe2O3 - 1,7; FeO - 0,5; TiO2 - 2,5.Example 3. The mixture to obtain proppant as in example 1, characterized in that it contains 70 mass. % of mineral raw materials - pre-heat-treated andalusite at 1300 ° С, containing (wt.%): Al 2 O 3 - 63.54; SiO 2 35.32; CaO + MgO -0.09; K 2 O - 1.05; 10.0 mass. % sintering additive - dried at 300 ° C belitic sludge and 20.0 mass. % of technogenic waste - overburden rock of bauxites of the Vezhayu-Vorykvinsky deposit of Middle Timan with the content of basic oxides in quantity, mass. %: Al 2 O 3 - 47.5; SiO 2 - 42.6; Fe 2 O 3 - 1.7; FeO - 0.5; TiO 2 - 2.5.
Пример 4. Шихта для получения проппанта в количестве 1000 г содержит 95,0 масс. % минерального сырья - смесь 380 г предварительно термообработанного при 1050°С серпентинита с содержанием MgO 39,5 масс. % и 570 г (60,0 масс. % в смеси) предварительно термообработанного при 110°С кварцевого песка с содержанием, масс. %: SiO2 - 98,7; Al2O3 - 0,3; Fe2O3 - 0,2; TiO2 - 0,2; CaO - 0,3; K2O - 0,03; Na2O - 0,1; п.п.п. - 0,17; 4,5 масс. % спекающей добавки - предварительно термообработанный при 900°С доломит, содержащий 97,9 мас. % CaCO3+MgCO3, и 0,5 масс. % техногенных отходов - вскрышная порода бокситов Вежаю-Ворыквинского месторождения Среднего Тимана с содержанием основных оксидов в количестве, масс. %: Al2O3 - 45,3; SiO2 - 46,1; Fe2O3 - 1,9; FeO - 0,5; TiO2 - 2,8. Полученный проппант рассевают на товарные фракции, (меш-мкм): (16/20-1180/850), (20/40-850/425), (40/70-425/212), (70/100-212/150) и (менее 100 - менее 150) при соотношении их масс 1:3:2:1:0,5.Example 4. The mixture to obtain proppant in the amount of 1000 g contains 95.0 mass. % of mineral raw materials - a mixture of 380 g pre-heat treated at 1050 ° C serpentinite with an MgO content of 39.5 wt. % and 570 g (60.0 wt.% in the mixture) pre-heat treated at 110 ° C quartz sand with a content of, mass. %: SiO 2 - 98.7; Al 2 O 3 - 0.3; Fe 2 O 3 - 0.2; TiO 2 0.2; CaO - 0.3; K 2 O - 0.03; Na 2 O - 0.1; p.p.p. - 0.17; 4.5 mass. % sintering additive - pre-heat treated at 900 ° C dolomite containing 97.9 wt. % CaCO 3 + MgCO 3 , and 0.5 wt. % of technogenic waste - overburden rock of bauxites of the Vezhayu-Vorykvinsky deposit of Middle Timan with the content of basic oxides in quantity, mass. %: Al 2 O 3 - 45.3; SiO 2 - 46.1; Fe 2 O 3 - 1.9; FeO - 0.5; TiO 2 - 2.8. The proppant obtained is screened for product fractions, (mesh-μm): (16 / 20-1180 / 850), (20 / 40-850 / 425), (40 / 70-425 / 212), (70 / 100-212 / 150) and (less than 100 - less than 150) with a mass ratio of 1: 3: 2: 1: 0.5.
Пример 5. Шихта для получения проппанта в количестве 1000 г содержит 80,0 масс. % минерального сырья - смесь 520 г предварительно термообработанного при 1050°С оливинита с содержанием MgO 41,2 масс. % и 280 г (35,0 масс. % в смеси) предварительно термообработанного при 110°С кварцевого песка с содержанием, масс. %: SiO2 - 98,7; Al2O3 - 0,3; Fe2O3 - 0,2; TiO2 - 0,2; СаО - 0,3; K2O - 0,03; Na2O - 0,1; п.п.п. - 0,17; 2,5 масс. % спекающей добавки - предварительно термообработанная при 110°С известь негашеная, содержащая, масс. %: CaO+MgO - 76,0; активный MgO - 19,0; CO2 - 5,0 и 17,5 масс. % техногенных отходов - подошва рудного тела Вежаю-Ворыквинского месторождения Среднего Тимана с содержанием основных оксидов в количестве, масс. %: Al2O3 - 40,5; SiO2 - 45,1; Fe2O3 - 1,8; FeO - 0,3; TiO2 - 2,5.Example 5. The mixture to obtain proppant in the amount of 1000 g contains 80.0 mass. % of mineral raw materials - a mixture of 520 g pre-heat treated at 1050 ° C olivinite with an MgO content of 41.2 wt. % and 280 g (35.0 wt.% in the mixture) pre-heat treated at 110 ° C quartz sand with a content of, mass. %: SiO 2 - 98.7; Al 2 O 3 - 0.3; Fe 2 O 3 - 0.2; TiO 2 0.2; CaO - 0.3; K 2 O - 0.03; Na 2 O - 0.1; p.p.p. - 0.17; 2.5 mass. % sintering additive - pre-heat-treated at 110 ° C quicklime, containing, mass. %: CaO + MgO - 76.0; active MgO - 19.0; CO 2 - 5.0 and 17.5 mass. % of industrial waste - the sole of the ore body of the Vezhayu-Vorykvinsky deposit of Middle Timan with the content of basic oxides in quantity, mass. %: Al 2 O 3 - 40.5; SiO 2 45.1; Fe 2 O 3 - 1.8; FeO - 0.3; TiO 2 - 2.5.
Полученный проппант рассевают на товарные фракции, (меш-мкм): (12/18-1700/1000), (16/20-1180/850) и (20/40-850/425) при соотношении их масс 0,5:1:1.The proppant obtained is screened for commercial fractions, (mesh-μm): (12 / 18-1700 / 1000), (16 / 20-1180 / 850) and (20 / 40-850 / 425) with a mass ratio of 0.5: 1: 1.
Пример 6. Шихта для получения проппанта в количестве 1000 г содержит 85,0 масс. % минерального сырья - смесь 425 г предварительно термообработанного при 1000°С дунита с содержанием MgO 42,5 масс. % и 425 г (50,0 масс. % в смеси) предварительно термообработанного при 110°С кварцевого песка с содержанием, масс. %: SiO2 - 98,7; Al2O3 - 0,3; Fe2O3 - 0,2; TiO2 - 0,2; СаО - 0,3; K2O - 0,03; Na2O - 0,1; п.п.п. - 0,17; 2,0 масс. % спекающей добавки - предварительно термообработанной при 110°С извести гидратной (ГОСТ 9179-77), содержащей, масс. %: CaO+MgO - 65,3; CO2 - 3,5 и 13,0 масс. % техногенных отходов - предварительно термообработанная при 1000°С межсланцевая глина, содержащая, масс. %: SiO2 - 45,5; Al2O3 - 14,0; Fe2O3 - 5,2; СаО - 12,3; MgO - 2,8; Na2O+K2O - 4,0, п.п.п - 16,2. Полученный проппант рассевают на товарные фракции, (меш-мкм): (16/30-1180/600), (20/40-850/425) при соотношении их масс 1:1.Example 6. The mixture to obtain proppant in the amount of 1000 g contains 85.0 mass. % of mineral raw materials - a mixture of 425 g of pre-heat-treated at 1000 ° C dunite with an MgO content of 42.5 mass. % and 425 g (50.0 wt.% in the mixture) pre-heat treated at 110 ° C quartz sand with a content of, mass. %: SiO 2 - 98.7; Al 2 O 3 - 0.3; Fe 2 O 3 - 0.2; TiO 2 0.2; CaO - 0.3; K 2 O - 0.03; Na 2 O - 0.1; p.p.p. - 0.17; 2.0 mass. % sintering additive - pre-heat treated at 110 ° C hydrated lime (GOST 9179-77), containing, mass. %: CaO + MgO - 65.3; CO 2 - 3.5 and 13.0 mass. % of industrial waste - pre-heat-treated at 1000 ° C inter-shale clay containing, by weight. %: SiO 2 - 45.5; Al 2 O 3 - 14.0; Fe 2 O 3 - 5.2; CaO - 12.3; MgO - 2.8; Na 2 O + K 2 O - 4.0, p.p. - 16.2. The proppant obtained is screened for commercial fractions, (mesh-μm): (16 / 30-1180 / 600), (20 / 40-850 / 425) with a mass ratio of 1: 1.
Пример 7. Проппант в виде гранул из шихты как в примере 2, отличающийся тем, что имеет полимерное покрытие из фенолформальдегидных смол.Example 7. The proppant in the form of granules from a mixture as in example 2, characterized in that it has a polymer coating of phenol-formaldehyde resins.
Пример 8. Проппант в виде гранул из шихты как в примере 6, отличающийся тем, что имеет полимерное покрытие из эпоксидных смол.Example 8. The proppant in the form of granules from a mixture as in example 6, characterized in that it has a polymer coating of epoxy resins.
Из результатов исследований свойств проппанта следует, что проппант полученный на основе каолина и магнийсиликатного сырья (примеры 4-6) имеет меньшую кажущуюся плотность и выдерживает давление 51,7 МПа, т.е. относится к проппанту средней прочности. Проппант полученный из бокситов может выдерживать большие давления (68,9 МПа), т.е. это высокопрочный проппант. Полимерное покрытие проппанта не увеличивает его кажущуюся плотность, но дает возможность использовать его при более высоких давлениях.From the results of studies of the properties of proppant, it follows that the proppant obtained on the basis of kaolin and magnesium silicate raw materials (examples 4-6) has a lower apparent density and withstands pressure of 51.7 MPa, i.e. refers to proppant medium strength. The proppant obtained from bauxite can withstand high pressures (68.9 MPa), i.e. This is a high strength proppant. The polymer coating of proppant does not increase its apparent density, but makes it possible to use it at higher pressures.
Предлагаемая шихта позволяет расширить сырьевую базу для производства проппанта, пригодного для добычи нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта, за счет использования различных техногенных отходов.The proposed mixture allows you to expand the raw material base for proppant production, suitable for oil and gas production by hydraulic fracturing, through the use of various industrial wastes.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108015A RU2702800C2 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Mixture for producing proppant and proppant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108015A RU2702800C2 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Mixture for producing proppant and proppant |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018108015A3 RU2018108015A3 (en) | 2019-09-05 |
| RU2018108015A RU2018108015A (en) | 2019-09-05 |
| RU2702800C2 true RU2702800C2 (en) | 2019-10-11 |
Family
ID=67903278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108015A RU2702800C2 (en) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | Mixture for producing proppant and proppant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2702800C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113563867A (en) * | 2021-08-31 | 2021-10-29 | 西南科技大学 | High-strength magnesium aluminum silicate proppant and preparation method thereof |
| RU2760662C1 (en) * | 2020-06-10 | 2021-11-29 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113604211A (en) * | 2021-08-11 | 2021-11-05 | 贵阳鑫睿材料科技有限公司 | Method for preparing ceramsite proppant from low-grade bauxite and hard refractory clay |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2421498C2 (en) * | 2007-03-12 | 2011-06-20 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | High-strength ceramic elements and production method and use thereof |
| RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
| RU2507178C2 (en) * | 2008-04-28 | 2014-02-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method of obtaining proppant (versions) and method of hydraulic fracturing of stratum with application of obtained proppant (versions) |
| RU2608100C1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-01-13 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge and method of producing proppant |
-
2018
- 2018-03-05 RU RU2018108015A patent/RU2702800C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2421498C2 (en) * | 2007-03-12 | 2011-06-20 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | High-strength ceramic elements and production method and use thereof |
| RU2507178C2 (en) * | 2008-04-28 | 2014-02-20 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method of obtaining proppant (versions) and method of hydraulic fracturing of stratum with application of obtained proppant (versions) |
| RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
| RU2608100C1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-01-13 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge and method of producing proppant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760662C1 (en) * | 2020-06-10 | 2021-11-29 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing |
| CN113563867A (en) * | 2021-08-31 | 2021-10-29 | 西南科技大学 | High-strength magnesium aluminum silicate proppant and preparation method thereof |
| CN113563867B (en) * | 2021-08-31 | 2022-11-22 | 西南科技大学 | High-strength magnesium aluminum silicate proppant and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018108015A3 (en) | 2019-09-05 |
| RU2018108015A (en) | 2019-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2702800C2 (en) | Mixture for producing proppant and proppant | |
| Snellings et al. | Supplementary cementitious materials | |
| RU2344155C2 (en) | Proppant on basis of aluminium silicates, method of its preparation and method of its application | |
| US10442738B2 (en) | Ceramic proppant and method for producing same | |
| CA2650630C (en) | Lightweight settable compositions comprising cement kiln dust and methods of using them | |
| RU2383578C2 (en) | Proppant, method of production and method of hydraulic break of formation using produced proppant | |
| RU2235703C9 (en) | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells | |
| US20070204992A1 (en) | Polyurethane proppant particle and use thereof | |
| CA2673935A1 (en) | Proppant, proppant production method and use of proppant | |
| RU2016120930A (en) | HIGH PERFORMANCE PROPELLING AGENTS | |
| RU2608100C1 (en) | Charge and method of producing proppant | |
| MX2015003122A (en) | Methods and compositions for treating a subterranean formation with salt-tolerant cement slurries. | |
| RU2098618C1 (en) | Method for production of propping agent | |
| CN107337440A (en) | A kind of ceramsite sand petroleum fracturing propping agent and preparation method thereof | |
| CN103819210A (en) | Method for preparing Ca-Mg functional material through in-situ decomposition reaction | |
| US20180282222A1 (en) | Sintered spheres, process for their production and use thereof | |
| WO1993018190A1 (en) | Composition and method for agglomerating ore | |
| RU2563853C9 (en) | Charge for magnesium-silicate proppant production, and proppant | |
| Feng et al. | A novel humidity self-regulating interior wall coating composite based on red mud derived from alumina production | |
| RU2739180C1 (en) | Method of producing magnesium silicate proppant and proppant | |
| CN104529200A (en) | Superfine high-temperature-resistant cement and preparation method thereof | |
| RU2650149C1 (en) | Feed for manufacturing of light-proof silicon proppant and proppant | |
| EA024901B1 (en) | Composition and method for producing ceramic proppant | |
| RU2482155C1 (en) | Proppant | |
| US2469512A (en) | Siliceous magnesium-containing purifying medium and process of producing it |