RU2760662C1 - Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing - Google Patents

Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing Download PDF

Info

Publication number
RU2760662C1
RU2760662C1 RU2020120034A RU2020120034A RU2760662C1 RU 2760662 C1 RU2760662 C1 RU 2760662C1 RU 2020120034 A RU2020120034 A RU 2020120034A RU 2020120034 A RU2020120034 A RU 2020120034A RU 2760662 C1 RU2760662 C1 RU 2760662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proppant
granules
hydraulic fracturing
polyfractional
hopper
Prior art date
Application number
RU2020120034A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Можжерин
Вячеслав Яковлевич Сакулин
Александр Николаевич Новиков
Виктор Павлович Мигаль
Галина Николаевна Салагина
Борис Абрамович Симановский
Олег Михайлович Розанов
Original Assignee
Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров"
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 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" filed Critical Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров"
Priority to RU2020120034A priority Critical patent/RU2760662C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760662C1 publication Critical patent/RU2760662C1/en

Links

Images

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
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/138—Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695—Granulation or pelletising
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

FIELD: petroleum industry.
SUBSTANCE: invention relates to production of a proppant and application thereof in petroleum and gas production by means of hydraulic fracturing. The polyfraction proppant is produced in the form of granules with an apparent density of 1.6 to 3.0 g /cm3 and dimensions of no more than 2,000 microns from a charge including aluminosilicate raw materials pre-burnt at 1,000 to 1,400°C and a modifying additive - a mixture of vanadium-containing residue from combustion of mazut containing, wt.%: V2O5 – 2.5 to 22.5; Cao – 7.0 to 8.0; Al2O3 – 22.0 to 26.0; SiO2 – 41.0 to 46.0; MgO – 3.0 to 4.0; Fe2O3 – 4.0 to 5.5; C – 0.5 to 8.0, and a low-temperature modification of aluminium oxide – γ-Al2O3 produced by heat treatment at 530 to 670°C of aluminium hydroxide extracted by carbonation of aluminate solutions, at the ratio of the components of the charge, wt.%: alumosilicate raw materials – 50.0 to 95.0; modifying additive the rest. Prior to being mixed with the hydraulic fracturing fluid, the polyfraction proppant is separated inside of hoppers with a conical accumulator, wherein at the internal angle of the conical accumulator of no more than 45° the hopper is preliminarily subjected to vibration in a vertical plane so that the smallest granules are accumulated in the lower part of the hopper and the largest ones in the upper part, thereby ensuring unloading of the proppant when the granule sizes increase. At the internal angle of the conical accumulator of 60 to 150° the hopper is not subjected to vibration, and the proppant is unloaded when the granule size increases due to the fact that the central part of the hopper, wherein the small fraction of the granules is accumulated during loading, is initially unloaded, and then the peripheral part of the hopper with the large fraction is poured out.
EFFECT: production of a polyfraction proppant with a hardened crystalline structure of burnt granules, simplification of the technology for production thereof, and increase in the efficiency of application of the proppant in petroleum and gas production by means of hydraulic fracturing.
10 cl, 4 dwg, 2 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к производству проппанта и его применению при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта (ГРП).The invention relates to the production of proppant and its use in oil and gas production by hydraulic fracturing (hydraulic fracturing).

Гидравлический разрыв пласта - эффективный способ добычи нефти и газа, позволяющий значительно увеличить производительность скважин. Сущность метода ГРП заключается в закачивании под большим давлением вязкой жидкости в нефте- и газоносные пласты, в результате чего в продуктивном пласте образуются трещины, в которые проникает жидкость гидроразрыва. Для сохранения трещин в разомкнутом состоянии в закачиваемую жидкость добавляют сферические гранулы (проппант), которые, проникая с жидкостью в трещину и заполняя ее, создают 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 an effective method of oil and gas production that can significantly increase well productivity. The essence of the hydraulic fracturing method is the injection of a viscous fluid under high pressure into oil and gas reservoirs, as a result of which fractures are formed in the productive reservoir, into which the hydraulic fracturing fluid penetrates. To keep the fractures in an open state, spherical granules (proppant) are added to the injected fluid, which, penetrating with the liquid into the fracture and filling it, create a strong propping frame with high permeability to oil and gas. Proppants are distinguished by their ability to withstand high formation pressures and withstand aggressive environments at high temperatures.

В зависимости от условий эксплуатации используют различные виды проппанта -кварцевый песок, керамический проппант, кварцевый песок и керамический проппант со смоляным покрытием. Керамический проппант, как правило, получают из алюмосиликатного или магнийсиликатного сырья. Крайне редко используют керамический проппант из чистых оксидов.Depending on the operating conditions, different types of proppant are used - quartz sand, ceramic proppant, quartz sand and resin-coated ceramic proppant. Ceramic proppant is usually obtained from aluminosilicate or magnesium silicate raw materials. Ceramic proppants made from pure oxides are rarely used.

Использование алюмосиликатного сырья для производства проппанта позволяет получать прочную муллито-корундовую структуру обожженных гранул, что дает возможность применять такой проппант в любых условиях добычи нефти и газа методом гидроразрыва пласта. Однако качество алюмосиликатного сырья ухудшается - уменьшается содержание оксида алюминия при увеличении содержания оксида кремния. Это приводит к изменению кристаллической структуры проппанта и уменьшению его механической прочности. Для улучшения физико-химических свойств алюмосиликатного проппанта используют различные добавки, в том числе техногенные отходы, влияющие на условия получения проппанта и его характеристики.The use of aluminosilicate raw materials for the production of proppant makes it possible to obtain a strong mullite-corundum structure of fired granules, which makes it possible to use such a proppant in any conditions of oil and gas production by hydraulic fracturing. However, the quality of aluminosilicate raw materials deteriorates - the content of aluminum oxide decreases with an increase in the content of silicon oxide. This leads to a change in the crystal structure of the proppant and a decrease in its mechanical strength. To improve the physicochemical properties of aluminosilicate proppant, various additives are used, including industrial waste, which affect the conditions for obtaining the proppant and its characteristics.

При проведении ГРП традиционно применяют различные товарные фракции проппанта, такие как, (меш-мкм): (16/30-1180/600), (20/40-850/425), (30/50-600/300), (40/70-425/212), (70/100-212/150). Реже используют фракции, (меш-мкм): 10/14-2000/1400), (12/18-1700/1000), (12/20-1700/850), (16/20-1180/850). Выделение заданных фракций проппанта из общего количества полученного грануляцией исходного порошкообразного материала - значительная часть общей технологии производства проппанта. Иногда, требуемые товарные фракции проппанта составляют менее 50,0 масс. % от общего количества полученных гранул. Это требует возврата некондиционных гранул в начало технологического процесса, что снижает производительность оборудования и увеличивает себестоимость проппанта.During hydraulic fracturing, various commercial proppant fractions are traditionally used, such as, (mesh-μm): (16 / 30-1180 / 600), (20 / 40-850 / 425), (30 / 50-600 / 300), ( 40 / 70-425 / 212), (70 / 100-212 / 150). Less commonly used fractions (mesh-μm): 10 / 14-2000 / 1400), (12 / 18-1700 / 1000), (12 / 20-1700 / 850), (16 / 20-1180 / 850). Isolation of specified proppant fractions from the total amount of the initial powder material obtained by granulation is a significant part of the general proppant production technology. Sometimes, the required commercial proppant fractions are less than 50.0 wt. % of the total amount of granules obtained. This requires the return of substandard granules to the beginning of the technological process, which reduces the productivity of the equipment and increases the cost of the proppant.

При гидроразрыве в породе продуктивного пласта образуется огромное количество трещин различного размера, по которым углеводороды поступают в ствол скважины. Как правило, ширина трещины уменьшается от ее устья до истоков, где преобладают очень узкие трещины (капилляры). Производительность скважины определяется эффективной длиной трещин гидроразрыва, т.е. той частью трещин, которая заполнена проппантом. Поэтому важно максимально заполнить трещины проппантом. В частности, этим объясняется применение различных фракций проппанта при ГРП. В начале операции ГРП в рабочую жидкость подают мелкую фракцию, чтобы заполнить истоки трещины, затем увеличивают размер фракций проппанта.During hydraulic fracturing, a huge number of fractures of various sizes are formed in the reservoir rock, through which hydrocarbons enter the wellbore. As a rule, the width of a crack decreases from its mouth to its source, where very narrow cracks (capillaries) predominate. Well productivity is determined by the effective fracture length, i.e. that part of the fractures that is filled with proppant. Therefore, it is important to fill the fractures with proppant as much as possible. In particular, this explains the use of various proppant fractions during hydraulic fracturing. At the beginning of the fracturing operation, a fine fraction is fed into the working fluid to fill the fracture origins, then the size of the proppant fractions is increased.

Известно большое количество запатентованных составов алюмосиликатного проппанта, способов получения проппанта и применения при гидроразрыве. Как правило, в шихте при получении алюмосиликатного проппанта для улучшения его свойств присутствуют минеральные добавки, а при использовании проппанта в процесс гидроразрыва применяют его различные фракции.A large number of patented aluminosilicate proppant formulations, methods of proppant production and use in hydraulic fracturing are known. As a rule, mineral additives are present in the charge when obtaining aluminosilicate proppant to improve its properties, and when using proppant in the hydraulic fracturing process, its various fractions are used.

Прочный проппант, содержащий золу, образующуюся при сжигании углей, предложен в изобретении /1/. Для получения проппанта используют золу в смеси с фосфорной кислотой, которая создает прочную связь между твердыми исходными частицами. Для улучшения свойств проппанта в его состав вводят соединения многовалентных ионов, которые также увеличивают прочность структуры проппанта. Кроме того, предложено наносить смоляное покрытие на поверхность гранул.A durable proppant containing ash from coal combustion is proposed in the invention / 1 /. To obtain a proppant, ash is used in a mixture with phosphoric acid, which creates a strong bond between solid initial particles. To improve the properties of the proppant, compounds of multivalent ions are introduced into its composition, which also increase the strength of the proppant structure. In addition, it is proposed to apply a resin coating to the surface of the granules.

Спеченный проппант, полученный из сырья, содержащего щелочноземельные металлы, описан в патенте /2/. В качестве исходного материала авторы предлагают использовать различные виды алюмосиликатного сырья. В качестве спекающих добавок - пыль печей кальцинации, известняк, известь, золу, тальк, доломит, оливин.Sintered proppant obtained from raw materials containing alkaline earth metals is described in the patent / 2 /. The authors propose to use various types of aluminosilicate raw materials as a starting material. The sintering additives are calcination furnace dust, limestone, lime, ash, talc, dolomite, olivine.

Авторы патента /3/ 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 / 3 / propose to obtain a proppant from aluminosilicate raw materials - a mixture of bauxite or kaolin or clay and belite sludge - alumina production waste containing 0.5-30.0 wt. % of white sludge.

В патенте /4/ для получения проппанта предлагается смесь каолиновой глины и аморфного микрокристаллического кремнезема. Каолиновые глины предварительно обжигают при температуре ниже температур образования муллита и кристобалита в течение времени, достаточного для уменьшения потерь при прокаливании при 1400°С до не более 12%. Добавка аморфного микрокристаллического кремнезема, который отличается высокой химической активностью, позволяет уменьшить температуру спекания, не снижая прочность проппанта. Однако аморфный микрокристаллический кремнезем является дорогостоящим реагентом, что увеличивает себестоимость проппанта.In the patent / 4 / to obtain a proppant, a mixture of kaolin clay and amorphous microcrystalline silica is proposed. Kaolin clays are pre-fired at a temperature below the temperatures of formation of mullite and cristobalite for a time sufficient to reduce losses on ignition at 1400 ° C to no more than 12%. The addition of amorphous microcrystalline silica, which is characterized by high chemical activity, makes it possible to reduce the sintering temperature without reducing the strength of the proppant. However, amorphous microcrystalline silica is an expensive reagent, which increases the cost of the proppant.

Проппант и способ его применения описан в патенте /5/. Способ получения проппанта полученного из каолина, в частности, включает сортировку высушенных гранул и сортировку обожженного продукта по требуемым диапазонам размеров.The proppant and the method of its use are described in the patent / 5 /. A method for producing a proppant obtained from kaolin, in particular, includes sorting dried granules and sorting a fired product according to the required size ranges.

В способе гидравлического разрыва пласта в скважине /6/ в скважину закачивают проппант разных фракций - 12/18 меш и 20/40 меш.In the method of hydraulic fracturing in the well / 6 /, proppant of different fractions is injected into the well - 12/18 mesh and 20/40 mesh.

Для интенсификации работы скважины в соответствии с патентом /7/ на начальной стадии используют фракцию 20/40 меш, затем основные фракции - 16/30 меш и 16/20 меш.To intensify the operation of the well in accordance with the patent / 7 /, at the initial stage, a fraction of 20/40 mesh is used, then the main fractions are 16/30 mesh and 16/20 mesh.

На начальной стадии ГРП при интенсификации работы скважины, как описано в патенте, /8/ используют мелкий проппант размерностью не крупнее 30/60 меш, а в основном процессе гидроразрыва применяют фракции проппанта с размерностью 16/20 меш и более в объеме 60-90% от общего количества проппанта.At the initial stage of hydraulic fracturing during well stimulation, as described in the patent, / 8 /, small proppant is used with a dimension no larger than 30/60 mesh, and in the main process of hydraulic fracturing, proppant fractions with a dimension of 16/20 mesh or more are used in the amount of 60-90% from the total amount of proppant.

Известно устройство для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием /9/, в котором осуществляется разделение сыпучих материалов по крупности за счет вибрации наклонного короба, из которого гранулы различных фракций поступают в отдельные емкости. Недостатком данного способа является невозможность непрерывной подачи из одной емкости гранул при постоянном увеличении размера гранул. Этот принцип сепарации аналогичен просеиванию или грохочению через вибрирующие сита и решетки.A device for the classification of bulk materials by vibration separation / 9 / is known, in which bulk materials are separated by size due to the vibration of an inclined box, from which granules of various fractions are fed into separate containers. The disadvantage of this method is the impossibility of continuous feeding from one container of granules with a constant increase in the size of the granules. This separation principle is similar to screening or screening through vibrating sieves and grates.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является патент /10/, в котором шихта для получения проппанта содержит минеральное сырье, спекающую добавку и техногенные отходы - один компонент из: межсланцевая глина; отходы добычи бокситов: вскрышная порода, подошва рудного тела. Проппант из указанной шихты рассевают на товарные фракции - по крайней мере, одну из, (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.The closest in technical essence to the claimed invention is the patent / 10 /, in which the charge for proppant production contains mineral raw materials, a sintering additive and man-made waste - one component of: intershale clay; bauxite mining waste: overburden, ore body bottom. The proppant from the specified mixture is sieved into commercial fractions - at least one of (mesh-micron): (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.

Недостатком данного прототипа и ранее известных изобретений является необходимость выделения заданных фракций проппанта. Это не только усложняет процесс производства проппанта, но и неэффективно при его использовании. Кроме того, шихта, заявленная в прототипе, не позволяет увеличить механическую прочность проппанта, т.к. спекающие добавки лишь снижают температуру спекания гранул.The disadvantage of this prototype and previously known inventions is the need to isolate the specified proppant fractions. This not only complicates the proppant production process, but is also ineffective in its use. In addition, the charge declared in the prototype does not allow increasing the mechanical strength of the proppant, because sintering additives only reduce the sintering temperature of the granules.

Шихта для получения полифракционного проппанта, способ его получения и применения при гидроразрыве пласта, описанные в данном изобретении, позволяют устранить недостатки прототипа и приведенных аналогов.The mixture for obtaining a polyfractional proppant, the method for its production and use in hydraulic fracturing, described in this invention, eliminate the disadvantages of the prototype and the above analogs.

Задачей изобретения является получение полифракционного проппанта из шихты, содержащей алюмосиликатное сырье и модифицирующую добавку, упрочняющую структуру обожженных гранул проппанта, увеличение эффективности производства проппанта за счет упрощения технологии его производства при максимальном использовании получаемого продукта и повышение эффективности применения проппанта при добыче нефти и газа методом гидроразрыва пласта за счет максимального заполнения им трещин гидроразрыва.The objective of the invention is to obtain a polyfractional proppant from a charge containing aluminosilicate raw materials and a modifying additive that strengthens the structure of fired proppant granules, to increase the efficiency of proppant production by simplifying its production technology with maximum use of the resulting product and to increase the efficiency of proppant application in oil and gas production by hydraulic fracturing due to the maximum filling of hydraulic fractures with it.

Поставленная задача решается тем, что полифракционный проппант используемый при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта получают в виде гранул с кажущейся плотностью 1,6-3,0 г/см3 и размерами не более 2000 мкм (Dmax) из шихты, включающей предварительно обожженное при 1000-1400°С алюмосиликатное сырье - бокситы, или каолины, или кианиты, или андалузиты, или силлиманиты, и модифицирующую добавку - смесь ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута, содержащего, масс. %: V2O5 – 2,5-22,5; СаО - 7,0-8,0; Al2O3 - 22,0-26,0; SiO2 - 41,0-46,0; MgO - 3,0-4,0; Fe2O3 - 4,0-5,5; С - 0,5-8,0 и низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 530-670°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов, причем количество ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута составляет 15,0-80,0 масс. %, а предварительно термообработанного гидроксида алюминия - остальное. Грануляцию измельченной шихты, содержащей 50,0-95,0 масс. % алюмосиликатного сырья, модифицирующая добавка - остальное, проводят в смесителе-грануляторе при введении связующего - карбометилцеллюлоза, или метилцеллюлоза, или лигносульфаты технические, или силикат натрия, количество которого составляет 10,0-40,0 масс. % от массы шихты. Из высушенных при температуре 150-600°С гранул выделяют фракцию не более 2200 мкм. Высушенные гранулы обжигают при температуре 1000-1450°С, охлаждают и выделяют фракцию не более Dmax - 2000 мкм. Полученный полифракционный проппант в процессе гидроразрыва загружают в бункера для сыпучих материалов, из которых проппант подают при постоянном увеличении размера гранул для смешения с рабочей жидкостью гидроразрыва и заполнения трещин гидроразрыва в породе продуктивных слоев.The problem is solved by the fact that the polyfractional proppant used in the production of oil and gas by hydraulic fracturing is obtained in the form of granules with an apparent density of 1.6-3.0 g / cm3 and dimensions of no more than 2000 microns (D max ) from a mixture that includes a preliminary aluminosilicate raw materials fired at 1000-1400 ° C - bauxites, or kaolins, or kyanites, or andalusites, or sillimanites, and a modifying additive - a mixture of vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil containing, by weight. %: V 2 O 5 - 2.5-22.5; CaO - 7.0-8.0; Al 2 O 3 - 22.0-26.0; SiO 2 - 41.0-46.0; MgO - 3.0-4.0; Fe 2 O 3 - 4.0-5.5; C - 0.5-8.0 and low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 530-670 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions, and the amount of vanadium-containing residue from fuel oil combustion is 15.0- 80.0 mass. %, and pre-heat-treated aluminum hydroxide - the rest. Granulation of the crushed mixture containing 50.0-95.0 mass. % aluminosilicate raw materials, modifying additive - the rest is carried out in a mixer-granulator with the introduction of a binder - carbomethylcellulose, or methylcellulose, or technical lignosulfates, or sodium silicate, the amount of which is 10.0-40.0 wt. % by weight of the charge. A fraction of no more than 2200 microns is isolated from the granules dried at a temperature of 150-600 ° C. The dried granules are fired at a temperature of 1000-1450 ° C, cooled and a fraction of no more than D max - 2000 microns is isolated. The obtained polyfractional proppant in the process of hydraulic fracturing is loaded into bunkers for bulk materials, from which the proppant is fed with a constant increase in the size of the granules for mixing with the hydraulic fracturing fluid and filling hydraulic fractures in the rock of the productive layers.

В соответствии с данным изобретением способ применения полифракционного проппанта возможен в двух вариантах, в зависимости от конструкции бункера.In accordance with this invention, the method of using a polyfraction proppant is possible in two versions, depending on the design of the hopper.

В первом варианте полифракционный проппант разделяют по размерам гранул внутри бункера за счет его вибрации в вертикальной плоскости с вынуждающим усилием 5 кН, что обеспечивает распределение гранул по размеру по вертикали бункера от самых мелких в нижней части до самых крупных в верхней части бункера. После разделения гранул по размеру внутри бункера, его вибрацию прекращают и производят выгрузку сыпучего материала. При таком распределении гранул первоначально выгружают из бункера самый мелкий проппант, постепенно увеличивая его размер по мере выгрузки и смешивания с рабочей жидкостью гидроразрыва. Данный способ применения полифракционного проппанта возможен при равномерной массовой выгрузке гранулированного материала из бункера, у которого внутренний угол конусной части не более 45°. Такая конструкция бункера позволяет избежать перемешивания гранул во время выгрузки, т.е. последовательно послойно проппант выгружается из бункера.In the first variant, the polyfractional proppant is divided according to the size of the granules inside the hopper due to its vibration in the vertical plane with a forcing force of 5 kN, which ensures the distribution of granules in size along the vertical of the hopper from the smallest in the lower part to the largest in the upper part of the hopper. After dividing the granules by size inside the hopper, its vibration is stopped and the bulk material is unloaded. With this distribution of granules, the smallest proppant is initially unloaded from the hopper, gradually increasing in size as it is unloaded and mixed with the hydraulic fracturing fluid. This method of using a polyfraction proppant is possible with a uniform mass discharge of granular material from a hopper, in which the inner angle of the conical part is not more than 45 °. This design of the hopper avoids mixing of the granules during unloading, i.e. sequentially, layer by layer, the proppant is unloaded from the bunker.

Второй вариант способа применения полифракционного проппанта основан на том, что, как экспериментально установлено, при внутреннем угле конусной части бункера более 60°, при выгрузке полифракционного проппанта первоначально выгружается центральная часть содержимого бункера, т.е. образуется воронка. Затем выгружается периферийная часть гранулированного материала. Эмпирически показано /11/, что в процессе загрузки гранул в центральной части бункера накапливаются гранулы меньших размеров, а более крупные гранулы имеют тенденцию скатываться вдоль свободной поверхности и накапливаться в области боковой стенки бункера. Таким образом, при загрузке в бункер происходит сепарация полифракционного проппанта с увеличением размера гранул от центральной (осевой) части бункера к его периферии. При внутреннем угле конусной части бункера 60-150° осуществляется второй вариант применения полифракционного проппанта с выгрузкой без предварительной вибрации бункера.The second variant of the method of using polyfraction proppant is based on the fact that, as experimentally established, when the inner angle of the conical part of the bunker is more than 60 °, when unloading the polyfraction proppant, the central part of the contents of the bunker is initially unloaded, i.e. a funnel is formed. Then the peripheral part of the granular material is discharged. It has been empirically shown / 11 / that in the process of loading granules in the central part of the hopper, granules of smaller sizes accumulate, while larger granules tend to roll along the free surface and accumulate in the area of the side wall of the hopper. Thus, when loading into the bunker, the separation of the polyfractional proppant occurs with an increase in the size of the granules from the central (axial) part of the bunker to its periphery. When the inner angle of the taper part of the hopper is 60-150 °, the second variant of using a polyfraction proppant with unloading without preliminary vibration of the hopper is carried out.

Предложенные варианты способа применения проппанта дают возможность максимально заполнять трещину гидроразрыва, а, следовательно, обеспечить максимальную продуктивность скважины.The proposed options for the proppant application method make it possible to fill the hydraulic fracture as much as possible, and, therefore, to ensure the maximum productivity of the well.

Сегрегация, вызванная вибрацией в гранулированной смеси, известна из ряда научных публикаций. Нет единой теории, объясняющей механизм этого явления и влияния различных факторов на сегрегацию. При вибрации более крупные гранулы поднимаются вверх при одинаковой плотности с другими гранулами. Исследованиями /12, 13/ показано, что явление сегрегации вызвано различными механизмами в пределах различных режимов вибрации. При слабой вибрации сегрегация в основном обусловлена геометрическим эффектом и инерцией. При умеренной вибрации сегрегация может быть значительно усилена с появлением конвекции. Во время вибрации более мелкие гранулы проскальзывают в пустоты, образовавшиеся под более крупными гранулами, механизм (обычно называемый «перколяцией» или «фильтрацией»), производящий восходящие движения более крупных гранул. На высоких частотах вибрации возникает псевдоожижение гранулированного материала, что может нарушить сегрегацию, образованную умеренной вибрацией. Как правило, экспериментально определяют, при какой вибрации наиболее эффективно разделение гранулированного материала по размерам частиц. Параметры вибрации зависят от массы гранулированного материала, удельной плотности гранул, размеров и формы емкости (бункера), гранулометрического состава полифракционного гранулята.Segregation caused by vibration in a granular mixture is known from a number of scientific publications. There is no unified theory explaining the mechanism of this phenomenon and the influence of various factors on segregation. When vibrated, larger granules rise upward at the same density as other granules. Studies / 12, 13 / have shown that the segregation phenomenon is caused by various mechanisms within different vibration modes. With low vibration, segregation is mainly due to geometric effect and inertia. At moderate vibration, segregation can be greatly enhanced by convection. During vibration, the smaller granules slide into the voids formed under the larger granules, a mechanism (commonly referred to as "percolation" or "filtration") that produces the upward movement of the larger granules. At high vibration frequencies, the granular material is fluidized, which can disrupt the segregation generated by moderate vibration. As a rule, it is experimentally determined at what vibration the most effective separation of the granular material by particle size. Vibration parameters depend on the mass of the granular material, the specific gravity of the granules, the size and shape of the container (hopper), and the granulometric composition of the polyfractional granulate.

Сегрегация гранулированного материала происходит и при центрическом заполнении бункера. Теоретическими расчетами показано, а экспериментально подтверждено /14, 15/, что при заполнении гранулированным порошком с различными размерами гранул бункера в центральной части емкости накапливаются гранулы меньших размеров, а более крупные гранулы располагаются вблизи стенок бункера.The segregation of granular material also occurs during centric filling of the hopper. It has been shown by theoretical calculations, and experimentally confirmed / 14, 15 /, that when filling the hopper with granular powder with different sizes of granules, granules of smaller sizes accumulate in the central part of the tank, and larger granules are located near the walls of the hopper.

Многостадийный гидроразрыв пласта (МГРП) - одна из самых передовых технологий в нефтяной отрасли, наиболее эффективен для горизонтальных скважин. Отличие МГРП от 1-стадийного ГРП в том, что проводятся поочередно, цикл за циклом, несколько гидроразрывов пласта. Каждая стадия представляет собой один законченный ГРП. Гидроразрыв пласта включает создание и расширение трещины в пласте и закачку в трещину расклинивающего агента (проппанта) для образования высокопроводящей проппантной упаковки, через которую осуществляется приток добываемой жидкости в ствол скважины. Интервалы гидроразрыва пласта в скважине отделяются друг от друга изолирующими механическими приспособлениями, например, изолирующей пакер-пробкой. При гидроразрыве пласта в породе образуется огромная сеть трещин различных размеров - от нескольких сантиметров до наноразмерных многочисленных капилляров. Как правило, размер трещины (ее ширина) уменьшается по мере удаления от скважины. Для эффективной работы скважины необходимо максимально полностью заполнить трещины гидроразрыва проппантом, чтобы удержать их от сжатия и создать высокую проницаемость углеводородов.Multi-stage hydraulic fracturing (MSHF) is one of the most advanced technologies in the oil industry, most effective for horizontal wells. The difference between multi-stage hydraulic fracturing and 1-stage hydraulic fracturing is that it is carried out alternately, cycle by cycle, several hydraulic fracturing of the formation. Each stage represents one completed hydraulic fracturing. Hydraulic fracturing involves creating and expanding a fracture in the formation and injecting a proppant (proppant) into the fracture to form a highly conductive proppant pack through which the produced fluid flows into the wellbore. The fracture intervals in the well are separated from each other by isolating mechanical devices, for example, an isolating packer plug. During hydraulic fracturing, a huge network of fractures of various sizes is formed in the rock - from several centimeters to numerous nanosized capillaries. Typically, the fracture size (width) decreases with distance from the wellbore. For effective well operation, it is necessary to fill the fractures with proppant as much as possible in order to keep them from compression and create high permeability of hydrocarbons.

Размер применяемого проппанта зависит от размера и профиля трещины ГРП, пластового давления и многих других факторов. Вначале подают с рабочей жидкостью мелкую фракцию /рис 1(1)/, для заполнения наиболее узких участков трещины, которые представляют собой самые удаленные от ствола скважины участки трещины, затем более крупную фракцию, и заканчивают стадию гидроразрыва заполнением самой широкой части трещины наиболее крупной фракцией проппанта /рис 1(2)/.The size of the proppant used depends on the size and profile of the hydraulic fracture, reservoir pressure and many other factors. First, a fine fraction is fed with the working fluid / Fig. 1 (1) /, to fill the narrowest sections of the crack, which are the sections of the crack farthest from the wellbore, then a larger fraction, and the stage of hydraulic fracturing is completed by filling the widest part of the crack with the largest fraction proppant / Fig. 1 (2) /.

Выделение товарных фракций проппанта, полученного грануляцией в высокоскоростном смесителе-грануляторе, требует проведения трудоемкой технологической операции - рассева полученных гранул на сетках с заданными размерами. При этом значительная часть (иногда более 50,0 масс. %) полученных гранул, размеры которых не соответствуют требуемым фракциям, возвращается в начало технологического цикла - помол и грануляцию. Это существенно снижает производительность и эффективность процесса, увеличивая себестоимость проппанта.Isolation of commercial proppant fractions obtained by granulation in a high-speed mixer-granulator requires a laborious technological operation - screening of the obtained granules on meshes with specified dimensions. In this case, a significant part (sometimes more than 50.0 wt.%) Of the obtained granules, the sizes of which do not correspond to the required fractions, returns to the beginning of the technological cycle - grinding and granulation. This significantly reduces the productivity and efficiency of the process, increasing the cost of the proppant.

Для проведения одной стадии гидроразрыва проппант из специальной емкости-накопителя подается для смешения с рабочей гелеобразной жидкостью. Теоретически количество интервалов в горизонтальных скважинах может исчисляться десятками, но при разработке месторождений в Западной Сибири обычно используются от трех до семи интервалов, которые позволяют создать систему высокопроводящих трещин, существенно интенсифицируя нефтеотдачу скважины.For one stage of hydraulic fracturing, proppant is fed from a special storage tank for mixing with a working gel-like fluid. Theoretically, the number of intervals in horizontal wells can be in the tens, but when developing fields in Western Siberia, usually three to seven intervals are used, which allow creating a system of highly conductive fractures, significantly intensifying the oil recovery of the well.

Нами впервые предложено использовать при ГРП не отдельные товарные фракции проппанта, а полифракционный проппант, который непосредственно перед закачкой в скважину подается в бункера, из которых он высыпается для смешения с рабочей жидкостью таким образом, что по мере высыпания проппанта из бункеров увеличиваются размеры его гранул от минимального (Dmin) до максимального (Dmax). Данное техническое решение позволяет увеличить производительность оборудования для производства керамического проппанта и увеличить эффективность его применения за счет максимального заполнения трещин гидроразрыва проппантом.For the first time, we proposed to use during hydraulic fracturing not separate commercial proppant fractions, but polyfractional proppant, which immediately before injection into the well is fed into bunkers, from which it is poured out for mixing with the working fluid in such a way that as the proppant is poured out of the bins, the size of its granules increases from minimum (D min ) to maximum (D max ). This technical solution allows to increase the productivity of equipment for the production of ceramic proppant and to increase the efficiency of its application due to the maximum filling of hydraulic fractures with proppant.

В изобретении рассмотрены два варианта выгрузки из бункера полифракционного проппанта, при которых в процессе выгрузки проппанта постоянно увеличиваются размеры выгружаемых гранул. Это обусловлено, в основном, различиями в конструкции бункеров.The invention considers two options for unloading polyfractional proppant from the bunker, in which, in the process of unloading the proppant, the size of the unloaded granules is constantly increasing. This is mainly due to differences in bunker design.

Эксперименты по изучению механического поведения гранулированного материала показали, что при внутреннем угле воронки бункера до 45° векторы скорости имеют вертикальное направление, вниз вдоль направления гравитации. Пространственное распределение профиля скорости показывает, что все частицы внутри бункера находятся в непрерывном движении вертикально вниз, сохраняя горизонтальное распределение гранул. Увеличение внутреннего угла воронки бункера изменило тенденцию от массового потока вертикально вниз к типу потока с образованием воронки, т.е. первоначально происходит движение вниз гранул над выпускным отверстием бункера и образование воронки вдоль вертикальной оси. На втором этапе выгрузки начинается движение гранул примыкающих к периферии бункера. /16, 17/. На рис. 2 представлено схематическое изображение массового равномерного потока гранулированного материала (а) и воронкообразного потока (б).Experiments on the study of the mechanical behavior of the granular material have shown that at an internal angle of the hopper funnel of up to 45 °, the velocity vectors have a vertical direction, downward along the direction of gravity. The spatial distribution of the velocity profile shows that all particles inside the hopper are in continuous motion vertically downward, maintaining the horizontal distribution of the granules. Increasing the inside angle of the hopper funnel changed the trend from vertical downward mass flow to a funnel-forming flow type, i.e. initially there is a downward movement of the pellets over the hopper outlet and the formation of a funnel along the vertical axis. At the second stage of unloading, the movement of granules adjacent to the periphery of the hopper begins. / 16, 17 /. In fig. 2 shows a schematic representation of a uniform mass flow of granular material (a) and funnel-shaped flow (b).

Исходя из экспериментальных данных, нами предложено использовать два варианта применения полифракционного проппанта: 1 - выгрузка из бункеров с предварительной их вибрацией, имеющих внутренний угол конусного накопителя не более 45°; 2 - выгрузка из бункеров с внутренним углом их конусного накопителя 60-150°, которые не подвергают вибрации.Based on the experimental data, we proposed to use two options for the use of polyfraction proppant: 1 - unloading from bunkers with their preliminary vibration, having an internal angle of the cone storage no more than 45 °; 2 - unloading from bunkers with an internal angle of their cone storage of 60-150 °, which do not subject to vibration.

Установлено, что в качестве вибраторов для бункеров с проппантом весом до 10000 кг могут использоваться 2 электрических вибратора (работающих от электрической сети 380 В или 220 В) со скоростью вращения 3000 об/мин. Данные вибраторы способны обеспечить сегрегацию сферических гранул в течение 5-10 мин, после чего выгружается проппант от минимальных размеров (Dmin) в начале выгрузки, до максимальных (Dmax) - в конце. Вынуждающая сила, которую необходимо прилагать к материалу в бункерах, как показывает опыт, обычно составляет от 1/20 до 1/10 веса материала в конусном сечении бункера. Предложенные вибраторы, создающие усилие 2,5 кН, пригодны для бункера с конусным сечением, вмещающим до 10000 кг проппанта. Установка двух вибраторов, создающих в сумме вынуждающую силу вибрации 5,0 кН, обеспечивает надежное управление сепарацией за счет избыточной вынуждающей силы. Вибраторы устанавливают на бункер на швеллере длиной 50-150 см. Расстояние между краями швеллера и горизонтальными поверхностями конической части бункера, элементами жесткости должно равняться как минимум 20 см. При установке 2 вибраторов второй монтируют диаметрально противоположно первому, при установке нескольких вибраторов, вибродвигатели устанавливаются на разной высоте на расстоянии как минимум 100 мм (по вертикали) друг от друга. На рис. 3 показана схема установки вибратора.It has been established that 2 electric vibrators (powered by a 380 V or 220 V electric network) with a rotation speed of 3000 rpm can be used as vibrators for bunkers with proppant weighing up to 10,000 kg. These vibrators are capable of providing segregation of spherical granules for 5-10 minutes, after which the proppant is unloaded from the minimum size (D min ) at the beginning of unloading, to the maximum size (D max ) at the end. The driving force that must be applied to the material in the hoppers, as experience shows, is usually from 1/20 to 1/10 of the weight of the material in the conical section of the hopper. The proposed vibrators, creating a force of 2.5 kN, are suitable for a hopper with a tapered section, containing up to 10,000 kg of proppant. The installation of two vibrators, creating a total of 5.0 kN forcing vibration force, ensures reliable separation control due to the excessive driving force. The vibrators are installed on the hopper on a channel 50-150 cm long.The distance between the edges of the channel and the horizontal surfaces of the conical part of the hopper, the stiffeners should be at least 20 cm.When installing 2 vibrators, the second one is mounted diametrically opposite to the first, when installing several vibrators, the vibration motors are installed on different heights at a distance of at least 100 mm (vertically) from each other. In fig. 3 shows a diagram of the vibrator installation.

Количество бункеров при многостадийном гидроразрыве определяется расчетным количеством требуемого проппанта. Как правило, на одну стадию гидроразрыва расходуется до 10 тонн проппанта /18/, который подается из бункера для смешивания с жидкостью гидроразрыва. На следующем этапе ГРП используется проппант из другого бункера. Учитывая, что время проведения одной стадии гидроразрыва обычно составляет до 2 часов /18/, достаточно 4-5 бункеров для непрерывного обеспечения проппантом многостадийного гидроразрыва пласта. Если на одну стадию ГРП предполагается расход проппанта более 10 тонн, одновременно используют два или более бункеров.The number of bins for multistage hydraulic fracturing is determined by the calculated amount of the required proppant. As a rule, one stage of fracturing consumes up to 10 tons of proppant / 18 /, which is supplied from the hopper for mixing with the fracturing fluid. The next stage of hydraulic fracturing uses proppant from another bin. Considering that the time for one stage of hydraulic fracturing is usually up to 2 hours / 18 /, 4-5 bins are enough to continuously provide multi-stage hydraulic fracturing with proppant. If proppant consumption is expected to exceed 10 tons at one stage of hydraulic fracturing, two or more bunkers are used simultaneously.

При получении полифракционного проппанта в качестве исходного сырья используют алюмосиликатное сырье - бокситы, или каолины, или кианиты, или андалузиты, или силлиманиты. Эти виды минерального сырья позволяют получать прочный проппант муллито-корундовой структуры пригодный для любых условий залегания месторождений углеводородов.When obtaining a polyfraction proppant, aluminosilicate raw materials are used as a raw material - bauxite, or kaolin, or kyanite, or andalusite, or sillimanite. These types of mineral raw materials make it possible to obtain a durable proppant of mullite-corundum structure suitable for any conditions of occurrence of hydrocarbon deposits.

Использование в шихте для получения полифракционного проппанта модифицирующей добавки - смеси ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута, содержащего, масс. %: V2O5 – 2,5-22,5; СаО - 7,0-8,0; Al2O3 - 22,0-26,0; SiO2 - 41,0-46,0; MgO - 3,0-4,0; Fe2O3 - 4,0-5,5; С - 0,5-8,0, и низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 530-670°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов, позволило снизить температуру спекания при обжиге проппанта и увеличить его механическую прочность при уменьшении кажущейся плотности.The use of a modifying additive in a charge to obtain a polyfraction proppant - a mixture of a vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil containing, wt. %: V 2 O 5 - 2.5-22.5; CaO - 7.0-8.0; Al 2 O 3 - 22.0-26.0; SiO 2 - 41.0-46.0; MgO - 3.0-4.0; Fe 2 O 3 - 4.0-5.5; C - 0.5-8.0, and low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 530-670 ° C of aluminum hydroxide, isolated by carbonization of aluminate solutions, made it possible to reduce the sintering temperature during firing proppant and increase its mechanical strength with a decrease in apparent density.

Исследованиями влияния пентаоксида ванадия на формирование кристаллической структуры алюмосиликатов установлено, что V2O5 при спекании ускоряет процесс образования игольчатого муллита, увеличивая механическую прочность при высокой пористости керамического изделия.Studies of the effect of vanadium pentoxide on the formation of the crystal structure of aluminosilicates have established that V 2 O 5 during sintering accelerates the formation of acicular mullite, increasing the mechanical strength at high porosity of the ceramic product.

Нами впервые показана возможность применения остатка от сжигания мазута, обогащенного пентаоксидом ванадия, для получения керамического проппанта. Остатки от сжигания мазута, используемого в качестве жидкого топлива на тепловых электростанциях, могут содержать V2O5 в количестве до 30 масс. %, что во много раз превышает его содержание в рудах. Так, в добываемых ежегодно 300 млн. тоннах тюменской нефти содержится около 4200 тонн ванадия. При сжигании мазута концентрация ванадия в остатке возрастает в 100-1000 раз /19/.We have shown for the first time the possibility of using the residue from the combustion of fuel oil enriched with vanadium pentoxide to obtain a ceramic proppant. Residues from the combustion of fuel oil used as liquid fuel in thermal power plants may contain V 2 O 5 in an amount of up to 30 wt. %, which is many times higher than its content in ores. Thus, the annually produced 300 million tons of Tyumen oil contain about 4200 tons of vanadium. When fuel oil is burned, the concentration of vanadium in the residue increases 100-1000 times / 19 /.

В России накопленные продукты сжигания мазута, содержащие от 1 до 20 масс. % V2O5, составляют более 100 млн.т. Остатки от сжигания мазута по содержанию V2O5 условно подразделяются на две основные группы: до 10 масс. % V2O5 - бедные, свыше 10 масс. % V2O5 - богатые. Усредненный химический состав остатков от сжигания мазута содержит, масс. %: V2O5 - 1,5-50; Na2O - 1-9; CaO - 0,8-30; MgO - 2,5-10; NiO - 1-10,2; Fe2O3 - 4,0-48; SiO2 - 10-20 /20/.In Russia, the accumulated products of fuel oil combustion, containing from 1 to 20 wt. % V 2 O 5 , are more than 100 million tons. Residues from fuel oil combustion by V 2 O 5 content are conventionally divided into two main groups: up to 10 wt. % V 2 O 5 - poor, over 10 wt. % V 2 O 5 - rich. The average chemical composition of residues from fuel oil combustion contains, wt. %: V 2 O 5 - 1.5-50; Na 2 O - 1-9; CaO - 0.8-30; MgO - 2.5-10; NiO 1-10.2; Fe 2 O 3 - 4.0-48; SiO 2 - 10-20 / 20 /.

Мазут в качестве основного топлива многие годы использовали Мурманская ТЭЦ, Светловская ГРЭС-2, Ярославская ТЭЦ-3, Ново-Стерлитамакская ТЭЦ и др. В настоящее время на большинстве этих электростанций в качестве основного топлива используют газ, а мазут остается в качестве резервного топлива, но шламовые поля с накопившимися остатками от сжигания мазута остались нетронутыми. В Белоруссии также накоплены огромные отвалы техногенных отходов от сжигания мазута, например, Полоцкой ТЭЦ. Шламовые поля, состоящие из отходов от сжигания мазута, загрязняют окружающую среду.For many years, fuel oil has been used as the main fuel by the Murmanskaya CHPP, Svetlovskaya GRES-2, Yaroslavskaya CHPP-3, Novo-Sterlitamakskaya CHPP, etc. At present, most of these power plants use gas as the main fuel, while mazut remains as a backup fuel. but the sludge fields with accumulated residues from fuel oil combustion remained untouched. In Belarus, there are also huge dumps of technogenic waste from burning fuel oil, for example, the Polotsk CHPP. Sludge fields, consisting of waste from fuel oil combustion, pollute the environment.

Остаток от сжигания мазута Ново-Стерлитамакской ТЭЦ, который использовали для получения полифракционного проппанта содержал, масс. %: V2O5 - 16,5; Al2O3 -23,8; SiO2 - 41,0; CaO - 7,8; MgO - 3,4; Fe2O3 - 4,7; С - 2,4; остаток от сжигания мазута Полоцкой ТЭЦ содержал, масс. %: V2O5 - 4,56; Al2O3 - 25,94; SiO2 - 46,0; CaO - 7,9; MgO - 3,8; Fe2O3 - 5,2; C - 6,4.The residue from the combustion of fuel oil from the Novo-Sterlitamakskaya CHPP, which was used to obtain a polyfraction proppant, contained, wt. %: V 2 O 5 - 16.5; Al 2 O 3 -23.8; SiO 2 - 41.0; CaO 7.8; MgO 3.4; Fe 2 O 3 - 4.7; C - 2.4; the residue from the combustion of fuel oil at the Polotsk CHPP contained, wt. %: V 2 O 5 - 4.56; Al 2 O 3 - 25.94; SiO 2 - 46.0; CaO 7.9; MgO 3.8; Fe 2 O 3 - 5.2; C - 6.4.

Использование в модифицирующей добавке низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 530-670°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов, позволяет увеличить содержание муллита и корунда в кристаллической решетке спеченных гранул за счет введения дополнительного количества оксида алюминия, который отличается высокой химической активностью. Смесь активной низкотемпературной формы оксида алюминия γ-Al2O3 с ванадийсодержащими отходами значительно усиливает действие каждого отдельного компонента модифицирующей добавки при обжиге гранул из алюмосиликатного сырья.The use in the modifying additive of a low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 530-670 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions, makes it possible to increase the content of mullite and corundum in the crystal lattice of sintered granules due to the introduction of an additional amount of aluminum oxide , which is highly reactive. A mixture of the active low-temperature form of aluminum oxide γ-Al 2 O 3 with vanadium-containing waste significantly enhances the effect of each individual component of the modifying additive when firing granules from aluminosilicate raw materials.

Для получения полифракционного проппанта в соответствии с данным изобретением использовали гидроксид алюминия марки ГД-12 ТУ 1711-001-00658716-99 производства Бокситогорского глиноземного завода. Выделенный при разложении алюминатных растворов методом карбонизации, применяемым в производстве глинозема, гидроксид алюминия содержал, масс. %: Al(ООН) - 99,5; SiO2 - 0,08, Fe2O3 - 0,02, Na2O+K2O - 0,4.To obtain a polyfractional proppant in accordance with this invention, aluminum hydroxide grade GD-12 TU 1711-001-00658716-99 produced by the Boksitogorsk alumina refinery was used. Allocated during the decomposition of aluminate solutions by the carbonization method used in the production of alumina, aluminum hydroxide contained, wt. %: Al (UN) - 99.5; SiO 2 - 0.08, Fe 2 O 3 - 0.02, Na 2 O + K 2 O - 0.4.

В отличие от гидроксида алюминия гиббситовой структуры, полученного по способу Байера декомпозицией алюминатных растворов, при карбонизации алюминатных растворов образуется моногидрат оксида алюминия Al(ООН) - бемит. При температуре 530-670°С бемит переходит в фазу γ-Al2O3 - низкотемпературную форму химически активного глинозема. В интервале температур 1010-1190°С γ-Al2O3 переходит в фазы δ-γ-Al2O3 и θ-Al2O3, которые также химически активны, в отличие от фазовой модификации α-Al2O3 /21/.In contrast to aluminum hydroxide of gibbsite structure, obtained by the Bayer method by decomposition of aluminate solutions, during carbonization of aluminate solutions, monohydrate of aluminum oxide Al (UN) - boehmite is formed. At a temperature of 530-670 ° C, boehmite passes into the γ-Al 2 O 3 phase - a low-temperature form of reactive alumina. In the temperature range 1010-1190 ° С γ-Al 2 O 3 passes into the phases δ-γ-Al 2 O 3 and θ-Al 2 O 3 , which are also chemically active, in contrast to the phase modification of α-Al 2 O 3 / 21 /.

Свойства низкотемпературных модификаций оксида алюминия в значительной степени определяются свойствами гидроксидов-предшественников. Структура бемита имеет принципиальное отличие от структур тригидроксидов алюминия. Краевые анионы кислорода кристаллической решетки бемита способны к компенсации избыточного отрицательного заряда, что является причиной образования активных кислотных центров низкотемпературной формы γ-Al2O3 /22/.The properties of low-temperature modifications of aluminum oxide are largely determined by the properties of precursor hydroxides. The structure of boehmite is fundamentally different from the structures of aluminum trihydroxides. Boundary lattice oxygen anions capable of boehmite compensate the excess negative charge, which is responsible for the formation of acid sites the low temperature form γ-Al 2 O 3/22 /.

Химическая активность γ-Al2O3 обусловлена наличием кислотных центров (Al3+), т.е. ионов, способных отдавать протон или принимать электронную пару. Установлено, что концентрация кислотных центров зависит от условий дегидратации гидроксида алюминия и максимальна при максимальной скорости дегидратации, которая наблюдается при карбонизации алюминатных растворов. Наличие кислотных центров на поверхности γ-Al2O3 является фундаментальным понятием гетерогенного катализа.The chemical activity of γ-Al 2 O 3 is due to the presence of acid sites (Al 3+ ), i.e. ions capable of donating a proton or accepting an electron pair. It was found that the concentration of acid sites depends on the conditions of dehydration of aluminum hydroxide and is maximum at the maximum rate of dehydration, which is observed during carbonization of aluminate solutions. The presence of acid sites on the surface of γ-Al 2 O 3 is a fundamental concept of heterogeneous catalysis.

Высокая химическая активность γ-Al2O3 в присутствии V2O5 ускоряет образование игольчатого муллита в процессе спекания при обжиге высушенных гранул, что увеличивает механическую прочность кристаллической структуры получаемого полифракционного проппанта.The high reactivity of γ-Al 2 O 3 in the presence of V 2 O 5 accelerates the formation of acicular mullite during sintering during firing of dried granules, which increases the mechanical strength of the crystal structure of the obtained polyfraction proppant.

Для получения гранул требуются связующие, которые обладают высокими адгезионными свойствами по отношению к алюмосиликатным источникам сырья. Нами использованы наиболее доступные и обладающие высокими адгезионными свойствами 3-5% водные растворы карбометилцеллюлозы, метилцеллюлозы, лигносульфатов технических, силиката натрия. Все перечисленные связующие при растворении в воде образуют золь-гель растворы, которые содержат во взвешенном состоянии наночастицы, обладающие высокой поверхностной энергией. Обволакивая частицы измельченного алюмосиликатного сырья, связующее создает условия для возникновения прочных связей между этими частицами. Механизм действия всех предлагаемых в данной заявке связующих одинаков и достаточно близки технические результаты их применения.To obtain granules, binders are required that have high adhesion properties with respect to aluminosilicate sources of raw materials. We have used the most accessible and highly adhesive 3-5% aqueous solutions of carbomethylcellulose, methylcellulose, technical lignosulfates, sodium silicate. All of the above binders, when dissolved in water, form sol-gel solutions that contain nanoparticles in suspension with high surface energy. Enveloping the particles of crushed aluminosilicate raw materials, the binder creates conditions for the formation of strong bonds between these particles. The mechanism of action of all binders proposed in this application is the same and the technical results of their application are quite similar.

Полифракционный проппант получали в высокоскоростном смесителе-грануляторе с центральной роторной мешалкой. Грануляцию проводили по технологии в соответствии с патентом /23/. Изменяя режим грануляции можно изменять содержание мелкой и крупной фракции в получаемом полифракционном проппанте, что необходимо учитывать при потребительском спросе. Например, при добыче углеводородов в плотных, трудновскрываемых сланцевых породах, как правило, образуется большое количество узких трещин гидроразрыва. В данном случае товарный полифракционный проппант должен содержать больше мелких гранул - фракция с размерами гранул менее 212 мкм - до 50 масс. %, чем при использовании проппанта при гидроразрыве в легко вскрываемых продуктивных породах, где образуются более широкие трещины, и требуется больше крупных гранул - содержание фракции с размерами гранул более 425 мкм - до 70 масс. %.The polyfractional proppant was obtained in a high-speed mixer-granulator with a central rotor mixer. Granulation was carried out according to the technology in accordance with the patent / 23 /. By changing the granulation mode, you can change the content of fine and coarse fractions in the resulting polyfraction proppant, which must be taken into account in consumer demand. For example, when producing hydrocarbons in tight, difficult-to-break shale formations, as a rule, a large number of narrow hydraulic fractures are formed. In this case, a commercial polyfraction proppant should contain more small granules - a fraction with a granule size of less than 212 microns - up to 50 wt. % than when using a proppant for hydraulic fracturing in easily opened productive rocks, where wider fractures are formed, and more large granules are required - the content of a fraction with a granule size of more than 425 microns is up to 70 wt. %.

Преимущество предлагаемого полифракционного проппанта, способа его получения и применения в том, что при получении такого проппанта товарным продуктом является весь полученный гранулированный проппант за исключением гранул, размер которых превышает Dmax, а при применении полифракционного проппанта создаются условия максимального заполнения трещин гидроразрыва пласта, что увеличивает продуктивность скважин.The advantage of the proposed polyfractional proppant, the method of its production and use is that when obtaining such a proppant, the commercial product is the entire obtained granular proppant, with the exception of granules whose size exceeds D max , and when using a polyfraction proppant, conditions for maximum filling of hydraulic fracturing fractures are created, which increases well productivity.

На фиг. 1 - схематическое изображение сети трещин при многостадийном ГРП. 1 - самый мелкий проппант у истоков трещин, 2 - самый крупный проппант в устье трещин (у ствола скважины). На фиг. 2 - схематическое изображение массового равномерного потока гранулированного материала (а) и воронкообразного потока (б). На фиг. 3 - схема установки вибратора. На фиг. 4 - схема экспериментальных установок для изучения распределения гранулированного материала в бункерах с внутренним углом конусного накопителя не более 45° (а) и внутренним углом 60-150° (б).FIG. 1 is a schematic representation of a fracture network in multistage hydraulic fracturing. 1 - the smallest proppant at the fracture origins, 2 - the largest proppant at the fracture mouth (near the wellbore). FIG. 2 is a schematic representation of a uniform mass flow of granular material (a) and a funnel-shaped flow (b). FIG. 3 is a diagram of the vibrator installation. FIG. 4 is a diagram of experimental installations for studying the distribution of granular material in bunkers with an internal angle of the cone storage not more than 45 ° (a) and an internal angle of 60-150 ° (b).

Ниже приведены примеры, которыми подтверждаются, но не исчерпываются возможности реализации данного изобретения. При определении механической прочности полученного полифракционного проппанта выделяли фракцию 425-850 мкм (таблица 1). В таблице 1 приведено сравнение свойств проппанта, полученного в соответствии с данным изобретением (пример 5), со свойством проппанта, полученного в соответствии с прототипом (пример 3, таблица прототипа). В обоих примерах проппант содержит в качестве основного компонента предварительно термообработанный андалузит. Распределение гранул при выгрузке полифракционного проппанта изучали используя цилиндрические емкости объемом 5000 см3, диаметром цилиндра 20 см и диаметром отверстия для выгрузки 4 см (рис. 4) с различными внутренними углами конусного накопителя, при этом перед выгрузкой из емкости с внутренним углом конусного накопителя не более 45°, установленной на вибростоле вертикальной вибрации ВВС(Б)-04, проводили вибрацию в вертикальной плоскости в течение 5 мин. Во время выгрузки полифракционного проппанта, которое составляло 45-50 сек, отбирали пробы через равные промежутки времени и определяли содержание основной фракции в пробе (таблица 2).Below are examples that confirm, but do not exhaust the possibilities of implementing the present invention. When determining the mechanical strength of the obtained polyfractional proppant, a fraction of 425-850 μm was isolated (Table 1). Table 1 shows a comparison of the properties of the proppant obtained in accordance with this invention (example 5), with the property of the proppant obtained in accordance with the prototype (example 3, table of the prototype). In both examples, the proppant contains pre-heat treated andalusite as the main component. The distribution of granules during the unloading of polyfractional proppant was studied using cylindrical containers with a volume of 5000 cm 3 , a cylinder diameter of 20 cm and a hole diameter for unloading 4 cm (Fig. 4) with different internal angles of the cone accumulator; more than 45 °, installed on the vibrating table of vertical vibration VVS (B) -04, vibrated in the vertical plane for 5 minutes. During the unloading of the polyfractional proppant, which was 45-50 seconds, samples were taken at regular intervals and the content of the main fraction in the sample was determined (Table 2).

Пример 1. Шихта для получения полифракционного проппанта в количестве 2000 г содержит в качестве алюмосиликатного сырья обожженный при 1300°С боксит в количестве 1600 г, следующего состава (мас. %): Al2O3 - 71,1; SiO2 - 21,9; Fe2O3 -3,9; TiO2 - 0,9; CaO+MgO - 1,2; K2O+Na2O - 1,0 и модифицирующую добавку в количестве 400 г. Модифицирующая добавка состоит из 200 г ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута Ново-Стерлитамакской ТЭЦ, включающего, масс. %: V2O5 -16,5; Al2O3 - 23,8; SiO2 - 41,0; CaO - 7,8; MgO - 3,4; Fe2O3 - 4,7; С - 2,4 и 200 г низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 650°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов. Шихту измельчают до среднего размера частиц не более 5 мкм. Грануляцию измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich-02 при добавлении связующего - 3-% водного раствора карбометилцеллюлозы в количестве 400 г. Полученные гранулы сушат при температуре 300°С. При рассеве высушенных гранул выделяют фракцию не более 2200 мкм. Обжиг высушенных гранул осуществляют при 1400°С. Для получения товарной фракции полифракционного проппанта выделяют гранулы с размерами не более 2000 мкм. Распределение полученного полифракционного проппанта по размерам гранул при выгрузке из цилиндрической емкости определяют при использовании цилиндрических емкостей объемом 5000 см3 с внутренними углами конусного накопителя 30° и 90°. В первом варианте емкость подвергают вибрации в вертикальной плоскости в течении 5 мин.Example 1. A charge for obtaining a polyfractional proppant in an amount of 2000 g contains bauxite fired at 1300 ° C as an aluminosilicate raw material in an amount of 1600 g, the following composition (wt.%): Al 2 O 3 - 71.1; SiO 2 21.9; Fe 2 O 3 -3.9; TiO 2 0.9; CaO + MgO - 1.2; K 2 O + Na 2 O - 1.0 and a modifying additive in the amount of 400 g. The modifying additive consists of 200 g of vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil from the Novo-Sterlitamak TPP, including, mass. %: V 2 O 5 -16.5; Al 2 O 3 - 23.8; SiO 2 - 41.0; CaO 7.8; MgO 3.4; Fe 2 O 3 - 4.7; C - 2.4 and 200 g of a low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 650 ° C of aluminum hydroxide, isolated by carbonization of aluminate solutions. The charge is crushed to an average particle size of not more than 5 microns. Granulation of the crushed mixture is carried out in an Eirich-02 mixer-granulator with the addition of a binder - a 3% aqueous solution of carbomethylcellulose in an amount of 400 g. The resulting granules are dried at a temperature of 300 ° C. When sieving the dried granules, a fraction of no more than 2200 microns is isolated. Firing of the dried granules is carried out at 1400 ° C. To obtain a commercial fraction of a polyfractional proppant, granules with a size of not more than 2000 microns are isolated. The distribution of the obtained polyfractional proppant by the size of the granules when unloading from a cylindrical container is determined using cylindrical containers with a volume of 5000 cm 3 with internal angles of the cone accumulator of 30 ° and 90 °. In the first variant, the container is subjected to vibration in the vertical plane for 5 minutes.

Пример 2. Шихта для получения полифракционного проппанта по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатного сырья обожженный при 1000°С каолин в количестве 1800 г, содержащий, (мас. %): Al2O3 - 42,37; Fe2O3 -3,08; SiO2 - 51,35; TiO2 - 2,22; CaO+MgO - 0,43; K2O+Na2O - 0,55 и модифицирующую добавку в количестве 200 г. Модифицирующая добавка состоит из 30 г ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута Ново-Стерлитамакской ТЭЦ и 170 г низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 530°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов. Грануляцию измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich-02 при добавлении связующего - 5-% водного раствора метилцеллюлозы в количестве 800 г. Полученные гранулы сушат при температуре 150°С. При рассеве высушенных гранул выделяют фракцию не более 1300 мкм. Обжиг высушенных гранул осуществляют при 1000°С. Для получения товарной фракции полифракционного проппанта выделяют гранулы с размерами не более 1180 мкм. Распределение полученного полифракционного проппанта по размерам гранул при выгрузке из цилиндрических емкостей с различными внутренними углами конусного накопителя определяют при внутренних углах конусного накопителя 45° и 60°.Example 2. A mixture for obtaining a polyfractional proppant according to claim 1, characterized in that it contains, as aluminosilicate raw material, kaolin fired at 1000 ° C in an amount of 1800 g, containing (wt%): Al 2 O 3 - 42.37 ; Fe 2 O 3 -3.08; SiO 2 - 51.35; TiO 2 2.22; CaO + MgO - 0.43; K 2 O + Na 2 O - 0.55, and a builder in an amount of 200 g modifying agent consists of 30 g of vanadium-containing residue from combustion of fuel oil Novo Sterlitamakskaya CHP and 170 grams of the low-temperature transition alumina - γ-Al 2 O 3 obtained heat treatment at 530 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions. The granulation of the crushed mixture is carried out in an Eirich-02 mixer-granulator with the addition of a binder - a 5% aqueous solution of methylcellulose in an amount of 800 g. The resulting granules are dried at a temperature of 150 ° C. When sieving the dried granules, a fraction of not more than 1300 microns is isolated. Firing of the dried granules is carried out at 1000 ° C. To obtain a commercial fraction of a polyfraction proppant, granules with a size of no more than 1180 microns are isolated. The distribution of the obtained polyfractional proppant by the size of the granules when unloading from cylindrical containers with different internal angles of the cone accumulator is determined at the internal angles of the cone accumulator of 45 ° and 60 °.

Пример 3. Шихта для получения полифракционного проппанта по п. 2, отличающаяся тем грануляцию измельченной шихты проводят при добавлении 3-% водного раствора метилцеллюлозы в количестве 400 г. Example 3. A mixture for obtaining a polyfractional proppant according to claim 2, characterized in that the granulation of the crushed mixture is carried out by adding a 3% aqueous solution of methylcellulose in an amount of 400 g.

Пример 4. Шихта для получения полифракционного проппанта по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатного сырья обожженные при 1400°С кианиты в количестве 1900 г, содержащие, мас. %: Al2O3 - 62,25; SiO2 - 37,59; CaO - 0,07; K2O - 0,09 и модифицирующую добавку в количестве 100 г. Модифицирующая состоит из 80 г ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута Ново-Стерлитамакской ТЭЦ и 20 г низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 670°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов. Грануляцию измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich-02 при добавлении связующего - 4-% водного раствора лигносульфатов технических в количестве 600 г. Полученные гранулы сушат при температуре 600°С. При рассеве высушенных гранул выделяют фракцию не более 1550 мкм. Обжиг высушенных гранул осуществляют при 1450°С. Для получения товарной фракции полифракционного проппанта выделяют гранулы с размерами не более 1400 мкм. Распределение полученного полифракционного проппанта по размерам гранул при выгрузке из цилиндрических емкостей с различными внутренними углами конусного накопителя определяют при внутренних углах конусного накопителя 20° и 150°.Example 4. A mixture for obtaining a polyfractional proppant according to claim 1, characterized in that it contains, as aluminosilicate raw materials, fired at 1400 ° C kyanites in an amount of 1900 g, containing, by weight. %: Al 2 O 3 - 62.25; SiO 2 - 37.59; CaO - 0.07; K 2 O - 0.09 and a modifying additive in the amount of 100 g. The modifying additive consists of 80 g of vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil from the Novo-Sterlitamak TPP and 20 g of a low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 670 ° C aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions. The granulation of the crushed mixture is carried out in an Eirich-02 mixer-granulator with the addition of a binder - a 4% aqueous solution of technical lignosulfates in an amount of 600 g. The resulting granules are dried at a temperature of 600 ° C. When sieving the dried granules, a fraction of not more than 1550 microns is isolated. Firing of the dried granules is carried out at 1450 ° C. To obtain a commercial fraction of a polyfractional proppant, granules with a size of no more than 1400 microns are isolated. The distribution of the obtained polyfractional proppant by the size of the granules when unloading from cylindrical containers with different internal angles of the cone accumulator is determined at the internal angles of the cone accumulator of 20 ° and 150 °.

Пример 5. Шихта для получения полифракционного проппанта по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатного сырья обожженные при 1350°С андалузиты в количестве 1700 г, содержащие, масс. %: Al2O3 - 59,98; SiO2 - 39,88; CaO+MgO - 0,09; K2O - 0,05 и модифицирующую добавку в количестве 300 г. Модифицирующая состоит из 135 г ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута Полоцкой ТЭЦ содержащего, масс. %: V2O5 - 4,56; Al2O3 - 25,94; SiO2 - 46,0; CaO - 7,9; MgO - 3,8; Fe2O3 - 5,2; С - 6,4 и 165 г низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 600°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов. Грануляцию измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich-02 при добавлении связующего - 5-% водного раствора силиката натрия в количестве 350 г. Полученные гранулы сушат при температуре 350°С. При рассеве высушенных гранул выделяют фракцию не более 2200 мкм. Обжиг высушенных гранул осуществляют при 1370°С. Для получения товарной фракции полифракционного проппанта выделяют гранулы с размерами не более 2000 мкм. Распределение полученного полифракционного проппанта по размерам гранул при выгрузке из цилиндрических емкостей с различными внутренними углами конусного накопителя определяют при внутренних углах конусного накопителя 25° и 120°.Example 5. A mixture for obtaining a polyfractional proppant according to claim 1, characterized in that it contains as aluminosilicate raw materials fired at 1350 ° C andalusites in an amount of 1700 g, containing, wt. %: Al 2 O 3 - 59.98; SiO 2 - 39.88; CaO + MgO - 0.09; K 2 O - 0.05 and a modifying additive in the amount of 300 g. The modifying additive consists of 135 g of vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil at the Polotsk CHPP containing, wt. %: V 2 O 5 - 4.56; Al 2 O 3 - 25.94; SiO 2 - 46.0; CaO 7.9; MgO 3.8; Fe 2 O 3 - 5.2; C - 6.4 and 165 g of a low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 600 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions. Granulation of the crushed mixture is carried out in an Eirich-02 mixer-granulator with the addition of a binder - 5% aqueous sodium silicate solution in an amount of 350 g. The resulting granules are dried at a temperature of 350 ° C. When sieving the dried granules, a fraction of no more than 2200 microns is isolated. Firing of the dried granules is carried out at 1370 ° C. To obtain a commercial fraction of a polyfractional proppant, granules with a size of not more than 2000 microns are isolated. The distribution of the obtained polyfractional proppant by the size of the granules when unloading from cylindrical containers with different internal angles of the cone accumulator is determined at the internal angles of the cone accumulator of 25 ° and 120 °.

Пример 6. Шихта для получения полифракционного проппанта по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатного сырья обожженные при 1250°С силлиманиты в количестве 1000 г, содержащие, масс. %: (мас. %): Al2O3 - 57,8; Fe2O3 - 0,7; SiO2 - 38,9; TiO2 - 2,2; CaO - 0,1; MgO - 0,2; K2O+Na2O - 0,1 и модифицирующую добавку в количестве 1000 г. Модифицирующая состоит из 600 г остатка от сжигания мазута Полоцкой ТЭЦ содержащего, масс. %: V2O5 - 4,56; Al2O3 - 25,94; SiO2 - 46,0; CaO - 7,9; MgO - 3,8; Fe2O3 - 5,2; С - 6,4 и 400 г низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 550°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов. Грануляцию измельченной шихты проводят в смесителе-грануляторе Eirich-02 при добавлении связующего - 5-% водного раствора силиката натрия в количестве 200 г. Полученные гранулы сушат при температуре 400°С. При рассеве высушенных гранул выделяют фракцию не более 2200 мкм. Обжиг высушенных гранул осуществляют при 1150°С.Для получения товарной фракции полифракционного проппанта выделяют гранулы с размерами не более 2000 мкм. Распределение полученного полифракционного проппанта по размерам гранул при выгрузке из цилиндрических емкостей с различными внутренними углами конусного накопителя определяют при внутренних углах конусного накопителя 35° и 150°.

Figure 00000001
Example 6. A mixture for obtaining a polyfractional proppant according to claim 1, characterized in that it contains, as aluminosilicate raw materials, sillimanites fired at 1250 ° C in an amount of 1000 g, containing, wt. %: (wt%): Al 2 O 3 - 57.8; Fe 2 O 3 - 0.7; SiO 2 38.9; TiO 2 2.2; CaO - 0.1; MgO 0.2; K 2 O + Na 2 O - 0.1 and a modifying additive in the amount of 1000 g. The modifying additive consists of 600 g of residues from the combustion of fuel oil of the Polotsk CHP containing, wt. %: V 2 O 5 - 4.56; Al 2 O 3 - 25.94; SiO 2 - 46.0; CaO 7.9; MgO 3.8; Fe 2 O 3 - 5.2; C - 6.4 and 400 g of a low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 550 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions. Granulation of the crushed mixture is carried out in an Eirich-02 mixer-granulator with the addition of a binder - a 5% aqueous solution of sodium silicate in an amount of 200 g. The resulting granules are dried at a temperature of 400 ° C. When sieving the dried granules, a fraction of no more than 2200 microns is isolated. Firing of dried granules is carried out at 1150 ° C. To obtain a commercial fraction of a polyfractional proppant, granules with a size of not more than 2000 microns are isolated. The distribution of the obtained polyfractional proppant by the size of the granules when unloading from cylindrical containers with different internal angles of the cone accumulator is determined at the internal angles of the cone accumulator of 35 ° and 150 °.
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Результаты испытаний выделенной фракции 425-850 мкм полученного полифракционного проппанта, приведенные в таблице 1, показывают, что проппант, полученный из шихты, содержащей каолин (примеры 2 и 3), имеет кажущуюся плотность 2,3 г/см3 и 2,1 г/см3 и пригоден для использования при ГРП при пластовых давлениях до 51,7 МПа. Механическая прочность проппанта, полученного из других составов шихты, заявленной в данном изобретении, имеет прочность, достаточную для применении при давлениях до 68,9 МПа. Сравнение свойств (сопротивление раздавливанию) проппанта, полученного из шихты содержащей андалузит (пример 5 данного изобретения), со свойствами проппанта прототипа, полученного из шихты тоже содержащей андалузит (пример 3 прототипа), показывает преимущества проппанта настоящего изобретения.The test results of the isolated 425-850 μm fraction of the obtained polyfractional proppant, shown in Table 1, show that the proppant obtained from the charge containing kaolin (examples 2 and 3) has an apparent density of 2.3 g / cm 3 and 2.1 g / cm 3 and is suitable for use in hydraulic fracturing at reservoir pressures up to 51.7 MPa. The mechanical strength of the proppant obtained from other compositions of the charge, claimed in this invention, has a strength sufficient for use at pressures up to 68.9 MPa. Comparison of the properties (crush resistance) of the proppant obtained from the mixture containing andalusite (example 5 of the present invention) with the properties of the prototype proppant obtained from the mixture also containing andalusite (example 3 of the prototype) shows the advantages of the proppant of the present invention.

Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что в пробах проппанта, отобранных через равные промежутки времени с начала выгрузки из емкости, содержание основной фракции находится в диапазоне 75-95 масс. % от массы пробы. Это означает, что размер гранул возрастает линейно во время выгрузки полифракционного проппанта. Содержание основной фракции проппанта в пробах при выгрузке из цилиндрических емкостей с внутренним углом конусного накопителя не более 45° выше, чем в пробах, отобранных при выгрузке проппанта из цилиндрических емкостей с внутренним углом конусного накопителя 60-150°.The data given in Table 2 show that in proppant samples taken at regular intervals from the beginning of unloading from the tank, the content of the main fraction is in the range of 75-95 wt. % by weight of the sample. This means that the grain size increases linearly as the polyfraction proppant is unloaded. The content of the main proppant fraction in the samples when unloading from cylindrical tanks with an internal angle of the cone accumulator is not more than 45 ° higher than in the samples taken when unloading the proppant from cylindrical tanks with an internal angle of the cone accumulator of 60-150 °.

В обоих вариантах применения полифракционного проппанта, описанных в данном изобретении, показана возможность подачи проппанта для смешения с жидкостью гидроразрыва при постоянном и равномерном увеличении размера гранул во время выгрузки. Использование заявленного изобретения позволит увеличить производительность, эффективность производства проппанта и его применения при гидроразрыве пласта.In both applications of the polyfraction proppant described in this invention, it is shown that the proppant can be supplied for mixing with the fracturing fluid with a constant and uniform increase in the size of the granules during unloading. The use of the claimed invention will increase productivity, efficiency of proppant production and its use in hydraulic fracturing.

Список использованных источников публикаций.List of used sources of publications.

1. Welton Thomas D. Scale Inhibiting Particulates. Заявка США №20120122741. 17.05.2012.1. Welton Thomas D. Scale Inhibiting Particulates. US Application No. 20120122741. 05/17/2012.

2. Luo H., Santra A., Norman L.R., Parker M., Powell R.J., Saini R.K. Sintered proppant made with a raw material containing alkaline earth equivalent. Патент США №8012582. 06.09.2011.2. Luo H., Santra A., Norman L. R., Parker M., Powell R. J., Saini R. K. Sintered proppant made with a raw material containing alkaline earth equivalent. US patent No. 8012582. 06.09.2011.

3. Можжерин B.A., Сакулин В.Я. и др. Проппант и способ его применения. Патент RU 2392295. 20.06.2010.3. Mozherin B.A., Sakulin V.Ya. and other Proppant and method of its application. Patent RU 2392295.20.06.2010.

4. Rumpf D.S., Lemieux P.R. Method for making lightweight proppant for oil and gas wells. Патент США №4977116. 11.12.1990.4. Rumpf D.S., Lemieux P.R. Method for making lightweight proppant for oil and gas wells. US patent No. 4977116. 11.12.1990.

5. Кэннен Ч., Кэнова С., Рукавишников В.В. Пропант и способ его применения. Патент RU №2521680. 10.07.2014.5. Kennen Ch., Canova S., Rukavishnikov V.V. Proppant and method of its use. Patent RU No. 2521680. 10.07.2014.

6. Файзуллин И.Н. Таипова В.А, и др. Способ гидравлического разрыва пласта в скважине. Патент RU №2473798. 27.01.2013.6. Fayzullin I.N. Taipova VA, et al. Method of hydraulic fracturing in a well. Patent RU No. 2473798. 01/27/2013.

7. Хисамов Р.С., Гумаров Н.Ф. и др. Патент RU №2551589. 27.05.2015.7. Khisamov R.S., Gumarov N.F. and other Patent RU No. 2551589. 05/27/2015.

8. Ганиев Б.Г., Лутфуллин А.А. и др. Способ интенсификации работы скважины после ее строительства. Патент RU №2705643. 11.11.2019.8. Ganiev B.G., Lutfullin A.A. and other Method of intensification of the well after its construction. Patent RU No. 2705643. 11.11.2019.

9. Чуманов И.В., Чумаков В.И. и др. Устройство для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием. Патент RU 173760, 11.09.2017.9. Chumanov I.V., Chumakov V.I. and other Device for the classification of bulk materials by vibration separation. Patent RU 173760, 11.09.2017.

10. Можжерин В.А., Сакулин В.Я. и др. Шихта для получения проппанта и проппант. Патент РФ 2702800 от 11.10.2019.10. Mozhzherin V.A., Sakulin V.Ya. and others. Charge for obtaining proppant and proppant. RF patent 2702800 from 11.10.2019.

11. T.F. Zhang, J.Q. Gan, D. Pinson, Z.Y. Zhou. Size-induced segregation of granular materials during filling a conical hopper. Powder Technology. December 2018.11. T.F. Zhang, J.Q. Gan, D. Pinson, Z.Y. Zhou. Size-induced segregation of granular materials during filling a conical hopper. Powder Technology. December 2018.

12. A. Rosato, C. Windows-Yule. Segregation in Vibrated Granular Syastems. Academic Press; 1 edition. May 15, 2020.12. A. Rosato, C. Windows-Yule. Segregation in Vibrated Granular Syastems. Academic Press; 1 edition. May 15, 2020.

13. X. Fang and J. Tang. A numerical study of the segregation phenomenon in granular motion. Journal of Vibration and Control. May 200713. X. Fang and J. Tang. A numerical study of the segregation phenomenon in granular motion. Journal of Vibration and Control. May 2007

14. Dietmar Schulze. Storage and flow of solids. University of North Texas. Bulletin No. 123; Vol.53, No. 26, November 1964.14. Dietmar Schulze. Storage and flow of solids. University of North Texas. Bulletin No. 123; Vol.53, No. 26, November 1964.

15. T.F. Zhang, J.Q. Gan, A.B. Yu, D. Pinson, Z.Y. Zhou. Segregation of granular binary mixtures with large particle size ratios during hopper discharging process. Powder Technology. 1 February 2020.15. T.F. Zhang, J.Q. Gan, A.B. Yu, D. Pinson, Z.Y. Zhou. Segregation of granular binary mixtures with large particle size ratios during hopper discharging process. Powder Technology. 1 February 2020.

16. Antony, SJ and Albaraki, S. How does internal angle of hoppers affect granular flow? Experimental studies using Digital Particle Image Velocimetry. Powder Technology. University of Leeds. 2014.16. Antony, SJ and Albaraki, S. How does internal angle of hoppers affect granular flow? Experimental studies using Digital Particle Image Velocimetry. Powder Technology. University of Leeds. 2014.

17. Greg Mehos and Dave Morgan. HOPPER DESIGN PRINCIPLES. Chemical Engineering. January 1, 2016.17. Greg Mehos and Dave Morgan. HOPPER DESIGN PRINCIPLES. Chemical Engineering. January 1, 2016.

18. Газпром нефть: Оптимизация технологий многостадийного гидроразрыва пласта в коллекторах с близким расположением газонефтяного и водонефтяного контактов и наличием слабовыраженных барьеров с низким контрастом напряжений. ROGTEC. Russian Oil & Gas Technologies. 08.12.2019.18. Gazprom Neft: Optimization of multistage hydraulic fracturing technologies in reservoirs with close gas-oil and water-oil contacts and the presence of weak barriers with low stress contrast. ROGTEC. Russian Oil & Gas Technologies. 12/08/2019.

19. Цыганкова M.B., Букин В.И., Лысакова Е.И., Смирнова А.Г. Золы тепловых электростанций от сжигания мазута как источник ванадия. Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова. Москва, Россия.19. Tsygankova M.B., Bukin V.I., Lysakova E.I., Smirnova A.G. Ash from thermal power plants from burning fuel oil as a source of vanadium. Moscow State University of Fine Chemical Technologies named after M.V. Lomonosov. Moscow, Russia.

20. Т.И. Красненко, Т.П. Сирина, В.В. Викторов, М.В. Ротермель, Г.В. Соловьев. Разработка физико-химических основ рационального использования ванадий-никель-железо-кальцийсодержащих отходов теплоэлектростанций. KazNu Bulletin, Chemical series №1 (73), 2014.20. T.I. Krasnenko, T.P. Sirina, V.V. Viktorov, M.V. Rothermel, G.V. Soloviev. Development of physical and chemical foundations for the rational use of vanadium-nickel-iron-calcium-containing waste from thermal power plants. KazNu Bulletin, Chemical series No.1 (73), 2014.

21. Б.Л. Красный, В.П. Тарасовский, Ю.М. Мосин, А.Б. Красный, Ю.А. Омаров. Исследование свойств порошков гидроксида алюминия. Машиностроение и инженерное образование. №1, 2013.21.B.L. Red, V.P. Tarasovsky, Yu.M. Mosin, A.B. Krasny, Yu.A. Lobster. Investigation of the properties of aluminum hydroxide powders. Mechanical engineering and engineering education. No. 1, 2013.

22. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. Москва «Принта», 2010.22. Chukin G.D. The structure of aluminum oxide and hydrodesulfurization catalysts. Reaction mechanisms. Moscow "Print", 2010.

23. Можжерин В.А., Сакулин В.Я. и др. Способ получения проппанта и проппант. Патент №2644369 от 09.02.2018.23. Mozhzherin V.A., Sakulin V.Ya. and other Method of obtaining proppant and proppant. Patent No. 2644369 dated 02/09/2018.

Claims (10)

1. Шихта для получения полифракционного проппанта, используемого при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта, полученного в виде гранул с кажущейся плотностью 1,6-3,0 г/см3 и размерами не более 2000 мкм, включающая предварительно обожженное при 1000-1400°С алюмосиликатное сырье - по крайней мере, один компонент из: бокситы, каолины, кианиты, андалузиты, силлиманиты и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что модифицирующая добавка - смесь ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута, содержащего, масс. %: V2O5 - 2,5-22,5; СаО - 7,0-8,0; A12O3 - 22,0-26,0; SiO2 - 41,0-46,0; MgO - 3,0-4,0; Fe2O3 - 4,0-5,5; С - 0,5-8,0, и низкотемпературной модификации оксида алюминия - γ-Al2O3, полученного термообработкой при 530-670°С гидроксида алюминия, выделенного карбонизацией алюминатных растворов, при соотношении компонентов шихты, масс. %: алюмосиликатное сырье - 50,0-95,0; модифицирующая добавка - остальное.1. A charge for obtaining a polyfractional proppant used in oil and gas production by hydraulic fracturing, obtained in the form of granules with an apparent density of 1.6-3.0 g / cm 3 and dimensions of not more than 2000 microns, including pre-fired at 1000- 1400 ° C aluminosilicate raw material - at least one component of: bauxite, kaolin, kyanite, andalusite, sillimanite and modifying additive, characterized in that the modifying additive is a mixture of vanadium-containing residue from the combustion of fuel oil containing, wt. %: V 2 O 5 - 2.5-22.5; CaO - 7.0-8.0; A1 2 O 3 - 22.0-26.0; SiO 2 - 41.0-46.0; MgO - 3.0-4.0; Fe 2 O 3 - 4.0-5.5; C - 0.5-8.0, and low-temperature modification of aluminum oxide - γ-Al 2 O 3 , obtained by heat treatment at 530-670 ° C of aluminum hydroxide isolated by carbonization of aluminate solutions, with the ratio of the components of the charge, wt. %: aluminosilicate raw materials - 50.0-95.0; modifying additive - the rest. 2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в модифицирующей добавке количество ванадийсодержащего остатка от сжигания мазута составляет 15,0-80,0 масс. %, предварительно термообработанный гидроксид алюминия, выделенный карбонизацией алюминатных растворов - остальное.2. The charge according to claim 1, characterized in that in the modifying additive the amount of vanadium-containing residue from fuel oil combustion is 15.0-80.0 wt. %, pre-heat-treated aluminum hydroxide, isolated by carbonization of aluminate solutions - the rest. 3. Способ получения полифракционного проппанта из шихты по п. 1 или 2, включающий помол шихты, гранулирование измельченной шихты при введении связующего в смеситель-гранулятор, сушку гранул, рассев высушенных гранул с выделением фракции не более 2200 мкм, обжиг высушенных гранул, охлаждение и рассев обожженных гранул с выделением фракции не более 2000 мкм.3. A method of obtaining a polyfractional proppant from a charge according to claim 1 or 2, including grinding the charge, granulating the crushed charge when introducing a binder into the mixer-granulator, drying the granules, screening the dried granules with a fraction of no more than 2200 microns, burning the dried granules, cooling and sieving fired granules with a fraction of not more than 2000 microns. 4. Способ получения полифракционного проппанта по п. 3, отличающийся тем, что помол шихты осуществляют до получения порошка со средним размером зерен не более 5,0 мкм.4. A method for producing a polyfractional proppant according to claim 3, characterized in that the charge is ground until a powder with an average grain size of not more than 5.0 μm is obtained. 5. Способ получения полифракционного проппанта по п. 3, отличающийся тем, что связующее - 3-5 % водный раствор карбометилцеллюлозы, или метилцеллюлозы, или лигносульфатов технических, или силиката натрия, а его количество составляет 10,0-40,0 масс. % от массы шихты.5. A method of obtaining a polyfractional proppant according to claim 3, characterized in that the binder is a 3-5% aqueous solution of carbomethylcellulose, or methylcellulose, or technical lignosulfates, or sodium silicate, and its amount is 10.0-40.0 wt. % by weight of the charge. 6. Способ получения полифракционного проппанта по п. 3, отличающийся тем, что сушку гранул проводят при температуре 150-600°С.6. A method of obtaining a polyfractional proppant according to claim 3, characterized in that the drying of the granules is carried out at a temperature of 150-600 ° C. 7. Способ получения полифракционного проппанта по п. 3, отличающийся тем, что обжиг высушенных гранул проводят при температурах 1000-1450°С.7. A method of obtaining a polyfractional proppant according to claim 3, characterized in that the firing of the dried granules is carried out at temperatures of 1000-1450 ° C. 8. Полифракционный проппант в виде гранул с кажущейся плотностью 1,6-3,0 г/см3 размерами не более 2000 мкм, характеризующийся тем, что получен по пп. 1-7.8. Polyfractional proppant in the form of granules with an apparent density of 1.6-3.0 g / cm 3 with dimensions of not more than 2000 microns, characterized by the fact that it is obtained according to PP. 1-7. 9. Способ применения полифракционного проппанта, полученного по пп. 1-8, при гидроразрыве пласта, включающий загрузку полифракционного проппанта в бункера вместимостью до 10,0 тонн с конусным накопителем для сыпучих материалов, из которых проппант подается для смешения с рабочей жидкостью гидроразрыва и заполнения трещин гидроразрыва в породе продуктивных слоев, отличающийся тем, что бункера с конусным накопителем, внутренний угол которого не превышает 45°, подвергают вибрации в вертикальной плоскости с помощью вибраторов, создающих усилие 5,0 кН, в результате которой проппант распределяется по размерам гранул от менее 100 мкм в нижней части бункера до 2000 мкм в верхней, а после прекращения вибрации осуществляют непрерывную подачу из бункера первоначально самых мелких гранул проппанта с последующим увеличением их размеров.9. Method of using polyfraction proppant obtained according to PP. 1-8, during hydraulic fracturing, including loading a polyfractional proppant into bunkers with a capacity of up to 10.0 tons with a cone storage for bulk materials, from which the proppant is fed for mixing with a hydraulic fracturing fluid and filling hydraulic fractures in the formation of productive layers, characterized in that a hopper with a cone accumulator, the internal angle of which does not exceed 45 °, is subjected to vibration in the vertical plane using vibrators, creating a force of 5.0 kN, as a result of which the proppant is distributed over granule sizes from less than 100 microns in the lower part of the hopper to 2000 microns in the upper , and after the cessation of vibration, a continuous supply of initially the smallest proppant granules from the hopper is carried out, followed by an increase in their size. 10. Способ применения полифракционного проппанта, полученного по пп. 1-8, при гидроразрыве пласта, включающий загрузку полифракционного проппанта в бункера вместимостью до 10,0 тонн с конусным накопителем для сыпучих материалов, из которых проппант подается для смешения с рабочей жидкостью гидроразрыва и заполнения трещин гидроразрыва в породе продуктивных слоев, отличающийся тем, что при внутреннем угле конусного накопителя 60-150° бункер не подвергают вибрации, а выгрузка проппанта при возрастании размера гранул осуществляется за счет того, что первоначально выгружается центральная часть бункера, в которой накапливается мелкая фракция гранул при их загрузке, а затем высыпается периферийная часть бункера с крупной фракцией.10. Method of using polyfraction proppant obtained according to PP. 1-8, during hydraulic fracturing, including loading a polyfractional proppant into bunkers with a capacity of up to 10.0 tons with a cone storage for bulk materials, from which the proppant is fed for mixing with a hydraulic fracturing fluid and filling hydraulic fractures in the formation of productive layers, characterized in that at an internal angle of the cone accumulator of 60-150 °, the bunker is not subjected to vibration, and the proppant is unloaded with an increase in the size of the granules due to the fact that the central part of the bunker is initially unloaded, in which the fine fraction of the granules is accumulated during their loading, and then the peripheral part of the bunker is poured from a large fraction.
RU2020120034A 2020-06-10 2020-06-10 Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing RU2760662C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120034A RU2760662C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120034A RU2760662C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760662C1 true RU2760662C1 (en) 2021-11-29

Family

ID=79174150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020120034A RU2760662C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760662C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115893981A (en) * 2022-10-27 2023-04-04 广西奥裕环保科技有限公司 Processing method and processing equipment for iron ore tailing ceramsite

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927784A1 (en) * 1980-09-30 1982-05-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт По Керамзиту "Ниикерамзит" Batch for producing synthetic mullite
US20110177984A1 (en) * 2004-04-05 2011-07-21 Carbo Ceramics Inc. Tagged Propping Agents and Related Methods
CA2949162A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 California Institute Of Technology Ultra-light ultra-strong proppants
RU2608100C1 (en) * 2015-08-25 2017-01-13 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Charge and method of producing proppant
RU2619603C1 (en) * 2016-01-18 2017-05-17 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Proppant and method of proppant production
RU2676309C1 (en) * 2017-09-11 2018-12-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Corundum ceramics and its production method
RU2702800C2 (en) * 2018-03-05 2019-10-11 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Mixture for producing proppant and proppant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927784A1 (en) * 1980-09-30 1982-05-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт По Керамзиту "Ниикерамзит" Batch for producing synthetic mullite
US20110177984A1 (en) * 2004-04-05 2011-07-21 Carbo Ceramics Inc. Tagged Propping Agents and Related Methods
CA2949162A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 California Institute Of Technology Ultra-light ultra-strong proppants
RU2608100C1 (en) * 2015-08-25 2017-01-13 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Charge and method of producing proppant
RU2619603C1 (en) * 2016-01-18 2017-05-17 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Proppant and method of proppant production
RU2676309C1 (en) * 2017-09-11 2018-12-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Corundum ceramics and its production method
RU2702800C2 (en) * 2018-03-05 2019-10-11 Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" Mixture for producing proppant and proppant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115893981A (en) * 2022-10-27 2023-04-04 广西奥裕环保科技有限公司 Processing method and processing equipment for iron ore tailing ceramsite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7737091B2 (en) Proppants and anti-flowback additives made from sillimanite minerals, methods of manufacture, and methods of use
RU2605977C2 (en) Synthetic proppants and monodisperse proppants and methods for production thereof
CN101617018B (en) The purposes of proppant, proppant production method and proppant
US10093849B2 (en) Proppants and anti-flowback additives comprising flash calcined clay, methods of manufacture, and methods of use
RU2383578C2 (en) Proppant, method of production and method of hydraulic break of formation using produced proppant
US10161236B2 (en) Methods for fracturing subterranean formations
RU2694363C1 (en) Ceramic proppant and its production method
US20190071366A1 (en) Proppant particles formed from slurry droplets and methods of use
EP2864443A1 (en) Spherical pellets containing common clay particulate material useful as a proppant in hydraulic fracturing of oil and gas wells
RU2760662C1 (en) Charge for producing a polyfraction proppant, method for production and application thereof in hydraulic fracturing
CN103820101B (en) A kind of acidproof petroleum fracturing propping agent and manufacture method thereof
US11173462B2 (en) Composition and process for pelletizing carbon-based materials for proppant and industrial applications
US20160257875A1 (en) Granulated inorganic particulates and their use in oilfield applications
CN103740356A (en) Petroleum fracturing proppant and preparation method thereof
RU2191169C1 (en) Charge and method of producing granulated chamotte used as wedging agent
Tian et al. The exploration of making acidproof fracturing proppants using red mud
US20170275209A1 (en) Addition of mineral-containing slurry for proppant formation
Szymanska et al. Determination of loamy resources impact on granulation of ceramic proppants and their properties
RU2267010C1 (en) Proppant and a method for manufacturing thereof
US20180282222A1 (en) Sintered spheres, process for their production and use thereof
US20190016949A1 (en) Methods of making proppant particles from slurry droplets and methods of use
WO2014011066A1 (en) Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants
WO2017015135A1 (en) Proppant particles formed from slurry droplets and methods of use
CN113087489A (en) Cordierite-based ultralow-density high-strength petroleum fracturing propping agent and preparation method thereof
RU2814893C1 (en) Method of producing magnesium silicate proppant