Способ получения проппанта и проппант

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к производству проппантов, используемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта. В способе производства проппанта, включающем подготовку исходного алюмосиликатного сырья, его помол со спекающей добавкой, гранулирование шихты в смесителе-грануляторе с добавлением 3% водного раствора органического связующего, сушку, обжиг и рассев обожженных гранул, в качестве указанной спекающей добавки используют ферромарганец и/или силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец, равном (0-1,0):(1,0-0). Проппант, используемый при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта, полученный в виде гранул с пикнометрической плотностью 1,8-3,2 г/см3 и размерами 0,2-4,0 мм из смеси исходного алюмосиликатного сырья, 3% водного раствора органического связующего и спекающей добавки, где в качестве спекающей добавки используют ферромарганец и/или силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец равно (0-1,0):(1,0-0). Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - снижение плотности спеченных керамических проппантов при сохранении их прочности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 35 пр., 1 табл.

 

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) - наиболее прогрессивный способ добычи нефти и газа, позволяющий значительно увеличить нефте- и газоотдачу скважин. Сущность метода ГРП заключается в закачивании под большим давлением жидкости гидроразрыва в нефте- и газоносные пласты, в результате чего, в пласте образуется трещина, в которую проникает жидкость. Для поддержания трещин в разомкнутом состоянии в закачиваемую жидкость добавляют сферические гранулы (проппанты), которые, заполняя трещину, создают прочный расклинивающий каркас с высокой проницаемостью для нефти и газа.

Основными характеристиками проппантов, которые обеспечивают их соответствие международному стандарту качества ISO 13053, являются прочность на раздавливание, плотность, кислотостойкость, сферичность и округлость, проводимость и проницаемость.

При добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта используют различные виды проппантов - кварцевый фракционированный песок, песок с полимерным покрытием, керамические проппанты и керамические проппанты с полимерным покрытием. Керамические проппанты - это наиболее прочные проппанты, которые обеспечивают высокую проводимость трещин ГРП на больших глубинах залегания углеводородов, выдерживая большие пластовые давления. Учитывая, что новые разработки нефти и газа связаны с труднодоступными и низкодебитными месторождениями, для добычи углеводородов методом ГРП потребуются в основном высокопрочные спеченные керамические проппанты. По мере исчерпания ресурсов поиск нефти и газа приводит к внедрению в более глубокие геологические пласты, и добыча становится более трудной. Потребуются проппанты, которые имеют высокие проводимость и проницаемость при больших давлениях сжатия. Исходным материалом для таких проппантов является высокоглиноземистое сырье - бокситы, кианиты, андалузиты, силлиманиты и др.

Проппанты, которые способны выдерживать давления 10000 psi (68,9 Мпа) и более, называются высокопрочными. Как правило, высокопрочные проппанты - это спеченные высокоглиноземистые керамические гранулы. Для более мелких скважин, где давления сжатия находятся в пределах 5000-10000 psi (34,5-68,9 Мпа) используют проппанты средней прочности, которые характеризуются большим содержанием кремнезема и меньшей плотностью. При более низких сжимающих пластовых давлениях в качестве проппантов применяют фракционированный песок.

Спеченные керамические проппанты, как правило, получают при высоких температурах, обеспечивающих образование прочной кристаллической решетки структуры проппантов. Большинство высокопрочных керамических проппантов получают высокотемпературным обжигом гранул из бокситов. Такие проппанты имеют плотность более 3,2 г/см3 и характеризуются тем, что для их закачивания в трещину гидроразрыва требуется жидкость высокой плотности, чтобы проппанты как можно дольше оставались во взвешенном состоянии и могли заполнить всю длину трещины. Быстро осаждающиеся проппанты сокращают эффективную длину трещины, что уменьшает ее проводимость и, в итоге, производительность скважины. Кроме того, при выборе состава и способа производства проппантов принимают во внимание такие характеристики как сферичность и округлость, кислотостойкость. Нужно также учитывать экономическую эффективность производства проппантов, т.к. стоимость проппантов составляет значительную часть затрат на стимулирование производительности скважин методом гидравлического разрыва пласта. Учитывая современные требования, которые предъявляют к проппантам, для создания высокоэффективного производства проппантов следует максимально снизить все затраты, снизить плотность проппантов при сохранении их прочности.

Известны способы получения спеченных керамических проппантов с пониженной плотностью.

Известны проппанты, в которых для повышения прочности и кислотостойкости / Пейчев В.Г., Плинер С.Ю., Шмотьев С.Ф., Рожков Е.В., Сычев В.М. Способ изготовления проппанта из глиноземсодержащего сырья. Патент РФ №2394063. 10.07.2010 / к глиноземсодержащему сырью добавляют криолит фракции не более 40 мкм в количестве 1,5-10 мас.%.

Проппанты, полученные из оксидов кремния, оксидов алюминия, оксидов щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, оксидов металлов группы железа, оксидов марганца, описаны в изобретении / Першикова Е.М. Проппант и способ увеличения продуктивности скважины. Заявка США №20100193189. 05.08.2010 /.

Проппанты, отличающиеся высокой прочностью, получают, как описано в патенте / Першикова Е.М., Джозеф Э.О. Проппант, способ его получения и способ его применения. Патент РФ №2346971. 20.02.2009. /, спеканием сырья, содержащего боксит в количестве от 75 до 95 мас.% и, по крайней мере, одного из перечисленных материалов - карбид кремния, карбид титана, нитрид кремния, нитрид титана, оксинитриды кремния, соединения типа СИАЛОН (соединения, имеющие в своем составе элементы Si-Al-O-N). Кроме того, шихта может содержать разнообразные добавки, позволяющие увеличить скорость спекания и кристаллизации проппантов.

Наиболее близким по совокупности признаков к данному изобретению (прототипом) является заявка США №2012241157 от 27.09.2012 /Pope William Н., Cannan Chad, Wood Jimmy С. Спеченные гранулы и способ получения спеченных гранул из глиноземсодержащего сырья/, в которой описаны проппанты с добавками, улучшающими процесс спекания. Авторы изобретения предлагают для уменьшения температуры спекания глиноземсодержащих проппантов добавлять в исходное сырье 1,0-6,0 масс.% оксидов, таких как оксид железа, оксид магния, оксид марганца, оксид титана и оксиды лантанидов. Содержание оксида алюминия в исходном глиноземсодержащем сырье составляет 40,0-55,0 масс.%. Плотность получаемых проппантов колеблется в пределах 2,5-3,0 г/см3, а насыпной вес 1,35-1, 55 г/см3. В заявке приводится описание способа получения проппантов, который состоит из распыления суспензии, содержащей от 40,0 до 60,0 масс.% твердой фазы, в которой глиноземсодержащее исходное сырье содержит оксид алюминия в количестве 40,0-55,0 масс.%. Полученные капли покрывают для образования окатышей, которые затем обжигают при 1000°С-1600°С в течение 5-90 минут.

В приведенных примерах получения проппантов в качестве спекающих добавок к основному минеральному сырью используют различные оксиды, в том числе и оксиды марганца. Эти добавки действительно позволяют снизить температуру спекания проппантов. За счет образования легкоплавких эвтектических соединений (жидких фаз) увеличивается скорость твердофазовых превращений и рост кристаллов. Высокая скорость роста кристаллов вызывает образование внутренних пор, что приводит к снижению плотности обожженных проппантов.

Основным недостатком приведенных примеров является низкая эффективность применяемых, спекающих добавок, которые не позволяют в полной мере использовать исходное сырье для получения пористой прочной спеченной структуры. Дополнительная возможность получения пористой структуры спеченных керамических гранул состоит в использовании химически связанного кислорода, содержащегося в исходном оксидном сырье.

Перечисленные недостатки позволяют устранить проппанты, полученные согласно предлагаемому изобретению.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение плотности спеченных керамических проппантов при сохранении их прочности.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения проппанта, включающем подготовку исходного алюмосиликатного сырья, его помол со спекающей добавкой, гранулирование шихты в смесителе-грануляторе с добавлением 3% водного раствора органического связующего, сушку, обжиг и рассев обожженных гранул, в качестве спекающей добавки используют ферромарганец и/или силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец равно (0-1,0):(1,0-0). В качестве исходного алюминийсодержащего сырья используют бокситы и/или каолины, или кианиты, или андалузиты, или силлиманиты.

Для получения гранул использовали органические связующие, которые обладают высокими адгезионными свойствами по отношению к алюмосиликатным источникам сырья. Из таких связующих веществ наиболее доступными и обладающими высокими адгезионными характеристиками являются карбометилцеллюлоза, метилцеллюлоза, лигносульфаты технические. Все перечисленные органические 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.

В качестве компонентов спекающей добавки использовали ферромарганец марки ФМн90 (ГОСТ 4755-91), в котором содержание марганца составляет 85,0-95,0 масс.%., и силикомарганец марки СМн20 (ТУ 14-5-112-78 Е), в котором содержание марганца составляет не менее 65,0 масс.%. Введение в шихту ферромарганца и силикомарганца на стадии помола объясняется необходимостью получения исходной шихты с равномерным распределением компонентов и равномерного гранулометрического состава.

Для получения кристаллической структуры при обжиге боксита и каолина требуются температуры от 1550°С. Использование различных добавок примесей может снизить температуру спекания гранул с образованием прочной кристаллической структурой. Понижение температуры спекания позволяет, кроме того, избежать более высокотемпературных фазовых переходов, что может привести к изменению объема и снижению прочности проппантов.

Примеси оксидов железа и марганца различной валентности определяют концентрацию кислорода в структуре гранул, что влияет на условия спекания и кристаллизации алюмосиликатных проппантов. Образование пор при спекании с исходного алюмосиликатного сырья с примесями ферромарганца и силикомарганца связано с реакцией восстановления оксидов переменной валентности, присутствующих в исходном алюмосиликатном сырье. Выделяющийся при восстановлении кислород, является источником образования мелких замкнутых внутренних пор с появлением дефектов Шоттки и Френкеля, т.е. дефектов возникших за счет смещения атомов внутри решетки. Наличие этих дефектов уменьшает плотность кристаллов, поскольку атом, образовавший вакансию, диффундирует на его поверхность. Если размер пор достаточно мал и их количество не критично, их влияние на прочность может не быть отрицательным. Использование ферромарганца и силикомарганца в качестве спекающих добавок позволяет не только снизить температуру спекания гранул, но и увеличить пористость проппантов, не уменьшая их прочность.

В тройной системе Al2O3-SiO2-FeO температура эвтектической равновесной фазы составляет 1150°С, что существенно ниже, чем в системе Al2O3-SiO2-FeO·Fe2O3, где жидкая эвтектическая фаза образуется при 1380°С. При взаимодействии Fe+2Fe2O3=5FeO+0,5О2 кроме кислорода, образуется FeO (вюстит), который снижает температуру образования эвтектических фаз. Кислород диссоциации гематита с образованием магнетита 3Fe2O3=2Fe3O4+0,5О2 также является источником внутренних пор. Кроме того, образованию закрытой пористости способствует рост кристаллов, который увеличивается за счет образования жидкой эвтектической фазы.

Поскольку Мn многовалентен, при обжиге гранул образуется комплекс различных оксидов марганца. Катионы марганца с различной валентностью замещают катионы алюминия в кристаллической решетке, образуя нестехиометрические прочные соединения в спеченной керамике. Несмотря на то, что структура проппантов становится пористой, прочность спеченных проппантов не уменьшается.

Спектральным анализом показано, что распределение Mn в структуре гранул относительно равномерное. Это подтверждает то, что катионы марганца замещают катионы алюминия при высокой скорости диффузии в образовавшемся расплаве при спекании алюмокремниевого сырья с добавками, содержащими марганец. Присутствие марганца способствует росту зерен, т.к. образование жидкой фазы увеличивает скорость диффузии и растворение мелких зерен. Растворение мелких зерен также является причиной образования закрытых мелких пор.

Экспериментально установлено, что введение в состав шихты для получения проппантов на стадии помола заявляемой спекающей добавки в количестве 0,1-7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья позволяет получить прочную керамическую структуру проппантов с равномерно распределенными изолированными порами. Введение спекающей добавки в количестве менее 0,1 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья не оказывает заметного влияния на условия получения и свойства получаемых проппантов. Увеличение количества добавки более чем 7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья существенно увеличивает общее количество образующейся стеклофазы в обожженных гранулах, что затрудняет проведение спекающего обжига.

Выбор температурного интервала сушки гранул определяется температурой начала удаления физически связанной воды и температурой ниже температуры начала удаления химически связанной воды (дегидратации). Использование раздельных процессов сушки и обжига гранул более технологично, т.к. позволяет в производственном процессе оптимизировать материальные потоки. Размер обожженных гранул, получаемых описанным способом, составляет, как правило, 0,2-4,0 мм.

Применение спекающей добавки в виде ферромарганца и/или силикомарганца, в отличие от использования добавок в виде оксидов, позволяет не только снизить температуру спекания гранул за счет образования легкоплавких эвтектических фаз в алюмосиликатной системе, но и использовать металлы марганец и железо в качестве восстановителей оксидов основного исходного сырья, что дает возможность увеличить внутреннюю пористость спеченной кристаллической структуры проппантов при сохранении их прочности.

Применяемые компоненты для получения проппантов доступны и имеют низкую стоимость.

Пример 1. Для получения проппанта в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали обожженные при 1350°С бокситы (ТУ 1512-006-00200992-2001). Например, боксит, содержащий (масс.%): Al2O3 - 71,1; SiO2 - 21,7; Fe2O3 - 3,9; TiO2 - 0,8; CaO+MgO - 1,2; K2O+Na2O - 1,0. В качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 2,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья, при их массовом соотношении 1,0:1,0. Измельченную шихту гранулировали в смесителе-грануляторе с использованием связующего - 3% водного раствора карбометилцеллюлозы (ТУ 2231-034-07507908-2001) в количестве - 20 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья. Высушенные при температуре 300°С и обожженные при температуре 1250°С гранулы рассевали на товарные фракции.

Свойства проппантов фракций 20/40 и 16/20 меш, полученным по способам, описанных в примерах, приведены в таблице.

Пример 2. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 0,1 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при их массовом соотношении 1,0:1,0.

Пример 3. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при их массовом соотношении 1,0:1,0.

Пример 4. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 7,1 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при их массовом соотношении 1,0:1,0.

Пример 5. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 2,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при их массовом соотношении 0,1:1,0.

Пример 6. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец и силикомарганец в суммарном количестве 2,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при их массовом соотношении 1,0:0,1.

Пример 7. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец в количестве 1,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 8. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец в количестве 3,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 9. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец в количестве 7,1 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 10. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали силикомарганец в количестве 1,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 11. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали силикомарганец в количестве 3,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 12. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали силикомарганец в количестве 7,1 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 13. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец в количестве 5,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 14. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали ферромарганец в количестве 7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 15. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали силикомарганец в количестве 5,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 16. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки использовали силикомарганец в количестве 7,0 масс.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

Пример 17. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что сушку гранул проводят при температуре 100°С.

Пример 18. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что сушку гранул проводят при температуре 600°С.

Пример 19. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1100°С.

Пример 20. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1150°С.

Пример 21. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1050°С.

Пример 22. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1350°С.

Пример 23. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1400°С.

Пример 24. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве органического связующего используют метилцеллюлозу (ТУ 2231-107-05742755-96).

Пример 25. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве органического связующего используют лигносульфаты технические (ТУ 13-0281036-05).

Пример 26. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали обожженные при 900°С каолины (ТУ 14-8-619-91). Например, каолин КБЛС-2, содержащий (мас.%): Al2O3 - 47,37; Fe2O3 - 3,08; SiO2 - 58,55; TiO2 - 2,22; CaO+MgO - 0,43; K2O+Na2O - 0,55.

Пример 27. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали обожженные при 900°С кианиты. Например, кианит, содержащий (мас.%): Al2O3 - 62,25; SiO2 - 37,53; CaO - 0,07; K2O - 0,04.

Пример 28. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали обожженные при 900°С андалузиты. Например, андалузит марки Durandal D-59, содержащий (мас.%): Al2O3 - 59,58; SiO2 - 38,32; CaO+MgO - 0,09; K2O - 0,05.

Пример 29. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали обожженные при 900°С силлиманиты (ТУ 14-10-017-98). Например, силлиманит, содержащий (мас.%): Al2O3 - 57,3; Fe2O3 - 0,7; SiO2 - 38,5; TiO2 - 2,2; CaO - 0,1; MgO - 0,2; K2O+Na2O - 0,1.

Пример 30. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья использовали смесь обожженного при 1350°С боксита и обожженного при 900°С каолина КБЛС-2 при массовом отношении боксит : каолин = 3:2.

Пример 31. Способ получения проппанта как в примере 24, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1150°С.

Пример 32. Способ получения проппанта как в примере 25, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1150°С.

Пример 34. Способ получения проппанта как в примере 27, отличающийся тем, что обжиг гранул проводят при температуре 1150°С.

Пример 35. Способ получения проппанта как в примере 1, отличающийся тем, что проппанты получены без спекающей добавки. Гранулы обжигали при 1570°С.

Пример 35 приведен для сравнения со свойствами проппантов без спекающих добавок.

Таблица.
Свойства проппантов фракций 20/40 и 16/20 меш.

примера
пикнометрическая плотность, ρ насыпная плотность, γ прочность (количество разрушенных проппантов) при давлении, 10000 psi
20/40 меш 16/20 меш
г/см3 г/см3 мас.% мас.%
1 2,4 1,5 5,4 13,6
2 3,2 1,9 4,3 11,9
3 1,9 1,3 10,1 24,6
4 1,7 1,2 17,2 34,1
5 2,4 1,5 5,3 13,2
6 2,3 1,4 5,2 12,9
7 2,5 1,6 5,3 13,0
8 2,0 1,4 5,6 13,9
9 1,7 1,2 17,6 34,8
10 2,3 1,5 5,4 12,5
11 1,9 1,3 5,7 12,9
12 1,8 1,2 19,4 36,2
13 2,0 1,4 8,5 22.1
14 1,9 1,3 10,0 24,9
15 1,9 1,3 8,2 21,4
16 1,8 1,2 10,1 24,8
17 2,4 1,5 7,1 19,5
18 2,3 1,4 8,9 21,2
19 1,8 1,2 7,7 18,4
20 1,9 1,3 4,7 12,4
21 1,7 1,1 12,1 28,7
22 2,6 1,6 4,9 12,1
23 2,9 1,8 4,3 11,6
24 2,4 1,4 5,5 13,8
25 2,5 1,5 5,3 13,7
26 2,0 1,3 7,9 18,2
27 2,1 1,3 3,4 11,6
28 2,0 1,3 3,9 11,8
29 2,1 1,4 3,5 11,4
30 2,0 1,3 5,9 14,7
31 2,1 1,2 6,1 18,3
32 2,1 1,3 6,7 17,2
33 2,1 1,2 6,4 18,8
34 2,5 1,6 19,7 43,6
35 3,5 2,1 5,2 13,1

Определение свойств проппантов проводилось в соответствии со стандартом ISO 13053.2.

Как следует из приведенных в таблице данных, использование в качестве спекающей добавки ферромарганца и силикомарганца позволило снизить пикнометрическую плотность проппантов до 1,8 г/см3, которые выдерживают давление сжатия 10000 psi (опыт 19). Преимущество проппантов, полученных в соответствии с заявленным изобретением, в высокой эффективности производства, т.к. используются дешевые исходные компоненты и снижена температура обжига гранул до 1100-1150°С. Использование предлагаемых в данном изобретении проппантов позволит значительно повысить нефтеотдачу при добыче нефти и газа методом ГРП.

1. Способ получения проппанта, включающий подготовку исходного алюмосиликатного сырья, его помол со спекающей добавкой, гранулирование шихты в смесителе-грануляторе с добавлением 3% водного раствора органического связующего, сушку, обжиг и рассев обожженных гранул, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки используют ферромарганец и/или силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец : силикомарганец равно (0-1,0):(1,0-0).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья используют бокситы и/или каолины, или кианиты, или андалузиты, или силлиманиты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического связующего используют карбоксиметилцеллюлозу или метилцеллюлозу, или лигносульфаты технические.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество 3% водного раствора органического связующего составляет 10,0-30,0 мас.% от массы исходного алюмосиликатного сырья.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку гранул осуществляют при температуре 110-550°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжиг гранул осуществляют при температуре 1100-1350°С.

7. Проппант, используемый при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта, полученный в виде гранул с пикнометрической плотностью 1,8-3,2 г/см3 и размерами 0,2-4,0 мм из смеси исходного алюмосиликатного сырья, 3% водного раствора органического связующего и спекающей добавки, отличающийся тем, что в качестве спекающей добавки используют ферромарганец и/или силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас.% от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец равно (0-1,0):(1,0-0).



 

Похожие патенты:

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к повышению нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки нефтяной залежи. Технический результат - увеличение нефтеотдачи пластов и снижение обводненности добывающих скважин, повышение эффективности охвата пласта воздействием, расширение технологических возможностей способа.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к осадко- и гелеобразующим реагентам на основе водорастворимых акриловых полимеров, предназначенным для снижения водопроницаемости неоднородных нефтяных пластов и ограничения притока вод в продуктивные скважины при разработке нефтяных месторождений заводнением.

Группа изобретений относится к способам и композициям для уменьшения количества воды, выводимой из подземных пластов, и, более конкретно, к способам и композициям для обработки подземного пласта.

Изобретение относится к способу связывания немонолитных оксидных неорганических материалов отверждаемыми композициями, а также к отвержденным композициям, которые могут быть получены указанным способом.

Раскрыта совокупность керамических частиц, содержащая множество отдельных сыпучих частиц, которая может использоваться в самых разных промышленных процессах и продуктах, включая, например, абразивные среды, как зернистое покрытие для кровельного гонта на основе битума, как фильтрующая среда для жидкостей, как заменитель песка в процессах литья по выплавляемым моделям и как пропанты при бурильных работах с погружным пневмоударником, в которых керамические частицы могут именоваться пропантами.
Изобретения относятся к бурению нефтяных и газовых скважин. Технический результат - обеспечение высоких ингибирующих и низких диспергирующих свойств бурового раствора, низкой водоотдачи, предотвращающих осыпи и обвалы, снижение увлажняющей способности раствора.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам технологической жидкости. Технологическая жидкость для перфорации и глушения нефтяных скважин содержит, мас.%: поверхностно-активное вещество комплексного действия СНПХ ПКД-515 - 0,5; формиат калия 10-50; вода техническая или морская - 49,5-89,5.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, конкретно к способам получения материалов, применяемым при креплении нефтяных и газовых скважин. Технической задачей настоящего изобретения является повышение степени сцепления волокон с цементной матрицей, что позволяет в полной мере использовать преимущества дисперсно-армированных композитов.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к огнеупорным пластичным массам, предназначенным для уплотнения зазора между футеровкой сталеразливочного ковша и обортовкой кожуха ковша и в стыках огнеупорной кладки тепловых агрегатов, ремонта и восстановления разрушенных участков огнеупорной кладки.

Настоящее изобретение относится к окислительному катализатору, способу его изготовления, способу обработки выбросов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, к системе выпуска отработавших газов и к транспортному средству.
Изобретение относится к способам получения керамических материалов, предназначенных для высокотемпературных изделий конструкционного назначения, таких как элементы камеры сгорания и соплового аппарата газотурбинного двигателя.
Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, может быть использовано при производстве фасонных изделий для работы в области средних и высоких температур, в агрессивных средах, в расплавах.

Изобретение относится к способу повышения физико-механических показателей алюмосиликатных огнеупоров с высоким содержанием Al2O3, в частности самого распространенного шамотного огнеупора.

Изобретение относится к области химической технологии и материаловедения и может быть использовано для получения керамических материалов на основе муллита. .
Огнеупор // 2448927
Изобретение относится к области производства огнеупоров с высокой излучательной способностью и предельной температурой длительного использования и может найти применение в металлургической теплотехнике, высокотемпературных установках и камерах сгорания.

Изобретение относится к составам огнеупорных безводных композиционных материалов (ОБКМ), предназначенных для уплотнения, разделения и герметизации кладок высокотемпературных агрегатов и узлов транспортирования высокотемпературных расплавов в металлургической промышленности.
Изобретение относится к производству огнеупорных изделий, а именно к составам для изготовления элементов футеровок, используемых в конструкции вагонеток туннельных печей для обжига керамических изделий, а также огнеупорных изделий, применяемых, в частности, при литье лопаток из жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей, а именно: тиглей, коробов, охранных стаканов, литейных форм и стержней сложной конфигурации, с температурой обжига 1550-1600°С.
Изобретение относится к упрочненным керамическим изделиям с высокой пористостью, пригодным для изготовления фильтров. .

Изобретение относится к технологии изготовления огнеупорных изделий для металлургической промышленности, более конкретно к системе производства огнеупорных изделий для литьевых установок, и может найти применение при изготовлении углеродсодержащих стопорных пробок, стаканов-дозаторов, стопоров-моноблоков, труб для защиты струи металла при непрерывной разливке стали и др. Система производства огнеупорных изделий содержит отделения, снабженные автоматизированным оборудованием для подготовки компонентов шихты, подготовки фосфатного связующего, смешивания компонентов шихты и связующего в виде однородной суспензии, формовки полуфабрикатов изделий и их термической обработки, блоки питания и управления. Первое отделение подготовки компонентов шихты содержит оборудование для помола компонентов шихты на основе алюмосиликатного сырья по фракциям и накопительную емкость для высокодисперсного углеродсодержащего компонента. Второе отделение подготовки фосфатного связующего содержит оборудование для получения водного раствора ортофосфорной кислоты или ее металлофосфатных соединений. Выходы первого и второго отделений через дозаторы соединены с входами третьего отделения для смешивания указанных компонентов шихты и фосфатного связующего в виде однородной суспензии, при этом выход третьего отделения соединен через первое транспортирующее средство с входом четвертого отделения для формовки полуфабрикатов изделий, включающего прессовое оборудование для заполнения и уплотнения набора типовых форм, выполненных из нержавеющей стали и оснащенных набором приспособлений для чистовой механической обработки отформованных полуфабрикатов изделий. Выход четвертого отделения соединен через второе транспортирующее средство с входом пятого отделения термической обработки полуфабрикатов, включающего последовательно соединенные сушильную камеру, туннельную обжиговую печь с возможностью поддержания в ее средней части рабочей температуры 400-500°C и леер для отжига выходящих из печи изделий для литьевых установок. Первое отделение может содержать оборудование для помола и разделения алюмосиликатного сырья по фракциям: 500-1000 мкм - 40-50%, 200-500 мкм - 10-20%, менее 200 мкм - 5-10%. Сырьевые компоненты смешивают в следующем соотношении, мас.%: алюмосиликатное сырье 74-80, алюмохромфосфатное связующее 8-16, углеродсодержащий компонент (таурит или технический углерод П-803) - остальное. Техническим результатом изобретения является создание эффективной и удобной в эксплуатации системы производства огнеупорных изделий различной номенклатуры для литьевых установок из сравнительно дешевых видов сырья, обладающих гарантированными структурными, геометрическими, механическими и теплофизическими характеристиками. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к производству проппантов, используемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта. В способе производства проппанта, включающем подготовку исходного алюмосиликатного сырья, его помол со спекающей добавкой, гранулирование шихты в смесителе-грануляторе с добавлением 3 водного раствора органического связующего, сушку, обжиг и рассев обожженных гранул, в качестве указанной спекающей добавки используют ферромарганец иили силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас. от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец, равном :. Проппант, используемый при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта, полученный в виде гранул с пикнометрической плотностью 1,8-3,2 гсм3 и размерами 0,2-4,0 мм из смеси исходного алюмосиликатного сырья, 3 водного раствора органического связующего и спекающей добавки, где в качестве спекающей добавки используют ферромарганец иили силикомарганец в суммарном количестве 0,1-7,0 мас. от массы исходного алюмосиликатного сырья при массовом соотношении ферромарганец: силикомарганец равно :. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат - снижение плотности спеченных керамических проппантов при сохранении их прочности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 35 пр., 1 табл.

Наверх