Технология получения пропантов высокой прочности

Автомонова Ю.К., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Пропанты представляют собой высокопрочные керамические гранулы, которые используются в нефтедобывающей промышленности для повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидроразрыва пласта. По внешнему виду пропанты – серый песок размером крупного макового зерна. Каждая гранула это элементарное керамическое изделие, полученное путем высокотемпературного обжига глинозема. При этом гранулы приобретают высокую механическую прочность: один квадратный сантиметр этого песка удерживает не разрушаясь до 8 тонн груза. Порошок пропанта под давлением закачивается в нефтяные или газовые пласты. На глубине, расширяя эти пласты между собой, пропанты удерживают их как домкраты, обеспечивая выкачивание без остатка нефть и газ из скважин.

Условия службы определяют основные функциональные свойства пропантов, которые должны выдерживать высокие пластовые давления и противостоять корродирующему действию агрессивной среды (кислых газов, солевых растворов).

Основным сырьевым компонентом используемым при производстве пропантов являются огнеупорные глины с низким содержанием железа.

В частности, для получения пропантов с насыпной плотностью 1,47 - 1,50 г/см , выдерживающих разрушающие давления до 52 МПа, содержание в глине Si02 должно быть в пределах 25—28%, А1203 —42-48 %, Fe203 — 5-10 %;

Пропанты должны соответствовать определенным показателям, одним из основных является растворимость в смеси кислот HF и HCl (не более 6%). Согласно проведенным экспериментам выявлена прямая зависимость содержания Fe2O3 в глинах и показателя растворимость в кислотах пропантов, т.е. с увеличением содержания Fe2O3 происходит увеличение растворимости пропантов. Критическим значением содержания Fe2O3 в глинах является 7,0%.

В настоящее время на территории России практически нет широкомасштабного производства керамических пропантов (за исключением Боровичского комбината огнеупоров, Новгородская область, ООО «Форэс», Свердловская обл., ЗАО «Южноуральский завод строительной керамики», Челябинская обл.), в связи с чем большинство отечественных предприятий нефтегазодобывающей отрасли вынуждены закупать такого рода продукцию за рубежом, поэтому разработка новых месторождений и эффективное использование имеющихся скважин может и должно вестись с применением инновационных технологий с применением пропантов. Следовательно, актуальным является проведение исследования огнеупорных глин с низким содержанием железа в производстве технологии получения пропантов высокой прочности.