EA007864B1 - Proppants and method for the production thereof - Google Patents
Proppants and method for the production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- EA007864B1 EA007864B1 EA200600415A EA200600415A EA007864B1 EA 007864 B1 EA007864 B1 EA 007864B1 EA 200600415 A EA200600415 A EA 200600415A EA 200600415 A EA200600415 A EA 200600415A EA 007864 B1 EA007864 B1 EA 007864B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- granules
- kaolin clay
- proppants
- content
- clay
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 38
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 29
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract description 2
- AFHJQYHRLPMKHU-XXWVOBANSA-N Aloin Natural products O=C1c2c(O)cc(CO)cc2[C@H]([C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)c2c1c(O)ccc2 AFHJQYHRLPMKHU-XXWVOBANSA-N 0.000 abstract 1
- CPUHNROBVJNNPW-UHFFFAOYSA-N aloin A Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C2=CC(CO)=CC(O)=C2C(=O)C2=C(O)C=CC=C21 CPUHNROBVJNNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- AFHJQYHRLPMKHU-WEZNYRQKSA-N aloin B Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1[C@H]1C2=CC(CO)=CC(O)=C2C(=O)C2=C(O)C=CC=C21 AFHJQYHRLPMKHU-WEZNYRQKSA-N 0.000 abstract 1
- AFHJQYHRLPMKHU-UHFFFAOYSA-N isobarbaloin Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1C1C2=CC(CO)=CC(O)=C2C(=O)C2=C(O)C=CC=C21 AFHJQYHRLPMKHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- 208000002565 Open Fractures Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Область применения изобретенияThe scope of the invention
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию расклинивающих агентов (проппантов), которые используют для того, чтобы удержать от смыкания открытые трещины в подземных формациях, расположенных в зоне нефтяных, газовых и геотермальных скважин. Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к использованию легковесных (имеющих малый вес) расклинивающих агентов в операциях трещинообразования и удержания открытых трещин от смыкания.The present invention generally relates to the creation of proppants (proppants) that are used to prevent open fractures in underground formations located in the zone of oil, gas and geothermal wells from closing. More specifically, the present invention relates to the use of lightweight (light weight) proppants in cracking operations and holding open cracks from closing.
Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
В нефтяных, газовых, а также геотермальных скважинах часто становится необходимым стимулировать поток продукта, чтобы достичь экономически выгодных дебитов скважины. Например, новая скважина может иметь неприемлемо низкий дебит за счет низкой проницаемости формации или обрушения вокруг ствола скважины. Технология, которую часто используют для стимулирования такой скважины, заключается в нагнетании флюида в скважину, пока давление не возрастет до уровня, достаточного для разрыва формации, что приводит к созданию в формации трещин. Эти трещины позволяют транспортировать продукт в скважину при существенно более высокой скорости потока. Эту технологию называют трещинообразованием или гидравлическим разрывом и практикуют уже более 50 лет.In oil, gas, and geothermal wells, it often becomes necessary to stimulate product flow in order to achieve cost-effective well production. For example, a new well may have an unacceptably low flow rate due to the low permeability of the formation or collapse around the wellbore. The technology that is often used to stimulate such a well consists in pumping fluid into the well until the pressure rises to a level sufficient to break the formation, which leads to the formation of cracks in the formation. These cracks allow the product to be transported into the well at a significantly higher flow rate. This technology is called crack formation or hydraulic fracturing and has been practiced for over 50 years.
Известно также, что после разрыва формации (пласта) необходимо удерживать от смыкания вновь образованные трещины, чтобы создавать непрерывный поток газа или нефти. В противном случае, трещины будут закрываться под влиянием давления смыкания пород. Технология, которую используют для того, чтобы удерживать от смыкания трещины, заключается в нагнетании суспензии флюида, содержащей твердый порошковый материал, в формацию с разрывом.It is also known that after fracturing a formation (formation), it is necessary to prevent newly formed cracks from closing to create a continuous flow of gas or oil. Otherwise, the cracks will close under the influence of the closure pressure of the rocks. The technology that is used to keep fractures from closing is to pump a fluid suspension containing solid powder material into a fractured formation.
Используемый порошковый материал, называемый расклинивающим агентом, должен иметь достаточную прочность для того, чтобы выдерживать давление смыкания пород (напряжение, вызывающее смыкание трещины), воздействующее на трещину. Обычным видом разрушения слабого расклинивающего агента является его дробление, под воздействием сжимающего напряжения на мелкие частицы, которые могут закупоривать трещины, созданные в процессе трещинообразования. Так как давление смыкания пород, как правило, прямо пропорционально глубине, то расклинивающие агенты, которые используют в более глубоких трещинах, должны быть прочнее, чем те, которые подходят для применения на меньшей глубине.The powder material used, called a proppant, must have sufficient strength to withstand the pressure of the rock's contact (the stress causing the crack to close) acting on the crack. A common type of destruction of a weak proppant is its crushing, under the influence of compressive stress on small particles, which can clog cracks created during crack formation. Since the closure pressure of the rocks, as a rule, is directly proportional to the depth, proppants that are used in deeper cracks should be stronger than those suitable for use at a shallower depth.
Расклинивающие наполнители обычно классифицируют по трем градациям: расклинивающие наполнители легкого веса (Ь\УР). расклинивающие наполнители промежуточной градации (ΙΡ) и расклинивающие наполнители высокой прочности (Η8Ρ). Расклинивающие наполнители легкого веса подходят для использования в диапазоне напряжений, вызывающих смыкание трещины, составляющих ориентировочно от меньше чем 1000 ρβί (фунт на квадратный дюйм) до ориентировочно 8000 ρβί, расклинивающие наполнители промежуточной градации подходят для использования при напряжениях ориентировочно до 10000 ρκΐ, а расклинивающие наполнители высокой прочности могут быть использованы при напряжениях свыше 12000 ρβί.Proppants are generally classified according to three grades: light weight proppants (L \ UR). intermediate grade proppants (ΙΡ) and high strength proppants (Η8Ρ). Light weight proppants are suitable for use in a range of stresses that cause crack closure, ranging from less than about 1000 ρβί (pounds per square inch) to about 8000 ρβί, intermediate grade proppants are suitable for use with voltages of up to about 10000 ρκΐ, and proppants high strength can be used at voltages above 12000 ρβί.
Проппанты легкого веса используются с учетом выдерживаемых ими без критического разрушения напряжений на глубинах не свыше 3,5 км.Light weight proppants are used taking into account the stresses they withstand without critical destruction at depths not exceeding 3.5 km.
Хотя при таких напряжениях и глубинах могут использоваться природные расклинивающие агенты, например песок, что имело место длительное время, искусственные расклинивающие агенты рассматриваются сейчас, как более предпочтительные, хотя, естественно, имеют более высокую стоимость.Although natural proppants, such as sand, which has taken place for a long time, can be used at such stresses and depths, artificial proppants are now considered more preferable, although, of course, have a higher cost.
Сферические гранулы одинакового размера обычно считают наиболее эффективными расклинивающими агентами, обеспечивающими максимальную пропускную способность (см. например, патент США № 4623630). В соответствии со стандартом Американского нефтяного института (ΑΡΙ) требуется, чтобы диапазоны размеров частиц (гранул) проппантов находились в достаточно узких определенных границах. Например, диапазоны размеров частиц должны быть определены в соответствии с такими обозначениями размеров ячейки сит, как 40/70, 30/50, 20/40, 16/30, 16/20 и 12/18. Первое число в этом обозначении относится к размеру ячейки стандартного (для США) самого крупного (верхнего) сита, а второе число - к размеру самого мелкого (нижнего) сита, при этом требуется, чтобы 90% всех гранул при просеивании удерживались между верхним и нижним ситами.Spherical granules of the same size are usually considered the most effective proppants, providing maximum throughput (see, for example, US patent No. 4623630). In accordance with the standard of the American Petroleum Institute (ΑΡΙ) it is required that the proppant particle (granule) size ranges be within sufficiently narrow defined boundaries. For example, particle size ranges should be determined in accordance with such designations of mesh cell sizes as 40/70, 30/50, 20/40, 16/30, 16/20 and 12/18. The first number in this designation refers to the size of the standard (for the USA) sieve of the largest (top) sieve, and the second number refers to the size of the smallest (lower) sieve, while it is required that 90% of all granules are sieved between the upper and lower sieves.
Существуют две взаимосвязанные характеристики проппантов, которые, в основном, и определяют их качество: прочность на раздавливание (или противоположная ей характеристика - дробимость под сжимающим напряжением) и их пропускная способность (проницаемость для жидкости и газа).There are two interrelated characteristics of proppants, which mainly determine their quality: crushing strength (or the opposite characteristic — crushability under compressive stress) and their throughput (permeability to liquid and gas).
Чем выше дробимость проппантов, тем меньше их пропускная способность при одних и тех же сжимающих напряжениях. Так, для легковесных проппантов, к которым, в основном, относится настоящее изобретение, используемых на небольших глубинах, дробимость не должна превышать 7,0% при напряжении 7500 ρβί (7,5 к) и 10% при напряжении 10000 ρβί (10 к).The higher the proppant crushability, the lower their throughput at the same compressive stresses. So, for lightweight proppants, which mainly relates to the present invention, used at shallow depths, crushability should not exceed 7.0% at a voltage of 7500 ρβί (7.5 k) and 10% at a voltage of 10000 ρβί (10 k) .
В состав искусственных проппантов, используемых в последнее время, обычно входят глинозем (оксид алюминия) и кремнезем (оксид кремния) в различных соотношениях. Считается, что именно содержание этих оксидов в гранулах главным образом определяет эксплутационные характеристики проппантов. Оксид алюминия придает проппантам прочность, которая необходима для сохранения целостно- 1 007864 сти гранул, испытывающих при их использовании сжимающие напряжения, оксид кремния влияет на эластичность материала, имеющую определяющее значение для формирования гранул.The composition of artificial proppants, recently used, usually includes alumina (aluminum oxide) and silica (silicon oxide) in various proportions. It is believed that it is the content of these oxides in the granules that mainly determines the operational characteristics of proppants. Alumina gives proppants the strength necessary to maintain the integrity of the pellets that experience compressive stresses when using them, and silica affects the elasticity of the material, which is crucial for the formation of granules.
Широко используемым алюмокремниевым сырьем для изготовления проппантов являются каолины (каолиновые глины) (патенты США № 5030603 и № 5188175, патенты Российской Федерации № 2140874, 2140875 и 2215712).Widely used aluminosilicon raw materials for the manufacture of proppants are kaolins (kaolin clays) (US patent No. 5030603 and No. 5188175, Russian patents No. 2140874, 2140875 and 2215712).
Типичный способ изготовления гранул проппантов из каолина включает в себя следующие этапы:A typical method for the manufacture of kaolin proppant granules includes the following steps:
а) обогащение каолиновой глины природного месторождения,a) enrichment of kaolin clay of a natural deposit,
б) сушка глины,b) drying the clay,
в) кальцинирование глины,c) clay calcination,
г) помол кальцинированной глины,g) grinding calcined clay,
д) гранулирование,d) granulation,
е) сортировка сырых гранул,e) sorting of raw granules,
ж) обжиг (спекание) гранул,g) firing (sintering) of granules,
з) сортировка спеченных гранул.h) sorting of sintered granules.
Под обогащением каолиновой глины понимается удаление из нее определенной части кремнезема, содержащегося в песке и других примесях, отделяемых в процессе обогащения. При этом преследуется цель: повысить относительное содержание в исходном материале оксида алюминия (А12О3), который, как указано выше, придает проппантам прочность.The enrichment of kaolin clay refers to the removal from it of a certain part of the silica contained in sand and other impurities separated in the enrichment process. The goal is to increase the relative content in the starting material of aluminum oxide (A1 2 O 3 ), which, as indicated above, gives the proppants strength.
Используются 2 метода обогащения глины: сухой и мокрый.2 methods of clay enrichment are used: dry and wet.
При мокром способе добытую глину предварительно измельчают до получения кусков величиной около 2 дюймов (около 5 см). Затем к глине добавляют воду, водные диспергаторы и модификаторы рН и производят перемешивание (или разминание). После перемешивания или разминания производят удаление песка, камней и слюды с использованием гравитационного осаждения (пескоулавливателей, а также сетчатых фильтров и гидроциклонов).In the wet process, the mined clay is pre-crushed to form pieces of about 2 inches (about 5 cm). Then water, aqueous dispersants and pH modifiers are added to the clay and mixing (or kneading) is carried out. After mixing or kneading, sand, stones and mica are removed using gravity sedimentation (sand traps, as well as strainers and hydrocyclones).
На этом этапе суспензия иногда разбавляется до содержания сухого вещества < 30% для возможности осуществления дополнительных процессов обогащения, таких как озонирование (органическое удаление), флотация или магнитное обогащение.At this stage, the suspension is sometimes diluted to a dry matter content of <30% to enable additional enrichment processes, such as ozonation (organic removal), flotation, or magnetic enrichment.
После этого суспензия поступает в фильтр-пресс для удаления избыточной воды и увеличения содержания сухого вещества до 40-45% до сушки. Затем каолин поступает в механическую сушилку.After this, the suspension enters the filter press to remove excess water and increase the dry matter content up to 40-45% before drying. Then kaolin enters the mechanical dryer.
При сухом способе обогащения каолина предварительно измельченная и просушенная глина флотируется воздухом для удаления как крупных, так и мелких частиц песка, а также слюды.In the dry method of enriching kaolin, pre-crushed and dried clay is floated with air to remove both large and small particles of sand, as well as mica.
Обогащение глины является энергоемким и дорогостоящим процессом. Стоимость обогащения каолиновой глины в настоящее время составляет около 50 долларов США за 1 т.Enriching clay is an energy-intensive and expensive process. The cost of enriching kaolin clay is currently about 50 US dollars per 1 ton.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание процесса получения гранул проппантов с меньшими затратами на их изготовление.The objective of the present invention is to provide a process for producing proppant granules with lower manufacturing costs.
Другой задачей настоящего изобретения является создание процесса получения гранул проппантов с меньшими затратами, но с обеспечением при этом их необходимой прочности, по крайней мере, требуемой для легковесных проппантов.Another objective of the present invention is to provide a process for producing proppant granules at a lower cost, but at the same time providing their necessary strength, at least required for lightweight proppants.
Эти задачи решаются настоящим изобретением, сущность которого определяется неожиданно обнаруженной его авторами возможности отказа от обязательного проведения обогащения каолиновой глины при ее определенных характеристиках. Авторы в ходе экспериментов обнаружили, что при содержании оксида алюминия (А12О3) в каолиновой глине (после кальцинирования) около 40 вес.% и более, можно получить гранулы легковесного проппанта необходимой прочности без предварительного обогащения глины.These problems are solved by the present invention, the essence of which is determined by the unexpectedly discovered by its authors the possibility of refusal from the mandatory enrichment of kaolin clay with its certain characteristics. The authors during the experiments found that when the content of aluminum oxide (A1 2 O 3 ) in kaolin clay (after calcination) is about 40 wt.% Or more, granules of lightweight proppant of the required strength can be obtained without preliminary enrichment of clay.
Известный уровень техники не подсказывает такой возможности. Напротив, например, в патентах Российской Федерации № 2203248 и 2166079, в которых раскрывается изготовление проппантов из каолиновой глины с содержанием А12О3 выше 40% (40,4% в патенте №2203248 и 41-43% в патенте №2166079) указывается на проведение ее обогащения перед последующей обработкой.The prior art does not suggest such a possibility. On the contrary, for example, in patents of the Russian Federation No. 2203248 and 2166079, which disclose the manufacture of proppants from kaolin clay with an Al 2 O 3 content higher than 40% (40.4% in patent No. 2203248 and 41-43% in patent No. 2166079) indicate to carry out its enrichment before subsequent processing.
Раскрытие изобретенияDisclosure of Invention
Способ изготовления проппантов в соответствии с настоящим изобретением заключается в следующем.A method of manufacturing proppants in accordance with the present invention is as follows.
Добытая из природного месторождения каолиновая глина, не подвергаясь никакой обработке по ее обогащению, то есть вместе с песком и другими неизбежными примесями, подвергается термической обработке, а именно подсушивается и затем кальцинируется при температуре до 1000°С. При этом происходит удаление кристаллизационной воды (дегидратация) и органических составляющих. После этого производят помол кальцинированной глины в ротационных мельницах до размера частиц около 10 мкм. Далее сырье поступает на воздушный классификатор, где происходит отсев фракций, превышающих заданный размер. Следующая стадия процесса - гранулирование, обычно с использованием смесителя гранулятора Είποίι. в ходе которого массу перемешивают, добавляют при необходимости органический пластификатор, чаще всего натуральный крахмал, и воду и получают сферические гранулы заданного размера. Полученные гранулы сортируют и те из них, которые отвечают требованиям в отношении ихThe kaolin clay extracted from a natural deposit, without undergoing any processing to enrich it, that is, together with sand and other unavoidable impurities, is subjected to heat treatment, namely, it is dried and then calcined at temperatures up to 1000 ° С. In this case, crystallization water (dehydration) and organic components are removed. After this, the calcined clay is ground in rotary mills to a particle size of about 10 microns. Further, the raw material enters the air classifier, where screenings of fractions exceeding the specified size occur. The next stage of the process is granulation, usually using a Είποίι granulator mixer. during which the mass is mixed, organic plasticizer is added, if necessary, most often natural starch, and water, and spherical granules of a given size are obtained. The resulting granules are sorted and those that meet the requirements for their
- 2 007864 размера, подвергают обжигу (спеканию) при температуре от 1100 до 1590°С в течение ориентировочно от 45 мин до 1 ч в барабанной печи. Спеченные гранулы проходят дополнительную сортировку. Сырье, отличающееся от заданного размера, возвращают на стадию гранулирования.- 2 007864 size, subjected to firing (sintering) at a temperature of from 1100 to 1590 ° C for about 45 minutes to 1 hour in a rotary kiln. Sintered granules are further sorted. Raw materials other than a predetermined size are returned to the granulation step.
Полученный описанным способом расклинивающий агент имеет вид твердых, по существу, сферических гранул (имеющих среднее отношение минимального диаметра к максимальному более 0,7).The proppant obtained by the described method has the form of solid, essentially spherical granules (having an average ratio of minimum to maximum diameter greater than 0.7).
Далее изобретение будет описано со ссылками на примеры, не имеющие ограничительного характера.The invention will now be described with reference to non-limiting examples.
Пример 1.Example 1
Для приготовления гранул описанным выше способом использовалась каолиновая глина из природного месторождения на Украине следующего химического состава (здесь и далее дается химический состав материала после его кальцинирования): Л120з - 43,37; 8ίΘ2 - 54,16; Т1О2 - 0,64; Ре2О3 -0,46; СаО 0,67; МдО - 0,18. Сырая, не прошедшая обогащения глина была подвергнута кальцинированию при температуре около 900°С, после чего из нее были приготовлены сферические гранулы гранулометрического состава 20/40, которые были спечены при температуре около 1500°С. Полученные гранулы имели объемную плотность, равную 1,49 г/сс. Приготовленные гранулы были подвергнуты прочностным испытаниям по методике Американского нефтяного института (ΑΡΙ) при нагрузке 10000 рб (10 к). Полученное значение дробимости гранул составило 8,1 вес.%. Таким образом, гранулы, приготовленные из каолина, не подвергнутого обогащению, удовлетворяли требованиям, предъявляемым к легковесным проппантам. Их дробимость не должна превышать 10% при нагрузке 10 к.For the preparation of granules in the manner described above, kaolin clay was used from a natural deposit in Ukraine with the following chemical composition (hereinafter, the chemical composition of the material after its calcination is given): Л1 2 0з - 43.37; 8ίΘ 2 - 54.16; T1O 2 0.64; Re 2 O 3 -0.46; CaO 0.67; MdO - 0.18. Raw clay that did not undergo enrichment was calcined at a temperature of about 900 ° C, after which spherical granules with a particle size of 20/40 were prepared from it, which were sintered at a temperature of about 1500 ° C. The resulting granules had a bulk density of 1.49 g / ss. The prepared granules were subjected to strength tests by the method of the American Petroleum Institute (ΑΡΙ) at a load of 10,000 rb (10 k). The obtained value of the crushability of the granules was 8.1 wt.%. Thus, granules prepared from non-enriched kaolin met the requirements for lightweight proppants. Their crushability should not exceed 10% at a load of 10 k.
Пример 2.Example 2
Для приготовления гранул использовалась каолиновая глина из другого месторождения на Украине следующего химического состава: А12О3 - 46,60; 8ί02 - 52,69; ΤίΟ2 - 1,43; Ре2О3 - 0,82; К2О - 0,12; СаО 0,12; МдО - 0,06, не прошедшая перед термической обработкой процесса обогащения. Кальцинирование глины и спекание гранул проводились в условиях, аналогичных проведенным в примере 1. Дробимость гранул при прочностных испытаниях под нагрузкой 10 к составила 6,6%, то есть была много ниже допустимой (10%).For the preparation of granules, kaolin clay from another deposit in Ukraine of the following chemical composition was used: A1 2 O 3 - 46.60; 8ί0 2 - 52.69; ΤίΟ 2 - 1.43; Re 2 About 3 - 0.82; K 2 O - 0.12; CaO 0.12; MdO - 0.06, not passed before the heat treatment of the enrichment process. Clay calcination and sintering of the granules were carried out under conditions similar to those carried out in Example 1. The crushability of the granules during strength tests under a load of 10 k was 6.6%, that is, it was much lower than acceptable (10%).
Пример 3.Example 3
Аналогично примерам 1 и 2 были приготовлены гранулы из каолиновой глины из одного из месторождений в штате Джорджия (США), имеющей следующий химический состав: А12О3 - 45,77; §Ю2 50,68; Т1О2 - 2,16; Ре2О3 - 0,99; К2О - 0,07; СаО - 0,20; МдО - 0,10. Прочностные испытания гранул, проведенные под нагрузкой 7500 рег (7,5 к), дали значение дробимости гранул 4,0% при допустимых 7,0.Similarly to examples 1 and 2, kaolin clay granules were prepared from one of the deposits in the state of Georgia (USA), having the following chemical composition: A1 2 O 3 - 45.77; §U 2 50.68; T1O 2 - 2.16; Re 2 O 3 - 0.99; K 2 O - 0.07; CaO - 0.20; MdO - 0.10. Strength tests of granules, carried out under a load of 7500 reg (7.5 k), gave a granularity value of granules of 4.0% with a permissible 7.0.
Пример 4.Example 4
Аналогично предыдущим примерам были изготовлены гранулы из каолиновой глины из другого месторождения, находящегося в Китае, имеющей следующий химический состав: А12О3 - 46,63; §1О2 49,26; Т1О2 - 2,45; Ре2О3 - 1,24; К2О - 0,19; СаО - 0,10; МдО - 0,07. Прочностные испытания гранул, проведенные под нагрузкой 7,5 к, дали значение дробимости гранул 1,1% при допустимых 7,0%.Similarly to the previous examples, kaolin clay granules were made from another deposit located in China, having the following chemical composition: A1 2 O 3 - 46.63; §1O 2 49.26; T1O 2 - 2.45; Re 2 O 3 - 1.24; K 2 O - 0.19; CaO - 0.10; MdO - 0.07. The strength tests of the granules, carried out under a load of 7.5 k, gave a granulability of granules of 1.1% with an allowable 7.0%.
Приведенные примеры иллюстрируют возможность получения легковесных проппантов необходимой прочности из каолиновой глины, не прошедшей предварительного обогащения.The above examples illustrate the possibility of obtaining lightweight proppants of the required strength from kaolin clay that has not undergone preliminary enrichment.
Содержание А12О3 в глине во всех этих примерах превышает значение 40 вес.%.The content of Al 2 O 3 in clay in all these examples exceeds 40 wt.%.
Далее приведены сравнительные примеры, относящиеся к использованию каолиновых глин с содержанием А12О3 несколько ниже и существенно ниже 40 вес.%.The following are comparative examples related to the use of kaolin clay with A12O3 content slightly lower and significantly lower than 40 wt.%.
Пример 5.Example 5
В аналогичных с примерами 1-4 условиях были приготовлены гранулы из необогащенной каолиновой глины из месторождения в штате Техас (США). Химический состав глины имел вид: А12О3 - 39,20; §1О2 - 57,70; Т1О2 - 0,62; Ре2О3 - 0,83; К2О - 1,09; СаО - 0,08; МдО - 0,17. Прочностные испытания гранул под нагрузкой 10 к дали значение дробимости 10,6 %, то есть гранулы не удовлетворяли установленному значению прочности для легковесных проппантов в 10%.In similar conditions to Examples 1-4, granules were prepared from unenriched kaolin clay from a deposit in the state of Texas (USA). The chemical composition of clay was: A1 2 O 3 - 39.20; §1O 2 - 57.70; T1O 2 0.62; Re 2 About 3 - 0.83; K 2 O - 1.09; CaO - 0.08; MdO - 0.17. Strength tests of granules under a load of 10 k gave a crushing value of 10.6%, that is, the granules did not meet the specified strength value for lightweight proppants of 10%.
Пример 6.Example 6
Были приготовлены гранулы из необогащенной каолиновой глины, взятой из одного из канадских месторождений, с содержанием: А12О3 - 28,40; §Ю2 - 67,40; Т1О2 - 1,09; Ре2О3 - 1,35; К2О - 1,15; СаО 0,06; МдО - 0,46.Granules were prepared from unenriched kaolin clay taken from one of the Canadian deposits, with a content of: A1 2 O 3 - 28.40; §U 2 - 67.40; T1O 2 - 1.09; Re 2 O 3 - 1.35; K 2 O - 1.15; CaO 0.06; MdO - 0.46.
Прочностные испытания гранул под нагрузкой 7,5 к дали значение дробимости в 12,9%, то есть почти в 2 раза выше допустимого (7,0%)Strength tests of granules under a load of 7.5 k gave a crushing value of 12.9%, that is, almost 2 times higher than permissible (7.0%)
Приведенные примеры иллюстрируют, во-первых, возможность использования для изготовления расклинивающих агентов каолиновых глин без их предварительного обогащения; во-вторых, граничное условие, при котором это возможно - содержание А12О3 в глине должно быть более 40 вес.%.The above examples illustrate, firstly, the possibility of using kaolin clays for the manufacture of proppants without their preliminary enrichment; secondly, the boundary condition under which this is possible - the content of A1 2 O 3 in the clay should be more than 40 wt.%.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200600415A EA200600415A1 (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | PROPPANTS AND METHOD OF THEIR PRODUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200600415A EA200600415A1 (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | PROPPANTS AND METHOD OF THEIR PRODUCTION |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA007864B1 true EA007864B1 (en) | 2007-02-27 |
| EA200600415A1 EA200600415A1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=42121394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200600415A EA200600415A1 (en) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | PROPPANTS AND METHOD OF THEIR PRODUCTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA200600415A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7615172B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-10 | Carbo Ceramics, Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
| US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
| US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521680C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-07-10 | Карбо Керамикс Инк. | Proppant and its application |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5030603A (en) * | 1988-08-02 | 1991-07-09 | Norton-Alcoa | Lightweight oil and gas well proppants |
| US5120455A (en) * | 1982-10-28 | 1992-06-09 | Carbo Ceramics Inc. | Hydraulic fracturing propping agent |
| US5188175A (en) * | 1989-08-14 | 1993-02-23 | Carbo Ceramics Inc. | Method of fracturing a subterranean formation with a lightweight propping agent |
| RU2191169C1 (en) * | 2001-11-23 | 2002-10-20 | Закрытое акционерное общество "Тригорстроймонтаж" | Charge and method of producing granulated chamotte used as wedging agent |
| RU2244695C1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Кмк" | Method of manufacturing high-strength ceramic granules |
| RU2261847C1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Алтайская сырьевая компания" | Method of preparing propping agent to perform hydraulic fracturing of formation |
-
2006
- 2006-03-14 EA EA200600415A patent/EA200600415A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120455A (en) * | 1982-10-28 | 1992-06-09 | Carbo Ceramics Inc. | Hydraulic fracturing propping agent |
| US5030603A (en) * | 1988-08-02 | 1991-07-09 | Norton-Alcoa | Lightweight oil and gas well proppants |
| US5188175A (en) * | 1989-08-14 | 1993-02-23 | Carbo Ceramics Inc. | Method of fracturing a subterranean formation with a lightweight propping agent |
| RU2191169C1 (en) * | 2001-11-23 | 2002-10-20 | Закрытое акционерное общество "Тригорстроймонтаж" | Charge and method of producing granulated chamotte used as wedging agent |
| RU2244695C1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Кмк" | Method of manufacturing high-strength ceramic granules |
| RU2261847C1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Алтайская сырьевая компания" | Method of preparing propping agent to perform hydraulic fracturing of formation |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7825053B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-11-02 | Carbo Ceramics Inc. | Sintered spherical pellets |
| US7615172B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-10 | Carbo Ceramics, Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
| US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
| US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
| US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200600415A1 (en) | 2007-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9234127B2 (en) | Angular abrasive proppant, process for the preparation thereof and process for hydraulic fracturing of oil and gas wells | |
| US7067445B2 (en) | Extended particle size distribution ceramic fracturing proppant | |
| RU2344155C2 (en) | Proppant on basis of aluminium silicates, method of its preparation and method of its application | |
| CA1330255C (en) | Lightweight proppants for oil and gas wells and methods for making and using same | |
| RU2750952C2 (en) | Sintered spheres, method for their production and their use | |
| RU2694363C1 (en) | Ceramic proppant and its production method | |
| US10457859B2 (en) | Proppant for use in hydraulic fracturing to stimulate a well | |
| US20080009425A1 (en) | Proppant and method of forming proppant | |
| EA012824B1 (en) | Sintered spherical pellets for gas and oil wells and a method of fracturing | |
| RU2516421C2 (en) | Complex of ceramic particles and method of its production (versions) | |
| AU2018200659A1 (en) | Proppant Material Incorporating Fly Ash and Method of Manufacture | |
| CN112500170B (en) | Low-density silicon carbide-based complex-phase ceramsite proppant and preparation method thereof | |
| US20160053162A1 (en) | Method of manufacturing of light ceramic proppants and light ceramic proppants | |
| US20170226410A1 (en) | Proppant Material Incorporating Fly Ash and Method of Manufacture | |
| US20170275209A1 (en) | Addition of mineral-containing slurry for proppant formation | |
| US20180305610A1 (en) | Method for preparing bauxite and/or kaolin for use in ceramic proppants | |
| EA007864B1 (en) | Proppants and method for the production thereof | |
| WO2015047116A1 (en) | Ceramic proppants of medium strength and a method for manufacturing thereof | |
| EA008825B1 (en) | Proppants and method for producing thereof | |
| RU2521680C1 (en) | Proppant and its application | |
| CN109293346A (en) | A kind of low-density petroleum fracturing propping agent and preparation method thereof | |
| WO2014011066A1 (en) | Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants | |
| RU2623751C1 (en) | Manufacturing method of light-weight siliceous proppant and proppant | |
| RU2650149C1 (en) | Feed for manufacturing of light-proof silicon proppant and proppant | |
| RU2653200C1 (en) | Feed for manufacturing of light-proof silicon proppant and proppant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM MD TM |
|
| QB4A | Registration of a licence in a contracting state | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ BY KZ KG TJ |
|
| QZ4A | Registered corrections and amendments in a licence | ||
| QB4A | Registration of a licence in a contracting state | ||
| QC4A | Termination of a registered licence in a contracting state | ||
| QB4A | Registration of a licence in a contracting state |