Лабораторный анализ и испытание пропантов
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР АО «БКО»
Мы ежегодно тестируем наши пропанты в лабораториях Core Lab Inc. и FracТech Laboratories начиная с 1998 г. Наша компания участвует в работе Консорциума пропантов при STIM-LAB, Inc. и разработке международного стандарта по пропантам под эгидой ISO;
В 2003 г. система качества сертифицирована на соответствие требованиям Американского Института Нефти (API) Q1. Ежегодно проводится аудит на соответствие спецификации Q1.
 |
 |
 |
 |
 |
| Электронный сканирующий микроскоп |
Система оптической микроскопии |
Установка определения долгосрочной проводимости |
Рентгеновский дифрактометр ДРОН-6 |
Рентгеновский спектрометр СРМ-25 |
АЛЮМОСИЛИКАТНЫЕ ПРОПАНТЫ
Отличительные особенности алюмосиликатных пропантов
- Химическая инертность:
- Устойчивость к воздействию как кислот, так и щелочей;
- Нерастворимость в солевых растворах.
- Совместимость с жидкостями ГРП:
- pH нейтральный материал;
- отсутствие химического взаимодействия с компонентами песконесущих жидкостей ГРП.
- Возможность изменения плотности за счет изменения состава сырьевой смеси:
- истинная плотность высокопрочных пропантов из спеченного боксита 3,5 г/см3;
- истинная плотность «легких» пропантов на основе каолинита 2,7 г/см3.
Все ведущие зарубежные производители пропантов изготавливают алюмосиликатные пропанты.
ПРОПАНТЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
| Наименование показателей | Рекомендации API RP-60, требования ГОСТ Р 51761-2005 |
Полученные средние значения | ||
| Отечественные производители | ||||
| Алюмо- силикатные |
Сверхлегкий пропант на основе оксида магния | Пропант на основе оксида магния | ||
| Сопротивление раздавливанию(массовая доля разрушенных гранул), %, при давлении | ||||
| 51,7 МПа (7 500 p.s.i.) | Не более 25 | 5.1 | 8.3 | 5.7 |
| 68,9 МПа (10 000 p.s.i.) | 10.4 | 15.4 | 10.6 | |
| 86,2 МПа (12 500 p.s.i.) | 15.2 | 18.8 | 18.1 | |
| 103,4 МПа (15 000 p.s.i.) | 22.9 | 22.8 | 26.8 | |
| Ситовой анализ, % мас. Остаток на сите № 12 (1,70 мм) | Не более 0,1 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Остаток на сите № 16 (1,18 мм) | Не нормируется |
0.3 | 4.7 | 0.9 |
| Остаток на сите № 18 (1,00 мм) | Не нормируется |
32.4 | 47.1 | 27.7 |
| Остаток на сите № 20 (0,84 мм) | 45.3 | 31.2 | 56.5 | |
| Остаток на сите № 25 (0,71 мм) | 17.9 | 14.3 | 14.5 | |
| Остаток на сите № 30 (0,60 мм) | 4.1 | 2.7 | 0.4 | |
| Остаток на сите № 40 (0,425 мм) | Не более 1,0 | 0.0 | 0.2 | 0.0 |
| Содержание основной фракции, % мас | Не менее 90 | 99.7 | 95.3 | 99.1 |
| Сферичность (по Крумбейну и Слоссу) | Не менее 0.7 | 0.88 | 0.88 | 0.98 |
| Округлость (по Крумбейну и Слоссу) | Не менее 0.7 | 0.85 | 0.86 | 0.87 |
| Растворимость в смеси кислот HCl/HF в соотношении 12:3, % мас. | Не более 6 (согласно ГОСТ Р 51761-2005) |
4.7 | 20.8 | 10.2 |
| Плотность насыпная, г/см3 | Не нормируется |
1.82 | 1.31 | 1.54 |
| Удельная активность естественных нуклидов, Бк/кг | 370 (СП2.6.1.758-99) | 201±18 | 227±21 | 238±23 |
| МИКРОСТРУКТУРА ПРОПАНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ | ||
| Алюмосиликатные пропанты | Пропанты на основе оксида магния | Сверхлегкий пропанта на основе оксида магния |
 |
 |
 |
| Структура алюмосиликатных пропантов | Структура пропантов на основе оксида магния | Следы пропитки полимерным материалом пропантов на основе оксида магния |
 |
 |
 |
|
|
Относительно высокие прочностные характеристики пропантов на основе оксида магния обусловлены не совершенством микроструктуры, а применением полимерного покрытия. Скол гранулы с фрагментом поверхности |
 |
 |
 |
| Структурная схема гранулы сверхлегкого пропанта на основе оксида магния | Долговременная проводимость | Долговременная проницаемость |
 |
 |
 |
| Ширина остаточного слоя пропантов 16/30 Алюмосиликатного пропанта и пропанта на основе окисда магния | Что получают потребители используя алюмосиликатный пропант и пропант на основе оксида магния | Относительные показатели насыпной плотности и проницаемости представленных пропантов (за 1 принят алюмосиликатный пропант, имеющий наивысшие показатели по плотности и проницаемости) |
| ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА ПРОПАНТОВ | ||
 |
 |
|
| Кинетика растворимости пропантов в смеси кислот (hcl : hf = 12:3) | Сопротивление раздавливанию пропантов после обработки в смеси кислот (HCl : HF = 12:3 – выдержка 0,5 ч) | |
| СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОПАНТОВ ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ | |||
| Алюмосиликатный пропант | Пропант на основе оксида магния | Сверхлегкий пропант на основе оксида магния | |
| До кислотной обработки |
 |
|
 |
| после обработки |  |
 |
 |
ВЫВОДЫ
1.Высокая растворимость в кислотах пропантов на основе оксида магния обуславливается их химическим и вещественным (фазовым) составом. Имея форстеритовую основу в своём составе, они являются заведомо химически неустойчивыми к воздействию кислой среды, вследствие повышенной реакционной способности к кислотам магнезиального материала.
2.При том, что насыпная плотность пропантов на основе оксида магния ниже, чем пропантов на основе оксида алюминия, проницаемость упаковки при рабочем давлении 6000 p.s.i. при использовании более легких пропантов снижается более чем в 2 раза. В итоге снижение дебита скважины после ГРП не перекрывается эффектом снижения массы используемого пропанта на основе оксида магния.