CC BY
7
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
Научная статья УДК 666.32/36
http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2024-1-119-127
Исследование свойств гранул алюмосиликатных пропантов, синтезированных на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения, и различных модифицирующих добавок
А.А. Чумаков, Е.А. Яценко
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова,
г. Новочеркасск, Россия
Аннотация. Описана проблема повышения дебита разрабатываемых старых и новых нефтяных скважин с применением горизонтального бурения с гидравлическим разрывом пласта. Представлена классификация расклинивающих материалов (пропантов) в зависимости от глубины залегания нефтяных пластов. Описано образование бурового шлама в процессе гидравлического разрыва пласта, приведен его состав. Показано, что буровой шлам оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Цель работы -переработка бурового шлама и использование его для синтеза силикатных материалов - алюмосиликатных пропантов. Проанализированы работы в области пропантов, выделены их основные технологические характеристики. На основе проведенных ранее исследований из полученного компонентного состава синтезированы гранулы алюмосиликатных пропантов на основе бурового шлама Восточно -Чумаковского нефтяного месторождения (более 80 % по массе) и различных модифицирующих добавок (стеклобой марки БТ-1, технический глинозем марки ГК и фторид натрия). Проведены физико -химические исследования синтезированных пропантов (химический состав, дериватографические и фазовые исследования, исследования микроструктуры). В результате получено, что основными фазами в синтезируемых пропантах является муллит и волластонит игольчатого типа, а также стеклофаза, образовавшаяся в результате плавления легкоплавких добавок (порошка стекла и фторида натрия). Исследованы технологические характеристики синтезированных пропантов.
Ключевые слова: алюмосиликатный пропант, нефтеотдача, сферичность, прочность, растворимость, буровой шлам
Благодарность: авторы статьи выражают благодарность коллективу ЦКП «Нанотехнологии» ЮРГПУ (НПИ) в проведении дериватографических исследований, определению фазового состава и микроструктуры алюмосиликатных пропантов.
Для цитирования: Чумаков А.А., Яценко Е.А. Исследование свойств гранул алюмосиликатных пропантов, синтезированных на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения, и различных модифицирующих добавок // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2024. № 1. С. 119-127. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2024-1-119-127.
Original article
Research of the properties of aluminum silicate proppant granules synthesized based on drilling wastes of the Vostochno-Chumakovskoe oil field and various modifying additives
A.A. Chumakov, E.A. Yatsenko
Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia
Abstract. The problem of increasing the production rate of developed old and new oil wells using horizontal drilling with hydraulic fracturing is described. A classification of propрant materials (propрants) is presented depending on the depth of oil formations. The formation of drill cuttings during hydraulic fracturing is described and its composition is given. It has been shown that drill cuttings have a negative impact on the environment. In this regard, the goal of
© ЮРГПУ (НПИ), 2024
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
the work was set - processing drill cuttings and using it for the synthesis of silicate materials - aluminosilicate proppants. The work in the field of proppants is analyzed, their main technological characteristics are highlighted. Based on previous studies, from the obtained component composition, granules of aluminosilicate proppants were synthesized based on drill cuttings from the Vostochno-Chumakovskoye oil field (more than 80 wt. %) and various modifying additives (glass grade BT-1, technical alumina grade GK and sodium fluoride). Physico-chemical studies of the synthesized proppants were carried out (chemical composition, derivatographic and phase studies, microstructure studies). As a result, it was found that the main phases in the synthesized proppants are mullite and needle-type wollastonite, as well as the glass phase formed as a result of melting of low-melting additives (glass powder and sodium fluoride). The technological characteristics of the synthesized proppants were studied.
Keywords: aluminosilicate proppant, oil recovery, sphericity, strength, solubility, drilling waste
Acknowledgment: the authors of the article express their gratitude to the team of the Center for Shared Use «Nanotech-nologies» SRSPU (NPI) for conducting derivatographic studies, determining the phase composition and microstructure of aluminosilicate proppants.
For citation: Chumakov A.A., Yatsenko E.A. Research of the properties of aluminum silicate proppant granules synthesized based on drilling wastes of the Vostochno-Chumakovskoe oil field and various modifying additives. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2024;(1): 119-127. (In Russ.). http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2024-1-119-127.
Введение
В настоящее время в нефтедобывающей отрасли промышленности поставлен вопрос о повышении прежнего уровня добычи нефти, которое напрямую зависит от способов добычи с новых месторождений и повышения дебита уже разрабатываемых скважин. Такого показателя можно достигнуть путем применения новых способов добычи, одним из которых является горизонтальное бурение с гидравлическим разрывом пласта (рис. 1) [1 - 3].
Рис. 1. Горизонтальное бурение с гидравлическим разрывом пласта
Fig. 1. Horizontal drilling with hydraulic fracturing
При данном способе первоначально на глубину до 3000 м бурение осуществляется традиционным вертикальным способом, а затем до
1500 м буровой снаряд заходит в нефтеносный пласт горизонтально. В процессе горизонтального бурения производится закачка жидкостей гидроразрыва для последующего образования в пластах трещин, которые необходимы для повышения дебита скважины, так как по их стенкам осуществляется стекание нефти под собственным пластовым давлением. Для фиксации образующихся трещин применяются различные расклинивающие материалы в зависимости от глубины залегания нефтяных пластов: до 2500 м - кварцевые пески (прочность 20 МПа), 2500 - 3000 м - пропанты средней прочности (прочность 68,9 МПа), свыше 3500 м - пропанты высокой прочности (более 68,9 МПа)1 [4 - 6].
Наиболее эффективными расклинивающими агентами в нефтедобывающей промышленности являются пропанты. По внешнему виду они обычно представляют собой гранулы диаметром 0,5 - 1,2 мм, полученные путем высокотемпературного спекания (1300 - 1600 °С) смеси глинозема и кремнезема со связующим (обычно раствором карбоксиметилцеллюлозы). Для традиционных пропантов в производстве используют дорогостоящее природное сырье или синтетические материалы, вследствие чего стоимость 1 т достигает 1,5 - 5,4 млн руб. Именно данные факторы повышают стоимость разработки одной нефтяной скважины, на полную разработку которой обычно используется до 120 т пропанта.
1 Международный стандарт ISO 13053-2:2006 «Нефтяная и газовая промышленность. Растворы и материалы для вскрытия продуктивных пластов. Часть 2. Измерение свойств пропантов, используемых при операциях гидроразрыва пласта и установки гравийного фильтра». 2006. 28 с.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
В настоящее время у нефтедобывающих компаний и заводов-изготовителей пропантов Российской Федерации стоит вопрос о поиске альтернативного недорогого сырья для получения материала с повышенными качественными характеристиками [5 - 10].
При бурении горизонтальным способом из-за использования большого количества как бурового раствора, так и жидкостей гидроразрыва, образуется большое количество отходов. Основной тип отхода - буровой шлам. Он представляет собой водную взвесь, состоящую из глинистой составляющей, пород пластов залегания, частиц углеводородов и металлической стружки бурового снаряда. Буровой шлам оказывает негативное воздействие на окружающую среду, нарушая экосистему, и здоровье человека из-за содержания нефтяных углеводородов и «тяжелых» металлов (8е, И§, РЬ, N1 и т.д.). Также шламбассейны обычно занимают большие площади, которые можно использовать, например, для сельскохозяйственных нужд [4 - 7].
Авторы ранее проводили ряд исследований, в ходе которых было выяснено, что буровые шламы, в основном, используются в качестве модифицирующей добавки (не более 20 % по массе в составе) для повышения технологических характеристик пропантов, например, сопротивлении при раздавливании и сферичности/округлости. В связи с этим целью проведенных исследований была проверка возможности расширения сырьевой базы для производства пропан-тов путем использования буровых шламов, включающих глинистую составляющую, а также уточнение возможности использования буровых шламов различных нефтегазовых месторождений на примере бурового шлама Во-сточно-Чумаковского нефтяного месторождения (Краснодарский край) [10 - 17].
Методика эксперимента
Основным сырьем для синтеза алюмоси-ликатных пропантов служил буровой шлам Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения (Краснодарский край). В качестве модифицирующих добавок выбраны: технический глинозем марки ГК, порошок стеклобоя марки БТ-1 и фторида натрия. В табл. 1 приведен химический состав выбранного сырья [18 - 20].
Определение концентрации породообразующих оксидов и некоторых микроэлементов в алюмосиликатных пропантах проводили методом рентгеноспектрального флуоресцентного
анализа (РФА) на вакуумном спектрометре последовательного действия (с дисперсией длины волны) модели PW2400 производства Philips Analytical (Нидерланды). Спектрометр оснащен рентгеновской трубкой мощностью 3 кВт с Rh-анодом. Максимальное напряжение на трубке составляет 60 кВ, максимальный анодный ток - 125 мА. При калибровке спектрометра использовались промышленные и государственные стандартные образцы химического состава горных пород, грунтов и донных отложений. Исследования проводились в ФГБУН «Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН)».
Таблица 1 Table 1
Химический состав используемых сырьевых материалов Chemical composition of raw materials used
Компонент Содержание компонентов в сырьевых материалах, % по массе
Буровой шлам Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения Стеклобой марки БТ-1 Технический глинозем марки ГК Порошок фторида натрия
SÎÛ2 35,0-35,5 72,0-73,0 0,10-0,15 0,4-0,5
A12O3 11,0-11,05 2,5-3,0 85,0-95,0 -
CaO 9,0-9,3 6,5-7,0 - -
Fe2O3 5,0-5,7 - 0,05-0,10 -
SO3 11,5-12,0 - - 0,2-0,3
BaO 15,5-16,0 - - -
K2O 1,5-1,7 - - -
MgO 1,3-1,5 3,5-4,0 - -
Na2O 1,3-1,4 13,0-14,0 - -
MnO 0,1-0,2 - - -
SrO 0,2-0,4 - - -
NaF - - - 98,0-98,5
П.П.П.* 7,0-7,5 - 0,5-1,0 0,4-0,7
Примечание: * - потери при прокаливании
Для определения фазового состава алюмо-силикатные пропанты на основе бурового шлама подвергались измельчению и исследованию полученного порошка с помощью рентгеновского порошкового дифрактометра ARL X'TRA (Thermo Fisher Scientific). Интерпретация полученных данных проводилась с использованием базы данных ICDD (The International Center for Diffraction Data). Дериватографические исследования проводились с помощью синхронного термоанализатора NETZSCH STA 449F5. Микроструктура синтезированных алюмосиликатных пропантов определялась на растровом электронном микроскопе VEGA II LMU (фирмы «Tescan»).
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
Синтез алюмосиликатных пропантов на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения проводились по следующей технологии: сушка при 105 °С (буровой шлам и стеклобой), дробление до размера частиц 25 - 30 мм (буровой шлам) и 10 - 15 мм (стеклобой), тонкий помол до размера частиц 0,25 мм (буровой шлам и стеклобой), взвешивание в заданных пропорциях, смешение компонентов (буровой шлам, стеклобой, технический глинозем, фторид натрия) и последующая грануляция, рассев полученных гранул по фракциям, обсыпка гранул пропантов тонкодисперсным каолином, обжиг во вращающейся печи при температуре 1100 °С, итоговый рассев по фракциям.
Синтез алюмосиликатных пропантов проводился при соотношении компонентов, % по массе: буровой шлам Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения - 83, стеклобой марки БТ-1 - 13, технический глинозем марки ГК - 5 (сверх 100), фторид натрия - 4 (сверх 100).
Исследования технологических характеристик проводилось в соответствии с ГОСТ Р 51761-2013 «Пропанты алюмосиликат-
ные. Технические условия». Для каждого исследования для точности результатов проводилось три параллельных опыта.
Результаты обсуждения
Результаты химического анализа синтезированных алюмосиликатных пропантов представлены в табл. 2.
В полученном пропанте содержание упрочняющего оксида (АЬОз) составляет 16,9 % по массе, что входит в необходимые для пропантов рамки (15 - 45 % по массе). Однако содержание оксида кремния (41,76 % по массе) ниже требуемого (50 - 65 % по массе), что может привести к модернизации состава в случае низких показателей технологических характеристик [1 - 9].
В ходе проведения дериватографических исследований съемка кривых ДСК, ОТГ и ТГ проводилась с помощью синхронного термоанализатора NETZSCH STA 449F5 в атмосфере гелия при максимальной температуре 1000 °С со скоростью нагрева 50 °С/мин. На рис. 2 приведена полученная в ходе исследований дерива-тограмма.
Таблица 2 Table 2
Химический состав синтезированных алюмосиликатных пропантов Chemical composition of synthesized aluminosilicate proppants
Материал Содержание компонентов, % по массе
SiO2 AI2O3 BaO SO3 CaO Fe2O3 Na2O K2O MgO TiO2 SrO P2O5 MnO PbO ZnO Cl- CuO Rb2O
Синтезированный пропант 41,76 16,90 11,99 9,18 9,00 3,91 3,86 1,27 1,10 0,35 0,22 0,13 0,11 0,09 0,05 0,05 0,02 0,01
Рис. 2. Дериватограмма алюмосиликатного пропанта Fig. 2. Derivatogram of aluminosilicate proppant
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
На дериватограмме (рис. 2) на кривой ОТГ заметны интенсивные пики образования метака-олина (583,10 °С), а-кварца (600,08 °С) и декарбонизации СаСОз (881,04 °С). Такая интенсивность характеризуется активным расплавлением добавок-плавней в следующих интервалах температур: 399 - 511, 688 - 795 и 918 - 952 °С, способствующих рекристаллизации из расплава волластонита (861,95 °С) и активную муллити-зацию, которая начинается при 795,23 °С и продолжается вплоть до 918,62 °С. Именно протекание жидкофазовых реакций образования волла-стонита и муллита способствуют приданию образцу максимальной прочности, так как образующиеся силикаты характеризуются игольчатым строением кристаллов, которые в структуре материала переплетаются между собой и создают армированный каркас, который постепенно цементируется образующимся расплавом [21 - 23].
Подтверждение результатов дериватогра-фических исследований осуществлялось с применением рентгенофазового анализа. На рис. 3 представлена полученная рентгенограмма.
3000
Я1500
§1200
| 900
| 600 и
£ 300 0
+ ^ а-кварц -
■ BaSÜ4
■'•.''CaO-SiÜ2 "
■ V^jili III* t J wl^IvJWuJLgJ-^ T^3Al2Ü3-2SiÜ2 .
10 20 30 40 50 60 70 80 26
Рис. 3. Рентгенограмма алюмосиликатного пропанта Fig. 3. Roentgenogram of aluminosilicate proppant
Рентгенограмма алюмосиликатного пропанта характеризуется наличием галло в интервале 19,85 - 80,95°, которое характеризует активное образование расплава при обжиге, что подтверждает наличие областей расплава на дериватограмме состава (см. рис. 2). Кроме этого, основными фазами, находящимися в алюмоси-ликатном пропанте, являются а-кварц, барит, волластонит и муллит. Наличие барита в буровом шламе Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения характеризуется повышенной температурой плавления (1580 °С), что делает невозможным его реакции с SiÜ2 и дальнейшее образование силикатов бария. Присутствие фаз волластонита и муллита подтверждают обнаруженные пики на дериватограмме, которые характеризуют их образование [22 - 25].
Для обоснования наличия волластонита и муллита проведены съемки микроструктуры полученного пропанта при 1000-кратном увеличении (рис. 4).
Рис. 4. Фотография микроструктуры алюмосиликатных пропантов
Fig. 4. Photograph of the microstructure of aluminosilicate pn^a^s
Из рис. 4 видно, что в структуре материала обнаружено большое количество кристаллов игольчатого типа, которые как раз относятся к волластониту 1 и муллиту 2. В структуре про-панта данные кристаллы переплетаются между собой и создают армирующее воздействие, что приводит к повышению прочности синтезируемого материала.
Кроме данных силикатов в структуре заметно большое количество стеклофазы, которая образовалась в процессе плавления порошка стекла и фторида натрия и постепенно заполнила все пустоты между переплетениями кристаллов [22 - 28].
В ходе синтеза алюмосиликатных пропантов получены гранулы пропантов в диапазоне 0,6 - 1,1 мм, представленные на рис. 5. Полученные гранулы входят в размерный диапазон, принятый ГОСТ Р 51761-2013 (0,5- 1,2 мм).
Рис. 5. Внешний вид синтезированных пропантов Fig. 5. Appearance of synthesized proppants
1
2
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
Ниже представлены результаты исследования технологических свойств синтезированных алюмосиликатных пропантов на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения, модифицированного техническим глиноземом марки ГК, порошком стеклобоя марки БТ-1 и фторидом натрия.
Гранулометрический состав полученных алюмосиликатных пропантов приведены в табл. 3.
Таблица 3 Table 3
Гранулометрический анализ алюмосиликатных пропантов
Particle size analysis of aluminosilicate proppants
№ навески пропантов Остаток на сите, %
№ 8 № 12 № 14 № 16 № 18 № 20 № 30
1 - - 1,3 2,1 96,2 0,27 0,13
2 - - 1,2 2,2 96,1 0,30 0,20
3 - - 1,4 2,0 96,2 0,25 0,15
Среднее - - 1,3 2,1 96,2 0,27 0,16
Y Y
0,9 * * • « Ф 0,9 • # t f 0
0,7 • » • * Ф 0,7 ft * • • m
0,5 * Ф » ф - 0,5 ф • * » •
0,3 « ф ф ф m 0,3 » » ф ф *
0,1 0.3 0.5 0.7 0.9 А" 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 Х
Проба № 1
Проба № 2
Y 0,9 » ♦ Ф * »
0,7 • * « * -
0,5 Ф « » * *
0,3 ф » * Ф N
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 A"
Проба № 3
Рис. 6. Диаграммы сферичности/округлости гранул алюмосиликатных пропантов
Fig. 6. Diagrams of sphericity/roundness of aluminosilicate pr^aMs granules
Наибольшее совпадение по каждой пробе по сферичности/округлости для алюмосиликатных пропантов составляет 0,8/0,9.
Для наглядности основных определенных характеристик и сравнения их с требованиями по ГОСТ составим сводную табл. 4.
Таблица 4 Table 4
Сравнения свойств синтезированных
алюмосиликатных пропантов Comparison of properties of synthesized aluminosilicate proppants
Основная доля гранул каждой навески полученных гранул алюмосиликатных пропантов проходит через сито № 12 и задерживается на сите № 18, что позволяет отнести их к фракции 12/18. Массовая доля гранул на сите № 18 составляет 96,2 %.
Насыпная плотность полученных гранул алюмосиликатных пропантов каждой навески составляет 1740 кг/м3, сопротивление при раздавливании - 20,2 %, растворимость в смеси соляной и фтороводородистой кислот - 2,6 %, растворимость в соляной кислоте - 0,4 %.
На рис. 6 приведены диаграммы определения сферичности/округлости методом Крумбь-ена-Шлосса.
Характеристика, ед. измер. Полученное значение Требования по ГОСТ Р 51761-2013 «Пропанты алюмосиликатные. Технические условия»
Рабочая фракция (остаток, % по массе) 12/18 (96,2) 12/18 (не менее 90,0 % по массе)
Насыпная плотность, кг/м3 1740 Не более 1900 кг/м3
Сопротивление раздавливанию при усилии 865 кН (68,9 МПа), % 20,2 Не более 25 %
Растворимость в смеси соляной и фтороводородистой кислот, % 2,6 Не более 8,0 %
Сферичность/округлость, условные единицы 0,8/0,9 Не менее 0,7/0,7
Растворимость в соляной кислоте, % 0,4 Не более 1,0 %
Разработанные алюмосиликатные пропанты на основе бурового шлама обладают повышенными характеристиками и могут быть рекомендованы для использования их на нефтегазовых месторождениях, основной способ добычи которых - горизонтальное бурение с гидравлическим разрывом пласта [29].
Заключение
В соответствии с проведенными исследованиями можно сделать следующие выводы:
1. В результате определения химического состава синтезированных алюмосиликатных пропантов на основе бурового шлама установлено, что содержание основных для пропантов оксидов составляет, % по массе: АЬОз - 16,9; 8Ю2 - 41,76; ТЮ2 - 3,91; Бе2Оз - 0,35. Полученные количества основополагающих оксидов позволят получить алюмосиликатный пропант, обладающий повышенными качественными характеристиками.
2. Основными фазами в алюмосиликатном пропанте, синтезированном на основе бурового
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения и модифицирующих добавок (технический глинозем марки ГК, порошок стекла и фторид натрия), являются волластонит и муллит. Наличие данных фаз позволит получить плотноспеченный каркас, который при плавлении легкоплавких добавок приводит к цементированию пустот между переплетениями кристаллов муллита и волластонита.
3. Синтезированные алюмосиликатные пропанты обладают следующими технологическими характеристиками: фракция 12/18 (96,2 % по массе), насыпная плотность -1740 кг/м3, сопротивление при раздавливании -20,2 %, растворимость в смеси соляной и фторо-водородистой кислот - 2,6 %, растворимость в соляной кислоте - 0,4 %, округлость/сферичность - 0,8/0,9.
Список источников
1. БурштарМ.С. Основы теории формирования залежей нефти и газа. М.: Недра, 1973. 256 с.
2. Гиматудинов Ш.К. Справочная книга по добыче нефти. М.: Недра, 1974. 704 с.
3. Кудряшов С.И. Гидроразрыв пласта как способ разработки низкопроницаемых коллекторов / С.И. Кудряшов, С.И. Бачин, И.С. Афанасьев [и др.] // Нефтяное хозяйство. 2005. № 3. С. 80.
4. Liang Feng. A Comprehensive Review on Proppant Technologies / Feng Liang, Mohammed Sayed, Ghaithan A. Al-Muntasheri [et. all] // Petroleum. 2016. No. 2. P. 26-39.
5. Решетова А.А. Керамические пропанты на основе природного алюмосиликатного сырья: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.17.11. Томск, 2009. 20 с.
6. McDaniel G. Changing the Shape of Fracturing: New Proppant Improves Fracture Conductivity / G. McDaniel, J. Abbott, F. Mueller, A. Mokhtar, S. Pavlova [et al] // Proceedings-SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2010. Vol. 6. P. 4764-4784.
7. Patent № 8562900 B2 USA, Int.Cl. B28B 3/20. Method of Manufacturing and Using Rod-Shaped Proppants and Anti-Flowback Additives / J.A. Alary, T. Parias. Appl. №.: 11/624,057. Data of Patent 22.10.2013. 14 р.
8. Edelman J. Rod-shaped Proppant Provides Superior Proppant Flowback Control in the Egyptian Eastern Desert / J. Edelman, K. Maghrabia, M. Semary [et al] // Society of Petroleum Engineers-SPE Middle East Unconventional Gas Conference and Exhibition 2013, Unconventional and Tight Gas: Bridging the Gaps for Sustainable Economic Development. 2013. P. 659-665.
9. Патент России №2448142 Российская Федерация, МПК С 09 К 8/80, С 04 В 35/64. Проппанты и до-
бавки от обратного выноса, сделанные из силли-манитовых минералов, способы получения и способы применения / УИНДЕБАНК Марк (GB), ХАРТ Джеррод (GB), АЛАРИ Жан Андре (FR); заявитель и патентообладатель ИМЕРИС (FR). № 2010111727/03; заявл. 12.08.2008; опубл. 20.04.2012, Бюл. № 11. 28 с
10. Economides M.J. Reservoir Stimulation / M.J. Econ-omides, K.G. Nolte. Prentice Hall, Eglewood Cliffs, New Jersey 07632. 1989. 430 p.
11. Официальный сайт компании ООО «ФОРЭС» (Fores). URL: http://www. foresltd.com/ru/ (дата обращения 25.01.2023)
12. Официальный сайт компании АО «Боровичский комбинат огнеупоров». URL: http://www.aobko (дата обращения: 25.01.2023)
13 . Применение расклинивающих агентов при гидроразрывах. Propping Agents in hydraulic fracturing // ROGTEC Russian oil & gas technologies, ISSUE 6. URL: http: //www.Ro gtecmagazine. co m/PDF/Is-sue_ 006/10.pdf (дата обращения: 27.01.2023)
14. Шмотьев С.Ф., Плинер С.Ю. Способ изготовления проппанта из стеклянных сфер Патент России №2336293/ 2008. Бюл. № 29.
15. Моисеев В.Н. Применение геофизических методов в процессе эксплуатации скважин. М.: Недра, 1990. 240 с.
16. Юрченко А.А., Горлова З.А. Об использовании отечественных кварцевых песков для интенсификации добычи нефти из низкопроницаемых пластов методом ГРП (Гидравлического разрыва пласта) // Нефтепромысловое дело. 1998, № 12. С. 5-8.
17. Рябоконь С.А. Технологические жидкости для за-канчивания и ремонта скважин. Краснодар, 2002. 274 с.
18. Yatsenko E.A. Research of the Possibility of Using Glass and Sodium Hydroxide for Synthesis of Aluminum Silicate Propants Based on Drill Sludges / E.A. Yatsenko, A.A. Tretyak, A.A. Chumakov, V.A. Smoliy // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 910. P. 678-683.
19. Чумаков А.А. Исследование свойств бурового шлама с использованием модифицирующих добавок для производства пропантов / А.А. Чумаков, Е.А. Яценко, А.А. Третьяк [и др.] // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2023. № 4. С. 131-141.
20. Чумаков А.А. Влияние фторида натрия и оксида алюминия на прочностные характеристики алюмосиликатных пропантов, полученных на основе бурового шлама / А.А. Чумаков, Е.А. Яценко, А.А. Третьяк // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2022. № 2. С. 40-46.
21. Салахов А.М. Повышение прочности изделий строительной керамики: от теории к практике / А.М. Салахов, Л.Р. Тагиров, Р.А. Салахова [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 17. С. 18-22.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
22. Бучилин Н.В., Люлюкина Г.Ю. Особенности спекания высокопористых керамических материалов на основе оксида алюминия // Авиационные материалы и технологии. 2016. № 4 (45). С. 40-46.
23. Дорошко Г.П., Зубков В.И. Определение параметров прямого синтеза муллита по матричной диаграмме для повышения прочности технической керамики // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 70-ой юбилейной Все-росс. науч.-техн. конф. по итогам НИР 2012 г. Т 1. Ч 2. Самарский гос. архитектурно-строительный ун-т. 2013. С. 136-137.
24. Рощупкина И.Ю., Абдрахимов В.З., Репин М.В. Исследование муллитизации стеклофазы в композиционных кислотоупорных керамических материалах // Огнеупоры и техническая керамика. 2012. № 4-5. С. 41-44.
25. Вакалова Т.В., Решетова А.А., Погребенков В.М., Верещагин В.И. Активация процесса синтеза муллита и спекания алюмосиликатной керамики на
основе огнеупорного глинистого сырья // Огнеупоры и техническая керамика. 2009. N° 7-8. С. 7480.
26. Okada К., Otsuka N. Процесс образования муллита, муллит и композиционные материалы на его основе // Proc. Int. Conf. Mullite. 1987. Tokyo. Westville, 1990. P. 375-378.
27. ПрутцковД.В., Троян И.П., Малышев И.П. Синтез муллита из шлама нормального электрокорунда и каолина // Огнеупоры и техническая керамика. 2000. № 10. С. 13-17.
28. Руми М.Х. Исследование процессов муллитизации в плавленых материалах на основе каолинито-вой глины и отходов производства / М.Х. Руми, Ш.К. Ирматова, Ш.А. Файзиев [и др.] // Стекло и керамика. 2020. № 7. С. 8-12.
29. Чумаков А.А., Третьяк А.А. Алюмосиликатный проппант // Актуальные проблемы недропользования - 2023: материалы Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 27 окт. 2023 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2024. С. 220-225.
References
1. Burshtar M.S. Fundamentals of the theory offormation of oil and gas deposits. Moscow: Nedra. 1973. 256 p. (In Russ.)
2. Gimatudinov Sh.K. Reference book on oil production. Moscow: Nedra. 1974. 704 p.
3. Kudryashov S.I., Bachin S.I., Afanasyev I.S. Hydraulic fracturing as a method for developing low-permeability reservoirs. Oil industry. 2005;(3):80. (In Russ.)
4. Liang Feng, Mohammed Sayed, Ghaithan A. Al-Muntasheri et al. A Comprehensive Review on Proppant Technologies. Petroleum. 2016;(26):26-39.
5. Reshetova A.A. Ceramic proppants based on natural aluminosilicate raw materials: abstract of thesis. dis. ...cand. tech. sci. Tomsk. 2009. 20 p.
6. McDaniel G., Abbott J., Mueller F., Mokhtar A., Pavlova S. et al. Changing the Shape of Fracturing: New Proppant Improves Fracture Conductivity. Proceedings-SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2010;(6):4764-4784.
7. Alary J.A., Parias T. Method of Manufacturing and Using Rod-Shaped Proppants and Anti-Flowback Additives. Patent USA, no. 8562900. 2013. 14 p.
8. Edelman J., Maghrabia K., Semary M. et al. Rod-shaped Proppant Provides Superior Proppant Flowback Control in the Egyptian Eastern Desert. Society of Petroleum Engineers-SPEMiddle East Unconventional Gas Conference and Exhibition 2013, Unconventional and Tight Gas: Bridging the Gaps for Sustainable Economic Development 2013. P. 659-665.
9. Proppants and flowback additives made from sillimanite minerals, methods ofpreparation and methods of application. Patent RF, no. 2448142.2012. 28 p.
10. Economides M.J., Nolte K.G. Reservoir Stimulation. Prentice Hall, Eglewood Cliffs, New Jersey 07632. 1989. 430 p.
11. Official website of the company FORES LLC (Fores). Available at: http://www.foresltd.com/ru/ (accessed 25.01.2024)
12. Official website of the company JSC "Borovichi Refractories Plant". Available at: http://www.aobko (accessed 25.01.2024)
13. Propping Agents in hydraulic fracturing. ROGTEC Russian oil & gas technologies. ISSUE 6.URL: http://www.rogtecmagazine.com/PDF/Issue_006/10.pdf (accessed 27.01.2024)
14. Shmotyev S.F., Pliner S.Yu. Method for manufacturing proppant from glass spheres. Patent RF, no. 2336293. 2008. 6 p.
15. Moiseev V.N. Application of geophysical methods during well operation. Moscow: Nedra. 1990. 240 p. (In Russ.)
16. Yurchenko A.A., Gorlova Z.A. On the use of domestic quartz sands to intensify oil production from low-permeable formations using hydraulic fracturing (fracturing). Oilfield business 1998;(12):5-8. (In Russ.)
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 1
17. Ryabokon S.A. Process fluids for well completion and repair. Krasnodar. 2002. 274 p. (In Russ.)
18. Yatsenko E.A., TretyakA.A., Chumakov A.A., Smoliy V.A. Research of the Possibility of Using Glass and Sodium Hydroxide for Synthesis of Aluminum Silicate Propants Based on Drill Sludges. Key Engineering Materials. 2022;(910):678-683.
19. Chumakov A.A., Yatsenko E.A., TretyakA.A. et. al. Study of the properties of drill cuttings using modifying additives for the production of proppants. Izv. vuzov. Sev. -Kavk. region. Techn. nauki= Bulletin of Higher Educational Institutions. North CaucasusRegion.Technical Sciences. 2023;(4):131-141. (In Russ.)
20. Chumakov A.A., Yatsenko E.A., Tretyak A.A. The influence of sodium fluoride and aluminum oxide on the strength characteristics of aluminosilicate proppants obtained from drill cuttings. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region.Technical Sciences. 2022;(2):40-46. (In Russ.)
21. Salakhov A.M., Tagirov L.R., Salakhova R.A. et al. Increasing the strength of construction ceramics products: from theory to practice. Bulletin of the Kazan Technological University. 2011;(17):18-22. (In Russ.)
22. Buchilin N.V., Lyulukina G.Yu. Features of sintering of highly porous ceramic materials based on aluminum oxide. Aviation materials and technologies. 2016;4(45):40-46. (In Russ.)
23. Doroshko G.P., Zubkov V.I. Determination of parameters for direct synthesis of mullite using a matrix diagram to increase the strength of technical ceramics. Traditions and innovations in construction and architecture. Materials of the 70th anniversary All-Russian scientific and technical conference based on the results of research work in 2012. Vol. 1. Part 2. Samara State University of Architecture and Civil Engineering. 2013. Pp. 136-137.
24. Roshchupkina I.Yu., Abdrakhimov V.Z., Repin M.V. Study of glass phase mullitization in composite acid-resistant ceramic materials. Refractories and technical ceramics. 2012;(4-5):41-44. (In Russ.)
25. Vakalova T.V., Reshetova A.A., Pogrebenkov V.M., Vereshchagin V.I. Activation of the process of mullite synthesis and sintering of aluminosilicate ceramics based on refractory clay raw materials. Refractories and technical ceramics.2009;(7-8):74-80. (In Russ.)
26. Okada K., Otsuka N. The process of mullite formation, mullite and composite materials based on it. Proc. Int. Conf. Mullite. 1987. Tokyo. Westville, 1990. Pp. 375-378.
27. Pruttskov D.V., Troyan I.P., Malyshev I.P. Synthesis of mullite from sludge of normal electrocorundum and kaolin. Refractories and technical ceramics. 2000;(10):13-17. (In Russ.)
28. Rumi M.H., Irmatova Sh.K., Fayziev Sh.A. et al. Study of mullitization processes in fused materials based on kaolinite clay and production waste. Glass and ceramics. 2020;(7):8-12.
29. Chumakov A.A., Tretyak A.A. Aluminosilicate proppant. Current problems of subsoil use - 2023: materials of the International. scientific-practical Conf. Novocherkassk: SRSPU (NPI). 2024. Pp. 220-225.
Сведения об авторах
Чумаков Андрей Алексеевич я - инженер, лаборатория «Рециклинг отходов топливной энергетики», a-chumakow@mail. гц
Яценко Елена Альфредовна - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», [email protected]
Information about the authors
Andrey A. Chumakov - Engineer of the Laboratory «Fuel Energy Waste Recycling», [email protected]
Elena A. Yatsenko - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head Department of «General Chemistry and Technology of Silicates», [email protected]
Статья поступила в редакцию / the article was submitted 12.02.2024; одобрена после рецензирования / approved after reviewing 26.02.2024; принята к публикации / acceptedfor publication 29.02.2024.
