Научный журнал
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Главная » Архив » 2024 » issue: #1, Март 2024 » Исследование свойств гранул алюмосиликатных пропантов, синтезированных на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения, и различных модифицирующих добавок

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2024; 1: 119-127

 

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

Чумаков Андрей Алексеевич  – инженер, лаборатория «Рециклинг отходов топливной энергетики», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия, a-chumakow@mail.ru

Яценко Елена Альфредовна – д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия, e_yatsenko@mail.ru

 

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.

 

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.

 

Ключевые слова: алюмосиликатный пропант, нефтеотдача, сферичность, прочность, растворимость, буровой шлам

 

Полный текст: [in elibrary.ru]

 

Ссылки на литературу

  1. Бурштар М.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 добавки от обратного выноса, сделанные из силлиманитовых 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. Economides, 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.Rogtecmagazine.com/PDF/Issue_ 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 заканчивания 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.
  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 Всеросс. 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. № 7-8. С. 74–80.
  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. Прутцков Д.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 каолинитовой 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.
Яндекс.Метрика

© НовоЦНИТ ЮРГПУ(НПИ), 2024