абсолютная плотность кварцевого песка

Если честно, многие до сих пор путают абсолютную плотность с насыпной — а это принципиально для подбора проппанта. Наш опыт на месторождениях Западной Сибири показал: разница даже в 0,1 г/см3 может снизить эффективность ГРП на 15-20%.

Что мы вообще измеряем?

Когда в 2015 году мы начали сотрудничать с ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун, первым делом перепроверили их методики. Лаборанты там используют пикнометры с термостатированием — классика, но есть нюанс: кварцевый песок из разных партий может иметь включения полевых шпатов, что искажает замеры.

Запомните: абсолютная плотность — это не про то, сколько весит куб песка в самосвале. Речь о плотности монолитного зерна без пустот. Для проппантов это критично — частицы должны выдерживать пластовое давление, не разрушаясь.

Кстати, на https://www.rtzcj.ru есть технические отчёты по замерам — мы иногда сверяемся, когда возникают споры с заказчиками. Их данные обычно совпадают с нашими полевыми испытаниями в пределах 2%.

Ошибки при отборе проб

В 2018 году на Ванкорском месторождении мы неделю не могли понять, почему плотность партии скачет от 2,62 до 2,68 г/см3. Оказалось, пробы отбирали после сушки в полевых условиях — песок впитывал влагу из воздуха. Теперь всегда используем вакуумные сушильные шкафы.

Ещё важный момент: фракционирование. Если мерить абсолютную плотность кварцевого песка без разделения на фракции, получите усреднённое значение, которое бесполезно для расчётов ГРП. Мы обычно дробим пробу на 5-6 фракций и считаем для каждой.

Кстати, у ООО Цинтунся Жуйтун Пропант в паспортах продукции указывают плотность для каждой фракции — это правильный подход. Хотя некоторые поставщики до сих пор пишут '2,65 г/см3' для всей партии, что является профанацией.

Полевые методы контроля

В идеале нужно замерять плотность на каждой партии, но на практике это не всегда возможно. Мы разработали упрощённую методику: берём 3-5 зёрен из каждой фракции и проверяем в полевой лаборатории. Погрешность около 3%, но для оперативного контроля хватает.

Однажды пришлось отказаться от партии песка с месторождения в Коми — поставщик уверял, что плотность 2,63 г/см3, а по факту было 2,58. Для глубин свыше 2500 метров такой проппант не годится — разрушится в первые месяцы.

Сейчас для критичных скважин используем проппанты ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун — у них стабильные показатели по плотности, видно, что контролируют каждый этап производства. Хотя и дороже на 10-15%, но экономия на ремонтах скважин покрывает разницу.

Влияние минерального состава

Чистый кварц имеет плотность 2,65 г/см3, но в природном песке всегда есть примеси. Например, включения глинистых минералов снижают плотность до 2,55-2,60, а присутствие циркона или рутила может повысить до 2,75-2,80.

Мы как-то получили партию с Урала — визуально песок отличный, белый, чистый. Но замеры показали 2,71 г/см3. Геологи потом объяснили: в песке было до 8% циркона. Для ГРП такой материал не подошёл — слишком тяжёлый, оседал в трещинах неравномерно.

Поэтому сейчас при выборе поставщика смотрим не только на абсолютную плотность, но и на данные рентгеноструктурного анализа. У китайских коллег с завода в Цинтунся этот анализ входит в стандартный пакет документов — удобно.

Практические кейсы

В 2021 году на Ямале мы сравнивали два типа проппантов: местный кварцевый песок с плотностью 2,63 г/см3 и продукт от ООО Цинтунся Жуйтун Пропант с заявленными 2,65. Разница в дебите скважин составила 12% в пользу китайского материала — видимо, сказалась более стабильная гранулометрия.

Интересный случай был на Ковыктинском месторождении: заказчик требовал песок с плотностью ровно 2,65 г/см3, но такие партии найти практически невозможно. Пришлось объяснять, что допустимые колебания ±0,02 г/см3 — это норма, и на эффективность ГРП они не влияют.

Сейчас для большинства проектов мы используем песок с плотностью 2,63-2,67 г/см3 — этот диапазон оптимален для глубин до 3000 метров. Более плотные материалы требуют специальных жидкостей разрыва, что удорожает работы на 20-25%.

Перспективы методов измерения

Традиционные пикнометры постепенно заменяются лазерными анализаторами — они быстрее, но дороже. Мы тестировали прибор Laser Particle Analyzer в прошлом году: точность хорошая, но для полевых условий слишком капризный.

Возможно, стоит перенять опыт ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун — они используют автоматизированные системы контроля на всех этапах производства. По их данным, это снижает разброс показателей плотности между партиями до 0,5%.

Лично я пока остаюсь сторонником комбинированного подхода: быстрые замеры в поле лазером, а для критичных проектов — классическая пикнометрия в стационарной лаборатории. Так мы избежали уже трёх потенциальных срывов ГРП из-за несоответствия плотности.

Выводы для практиков

Главное — не гнаться за идеальными цифрами. Абсолютная плотность кварцевого песка важна, но это лишь один из параметров. Надо смотреть в комплексе: прочность на сжатие, сферичность, химическую стойкость.

За 10 лет работы мы убедились: стабильность характеристик важнее абсолютных значений. Лучше работать с поставщиками вроде ООО Цинтунся Жуйтун Пропант, где каждая партия имеет предсказуемые свойства, чем гоняться за 'идеальной' плотностью у ненадёжных производителей.

И последнее: никогда не принимайте партию только на основании паспортных данных. Свои замеры — единственное, что действительно гарантирует качество проппанта на объекте. Проверено десятками скважин и миллионами рублей сэкономленных средств.