Высокая прочность на сжатие производители

Когда ищешь производителей с упором на высокую прочность на сжатие, часто натыкаешься на однотипные заявления — все якобы гарантируют сверхпоказатели. Но на деле многие путают лабораторные идеальные условия с реальной нагрузкой в скважинах, где важна не просто цифра в паспорте, а стабильность при переменных давлениях и агрессивных средах.

Что действительно скрывается за ?прочностью на сжатие?

В нашей практике с проппантами для ГРП ключевым оказался не максимальный предел прочности, а поведение материала при циклических нагрузках. Например, при тестах на установке УГ-1 видно, как некоторые образцы с заявленными 100 МПа рассыпаются после 5–6 циклов, а другие с 80 МПа выдерживают десятки. Это связано с распределением напряжений в гранулах — идеально сферические частицы, как у Жуйтун, держат лучше даже при меньших цифрах в спецификациях.

Ошибка многих заказчиков — требовать исключительно высокие значения прочности без учета фракционного состава. Помню случай на месторождении в Западной Сибири, где закупили проппант с рекордными 120 МПа, но из-за неравномерности гранул 16/20 он дал трещины уже на этапе закачки. Пришлось экстренно менять на более сбалансированный вариант — как раз тот, что производит ООО Цинтунся Жуйтун Пропант с их контролем сферичности каждой партии.

Кстати, о контроле — здесь часто экономят, ограничиваясь сертификатами. Но мы на своем опыте убедились: стоит приезжать на производство лично. На том же заводе в Цинтунся видел, как тестируют сырье до обжига — если в известняке есть примеси доломита, даже небольшие, прочность готового проппанта падает на 15–20%. Это та деталь, которую в отчетах не всегда отражают.

Почему технологии обжига решают больше, чем сырье

Раньше думал, что главное — найти месторождение с чистым оксидом алюминия или карбонатом кальция. Но оказалось, что режим обжига влияет на прочность сильнее, чем химический состав. Например, при температуре выше 1500°C в печах с кислородным контролем получается более устойчивая кристаллическая решетка — даже из среднего по качеству боксита.

У ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун в этом плане интересная схема: они используют многоступенчатый обжиг с промежуточным отжигом. Это удорожает процесс, но снижает внутренние напряжения в гранулах. Как результат — их проппанты марки ZT-70 показывают стабильные 69–72 МПа при минимальном разбросе в партии. Для низкопроницаемых коллекторов это часто важнее, чем рекордные 100 МПа у конкурентов.

Пробовали как-то сэкономить, взяв более дешевый аналог с похожими характеристиками. Но после ГРП в скважинах ХМАО получили резкое падение дебита — при вскрытии оказалось, что 30% проппанта превратилось в пыль. Лабораторный анализ показал: недожог в центральных слоях гранул. С тех пор всегда проверяем не только поверхностную твердость, но и структуру на изломе.

Барьеры и известняковая мука — неожиданные союзники прочности

Многие недооценивают роль наполнителей. Например, барит в составе суспензий может либо повысить устойчивость проппантного слоя, либо разрушить его — все зависит от гранулометрии. Слишком мелкий барит забивает поры между проппантами, создавая точки перенапряжения. Опытный производитель, как Жуйтун, всегда подбирает фракцию барита под конкретный тип проппанта — их линейка Baryt-S4 как раз разработана для высокопрочных материалов.

Кстати, о нагрузках — при тестировании на высокую прочность на сжатие важно имитировать пластовые условия. Сухие испытания в прессе дают погрешность до 30% compared с тестами в термобаростатах. Мы обычно арендуем стенд в ?Газпром ВНИИГАЗ? — дорого, но позволяет избежать сюрпризов при запуске скважины.

Логистика как фактор сохранения прочности

Казалось бы, какое отношение имеет транспортировка к прочности? Оказалось — прямое. Видел, как при разгрузке вагона проппант с высоты 3 метра падал на бетон — вроде бы по ГОСТу допустимо, но при последующих испытаниях в таких партиях всегда выше процент дробления. Особенно критично для высокопрочных марок — теряется до 7% заявленных характеристик.

У китайских коллег из Цинтунся Жуйтун здесь строгий регламент: мягкая контейнерная погрузка с высотой сброса не более 1.5 м. Даже упаковка в биг-бэги не обычная, а с армированными углами — мелочь, но при доставке в Ямал через три перевалки заметно сохраняет целостность гранул.

Один раз наблюдал курьез — заказали партию ZT-80, пришла с идеальными показателями, но после месяца хранения на открытой площадке в Норильске прочность упала на 12%. Оказалось, конденсат в упаковке + циклы заморозки создали микротрещины. Теперь всегда оговариваем условия хранения в контракте — производители редко об этом предупреждают.

Экономика высоких показателей: когда прочность не окупается

Гонка за максимальными цифрами часто бессмысленна. Для пластов с давлением до 35 МПа проппанты с прочностью 100 МПа — излишество. На примере продукции rtzcj.ru видно: их ZT-60 при цене на 40% ниже премиальных аналогов закрывает 80% задач в Волго-Уральском регионе. И главное — меньше создает проблемы с выносом при обратной промывке.

Считаю, что разумный подход — иметь в портфеле 2–3 марки с разной прочностью. Как делает ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун: базовая линейка от 50 до 85 МПа покрывает большинство сценариев. И только для глубоких скважин с аномальными давлениями они рекомендуют кастомные решения — но там уже другие требования и к термостойкости.

Кстати, о термостойкости — это тот параметр, который напрямую связан с прочностью на сжатие при высоких температурах. В карбонатных коллекторах при 150°C и давлении 60 МПа даже самый прочный проппант теряет до 25% характеристик, если не имеет специальных добавок. У них в ZT-85H используется легирование цирконием — дорого, но для скважин глубже 4000 м альтернатив нет.

Перспективы: куда движется отрасль

Сейчас тренд — не наращивание прочности любой ценой, а создание композитных материалов. Например, проппанты с полимерным покрытием, которые при той же прочности на сжатие дают лучшую упругость. У того же Жуйтун есть экспериментальная серия ZT-C — там керамическая основа покрыта тонким слоем эпоксидного композита. В тестах при циклических нагрузках показывает на 50% больше циклов до разрушения.

Еще одно направление — ?умные? проппанты с изменяемой прочностью в зависимости от давления. Звучит футуристично, но в лабораториях уже есть образцы, где при критическом давлении активируется внутренний армирующий каркас. Правда, стоимость пока неподъемная для массового применения.

Из практического — заметил, что все чаще требуют не просто прочность, а предсказуемое поведение в трещине. Поэтому в спецификациях появляются такие параметры, как ?коэффициент сохранения прочности после 100 циклов? или ?удельное сопротивление сдвигу?. Производителям, включая ООО Цинтунся Жуйтун Пропант, приходится адаптировать методы контроля — уже не обойтись стандартными прессами, нужны специализированные стенды.

В целом, рынок смещается от абстрактных цифр к комплексным решениям, где высокая прочность на сжатие — всего лишь один из элементов успешного ГРП. И те, кто это понял, как раз и остаются на плаву — с их заводами, на которых не стесняются показать реальный процесс, а не только красивые сертификаты.