
Когда слышишь 'гранулометрический состав кварцевого песка производитель', сразу представляется лаборатория с ситами, но в реальности на нашем производстве ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун всё начинается с карьера. Многие думают, что главное - соблюсти ГОСТ, а потом удивляются, почему песок для ГРП ведёт себя непредсказуемо.
В 2018 году мы на собственном опыте убедились, что даже при идельном химическом составе неправильная гранулометрия сводит на нет все преимущества кварцевого проппанта. Партия песка с превышением содержания мелких фракций всего на 3% привела к забиванию скважинных фильтров у одного из северных месторождений.
Сейчас мы используем каскадное грохочение с предварительной сушкой, но и это не панацея. Например, после замены сеток на виброгрохоте пришлось заново подбирать амплитуду колебаний - мелкие частицы 0,1-0,16 мм начинали 'залипать' в ячейках.
Интересно, что для разных типов коллекторов мы теперь готовим разные режимы обработки. Для песчаников с высокой пористостью допустимо до 8% мелкой фракции, тогда как для плотных сланцев требуется 'остроугольный' песок с минимальным содержанием пылевидных частиц.
На https://www.rtzcj.ru мы указываем стандартные фракции, но в реальности каждый заказ требует индивидуального подхода. Недавно для арктического проекта пришлось разрабатывать специальный кварцевый проппант с усиленным гранулометрическим контролем - при -45°C даже незначительное наличие влаги в мелких фракциях приводило к комкованию.
Особенно сложно поддерживать стабильность гранулометрии при переходе на новую партию сырья. Помню, когда сменили карьер добычи, три недели ушло на перенастройку дробильно-сортировочной линии. Пришлось даже временно ввести дополнительную стадию воздушной сепарации.
Сейчас мы внедряем систему онлайн-мониторинга гранулометрии прямо на конвейере, но пока доверяем больше классическому мокрому рассеву с последующей сушкой. Лаборанты шутят, что наши сита 'помнят' еще советские ГОСТы, но именно эта консервативность не раз спасала от брака.
Наше основное оборудование для контроля гранулометрического состава - виброгрохоты с набором сит от 0,063 до 2,5 мм. Но вот парадокс - при калибровке новых партий сит обнаружили расхождение до 0,01 мм у разных производителей. Казалось бы, мелочь, но для пропантов это критично.
Особенно проблемными оказались сита с ячейкой 0,16 мм - они быстрее всего изнашиваются, при этом визуально это незаметно. Раз в квартал теперь проводим обязательную проверку эталонными образцами.
Интересный случай был при работе с барханным песком - его округлые зёрна проходили через сита, которые должны были их задерживать. Пришлось разрабатывать специальную методику с учётом сферичности зёрен.
Многие заказчики требуют 'идеальный' гранулометрический состав, не понимая, что это может ухудшить другие характеристики. Например, слишком узкий фракционный состав снижает проницаемость проппантного слоя - зёрна одинакового размера укладываются как шары в коробке, оставляя меньше пространства для fluid flow.
Мы экспериментальным путём вывели оптимальное соотношение основных и дополняющих фракций для разных условий пласта. Например, для низкопроницаемых коллекторов добавляем до 15% мелких фракций 0,053-0,106 мм - они заполняют пустоты между крупными зёрнами.
Кстати, именно гранулометрия часто определяет выбор между кварцевым песком и керамическими проппантами. При сложном фракционном составе иногда выгоднее использовать более дорогие керамические гранулы, так как они дают предсказуемую картину.
За годы работы на Цинтунсяском заводе пропантов Жуйтун накопили множество эмпирических наблюдений. Например, перед отгрузкой обязательно пропускаем песок через магнитный сепаратор - даже незначительное содержание металлических примесей искажает данные гранулометрии.
Ещё одна хитрость - при длительном хранении крупные фракции мигрируют на поверхность насыпи. Поэтому перед отбором проб обязательно перемешиваем песок штабелеукладчиком, иначе пробы будут нерепрезентативными.
С 2011 года, когда начиналось наше производство, мы перепробовали десятки методик контроля. Остановились на комбинированной: ситовой анализ + лазерная гранулометрия для особо точных заказов. Дорого, но дешевле, чем компенсировать последствия несоответствия.
Сейчас всё чаще требуются пропанты с нестандартными гранулометрическими характеристиками - например, бимодальное распределение или специально подобранный коэффициент неоднородности. Такие задачи заставляют постоянно совершенствовать технологический процесс.
Основная сложность - сохранить экономическую эффективность при изготовлении спецпродукции. Индивидуальный подбор гранулометрии увеличивает себестоимость на 15-20%, но для ответственных проектов это необходимость.
Думаем над внедрением системы автоматического корректирования гранулометрии в реальном времени. Пока такие решения есть только у крупных международных компаний, но для российских условий нужна адаптация - наши пески имеют специфические характеристики.