Кислотная растворимость кварцевого песка производители

Когда слышишь про кислотную растворимость кварцевого песка, многие сразу думают о лабораторных тестах по ГОСТу, но в реальности всё упирается в сырьё и технологию обогащения. На нашем производстве в ООО 'Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун' не раз сталкивались, как разница в 0.5% по кислотной растворимости влияет на срок службы проппанта в пластовых условиях.

Что скрывается за стандартными показателями

В техзаданиях часто пишут 'кислотная растворимость не более 3%', но мало кто уточняет - какая именно кислота и при какой температуре. С хлороводородной кислотой при 95°C наш кварцевый песок показывает 2.1-2.3%, а вот с плавиковой уже другие цифры. Именно поэтому в протоколах испытаний мы всегда указываем методику.

Заметил интересную детять: производители из разных регионов дают разброс по железосодержащим примесям. В карьерском песке из Архангельского месторождения оксиды железа достигают 0.15%, а это сразу +0.8% к кислотной растворимости. Приходится дополнительно промывать в барабанных классификаторах, хотя изначально в смете этого не закладывали.

Один раз запустили партию с показателем 2.9% - вроде бы в допуске, но через месяц пришёл рекламационный акт от нефтесервисной компании. Оказалось, в карбонатных коллекторах с высоким содержанием СО? остаточная кислотность бурового раствора усилила выщелачивание. Теперь держим запас до 2.5% для страховки.

Технологические компромиссы при обогащении

Многие думают, что достаточно увеличить время магнитной сепарации - и проблема с железом решена. На практике после 4-й стадии сепарации мы теряем до 12% полезной фракции 0.8-1.2 мм. Экономически невыгодно, приходится искать баланс между качеством и выходом товарной продукции.

В 2019 году пробовали заменять кварцевый песок на дроблёный кварцит - кислотная растворимость действительно упала до 1.8%, но стоимость подготовки сырья выросла на 23%. Для рынка проппантов это оказалось критично, особенно при работе с бюджетными проектами бурения.

Сейчас внедряем систему сухой сепарации перед мокрой обработкой. Предварительные испытания показывают снижение кислотной растворимости на 0.3-0.4% без существенного роста затрат. Но есть нюанс - пылевые фракции требуют дополнительного аспирационного оборудования, что усложняет логистику производства.

Взаимосвязь с прочностными характеристиками

При снижении кислотной растворимости ниже 2% мы заметили интересную закономерность - прочность на сжатие увеличивается нелинейно. Если с 3% до 2.5% прирост составляет около 7%, то с 2.5% до 2% - уже 12-15%. Объясняем это уменьшением микродефектов на поверхности зёрен.

Но здесь есть подвох: при интенсивной промывке для достижения 1.8% кислотной растворимости частицы мельче 0.4 мм начинают разрушаться. Приходится постоянно контролировать гранулометрический состав на выходе с обогатительной линии. Особенно критично для фракций 16/30 и 20/40.

В прошлом квартале провели сравнительные испытания проппантов с разной кислотной растворимостью в условиях имитации пласта с высоким содержанием сероводорода. Разница в 0.7% дала расхождение по проводимости на 18% после 50 циклов нагрузки. Это подтвердило наши предположения о важности контроля именно комплексных параметров.

Практические кейсы из опыта завода

На сайте https://www.rtzcj.ru мы не просто указываем цифры по кислотной растворимости, а приводим данные испытаний в конкретных скважинных условиях. Например, для месторождений Западной Сибири с минерализацией пластовых вод до 280 г/л оптимальной оказалась растворимость 2.2-2.4%.

Запомнился случай, когда заказчик требовал гарантированно 1.5% кислотной растворимости, хотя технологически это возможно только для узких фракций 8/16. Пришлось демонстрировать лабораторные журналы за 5 лет, чтобы доказать нецелесообразность таких требований для стандартных проппантов.

Сейчас в ООО 'Цинтунся Жуйтун Пропант' внедряем систему попартийного отслеживания происхождения сырья. Каждая партия кварцевого песка имеет паспорт с указанием карьера и даты добычи. Это позволяет прогнозировать кислотную растворимость ещё до начала обогащения.

Перспективы модификации поверхностных свойств

Экспериментируем с обработкой поверхности кварцевых зёрен органосиланами - предварительные результаты показывают снижение кислотной растворимости до 1.6% без изменения прочностных характеристик. Но стоимость обработки добавляет около 15% к себестоимости, поэтому пока только для специальных заказов.

Интересное наблюдение: после термообработки при 450°C кислотная растворимость снижается на 0.2-0.3%, но только для песков с низким содержанием глинистых примесей. Для сырья с включениями каолинита эффект обратный - возможно, из-за дегидратации глин.

Планируем в следующем году модернизировать участок сушки - переход с барабанных сушилок на кипящий слой должен дать более равномерный прогрев и стабильность показателей кислотной растворимости. По расчётам, это позволит снизить колебания между партиями с текущих ±0.3% до ±0.15%.

Экономика качества и рыночные реалии

Себестоимость достижения кислотной растворимости 2% против 3% выше на 18-22%, что не всегда оправдано для рядовых скважин. Поэтому на производстве держим три линейки продукции: стандарт (2.8-3.2%), премиум (2.3-2.7%) и специальные проппанты (1.8-2.2%).

Заметил, что многие производители завышают показатели в спецификациях - указывают минимальные значения вместо диапазонов. Мы же на https://www.rtzcj.ru публикуем реальные статистические данные по каждой фракции за последние 12 месяцев, что вызывает больше доверия у технических специалистов заказчиков.

С 2011 года, с момента основания завода, требования к кислотной растворимости ужесточились в среднем на 0.5%. Если тогда нормой считалось 3.5%, то сейчас даже 2.8% уже вызывает вопросы у служб контроля качества нефтесервисных компаний. Приходится постоянно адаптировать технологические процессы.