
Когда речь заходит о коэффициенте износа кварцевого песка, многие производители сразу думают о стандартных тестах по ГОСТ, но на практике всё сложнее. В нашем цехе часто сталкивались с тем, что партии с одинаковыми паспортными характеристиками вели себя совершенно по-разному в процессе гидроразрыва. Особенно заметно это стало при работе с проппантами для низкопроницаемых коллекторов.
На нашем производстве в ООО 'Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун' изначально ориентировались на стандартные методики определения прочности. Но после нескольких случаев преждевременного разрушения проппантов в скважинах пришлось пересмотреть подход. Оказалось, что ключевым является не просто абсолютная прочность, а именно коэффициент износа в условиях переменных нагрузок.
Запомнился случай с поставкой для месторождения в Западной Сибири - по документам всё соответствовало требованиям, но уже после месяца эксплуатации начались проблемы с пропускной способностью. Когда разобрались, выяснилось, что кварцевый песок с нормальным показателем прочности имел повышенный коэффициент износа из-за микротрещин в зернах.
Теперь мы обязательно проводим дополнительные испытания на циклическое нагружение, особенно для проппантов марки 20/40. Как показала практика, именно этот параметр часто становится определяющим для долговечности проппанта в пластовых условиях.
В процессе отработки технологии на нашем заводе https://www.rtzcj.ru пришли к выводу, что на коэффициент износа влияет не только исходное сырьё, но и режимы термообработки. Например, пережог кварцевого песка при температуре выше 1500°C приводит к образованию хрупкой стекловидной фазы, что увеличивает показатель износа на 15-20%.
Особенно критичен контроль температуры в зоне спекания - отклонение даже на 50 градусов может существенно изменить структуру материала. Мы настраивали печь почти полгода, пока не добились стабильных результатов по всему объёму загрузки.
Сейчас используем систему многоточечного контроля температуры с коррекцией по зонам. Это позволило снизить разброс показателей прочности между разными партиями до 3%, что для проппантов считается очень хорошим результатом.
При закупке кварцевого песка многие обращают внимание только на содержание SiO2, но практика показала, что даже при 99% кремнезёма коэффициент износа может сильно варьироваться. Важны микропримеси - особенно содержание полевых шпатов и глинистых минералов.
У нас была партия с месторождения в Карелии - по химическому составу идеальная, но в процессе производства выяснилось, что присутствует альбит в виде тонких прожилок. Это приводило к образованию зон с пониженной прочностью, хотя визуально песок казался однородным.
Теперь при приемке обязательно делаем рентгеноструктурный анализ не менее чем из 5 точек партии. Дополнительно проверяем сырьё на устойчивость к пластовым водам - некоторые минералы-примеси резко снижают стойкость в щелочной среде.
В нашем цехе внедрили трёхступенчатый контроль коэффициента износа. Первая проверка - на входном сырье, вторая - после дробления и классификации, третья - готовой продукции. Это позволило вовремя отсекать проблемные партии.
Интересный момент обнаружили при работе с фракцией 16/20 - оказалось, что для неё оптимален немного другой режим термообработки, чем для более мелких фракций. При стандартных настройках коэффициент износа был выше нормы, хотя прочность соответствовала требованиям.
Сейчас для каждой фракции ведём отдельный регламент, что значительно улучшило стабильность характеристик. Особенно важно это для проппантов, используемых в сложных геологических условиях.
За 12 лет работы ООО 'Цинтунся Жуйтун Пропант' накопила значительную статистику по поведению проппантов в реальных условиях. Самые ценные данные получаем от нефтедобывающих компаний после завершения ГРП.
Например, на Ванкорском месторождении отметили, что наши проппанты с низким коэффициентом износа показывают лучшую сохраняемость проводимости при длительной эксплуатации. Это особенно важно для скважин с большим сроком службы.
Сейчас работаем над созданием специальной серии проппантов для месторождений с высоким геотехническим давлением. Основной акцент именно на обеспечение минимального коэффициента износа при сохранении необходимой прочности.
Анализируя мировой опыт, вижу тенденцию к созданию проппантов с программируемыми свойствами. Не просто низкий коэффициент износа, а оптимизированный под конкретные условия эксплуатации.
В наших планах - разработка проппантов с градиентными свойствами, где в одном продукте сочетаются зоны с разной устойчивостью к износу. Это может значительно повысить эффективность ГРП в неоднородных коллекторах.
Уже провели пробные испытания с модифицированной поверхностью зерен - предварительные результаты обнадеживают. Коэффициент износа удалось снизить на 8-12% без потери прочностных характеристик.
Думаю, в ближайшие годы именно комбинированные решения станут основным направлением развития. Простое снижение коэффициента износа без учета других параметров уже не дает существенного выигрыша.