содержание кремния в песчаном фильтрующем материале

Когда речь заходит о содержании кремния в пропантах, большинство технологов сразу вспоминают стандартные 98-99%, но на практике эти цифры часто оказываются мыльным пузырем – особенно когда начинаешь анализировать партии после транспортировки и хранения на промыслах.

Кремний как маркер качества: почему лабораторные данные врут

В наших протоколах испытаний для пропантов Жуйтун всегда указывается содержание SiO? от 98.7%, но при отборе проб с месторождений Западной Сибири цифры иногда падают до 96.2%. Дело не в качестве производства – при отгрузке с завода в Цинтунся все соответствует ГОСТ, а в том, как материал ведет себя в реальных условиях. Мельчайшие частицы кремния вымываются при перегрузках, а влажность превращает их в цементирующие мостики.

Запомнил случай на Ванкорском месторождении – при закачке проппанта давление вдруг подскочило до критического. После вскрытия скважины обнаружили, что фракция 16/20 превратилась в монолит из-за высокого содержания мелких частиц кремния. Лаборатория later показала – в партии было 14% частиц мельче 100 mesh вместо допустимых 2%.

Сейчас мы в Жуйтун внедрили трехстадийный контроль: при дроблении кварцита, после обжига и уже при фасовке. Но до сих пор нет единого стандарта – один технолог считает по методу мокрого просева, другой по лазерной дифракции. Разница в показателях достигает 1.3%.

Технологические компромиссы: когда высокая чистота становится проблемой

Наш завод в Цинтунся изначально ориентировался на производство проппантов с содержанием кремния 99.2%, но практика показала – это избыточно. Для карбонатных коллекторов достаточно 97.5%, а попытки добиться идеальных показателей приводят к удорожанию без реального выигрыша в проводимости.

Интересный момент обнаружили при работе с баритом – когда используем его как утяжелитель, оптимальное содержание кремния в песчаной основе падает до 96%. Иначе теряется адгезия на границе раздела фаз. Кстати, на https://www.rtzcj.ru в спецификациях это не отражено – придется обновлять техническую документацию.

Последние испытания на стенде в Уфе подтвердили – для проппантов марки JS-26 оптимально содержание SiO? 98.1% с допустимым отклонением ±0.3%. Превышение ведет к хрупкости, занижение – к потере прочности при смыкании трещин.

Полевые наблюдения: как содержание кремния влияет на эффективность ГРП

На месторождениях Ямала заметили закономерность – при содержании кремния ниже 97% резко возрастает количество мелкодисперсной пыли при закачке. Это приводит к забиванию перфораций и необходимости дополнительных промывок.

Особенно критичен этот параметр для низкопроницаемых коллекторов – там даже незначительное изменение фракционного состава из-за вымывания кремниевых частиц снижает проводимость на 15-20%. Мы в ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун сейчас экспериментируем с проппантами, где содержание SiO? стабилизировано на уровне 98.5% за счет специальных добавок.

Любопытный эффект наблюдали на Ковыктинском месторождении – при использовании проппантов с заявленным содержанием кремния 99% фактическая проводимость оказалась ниже, чем у аналогов с 98.2%. Лабораторный анализ показал – виной стали микродефекты кристаллической решетки из-за перекалки.

Методические сложности определения содержания SiO?

Стандартный рентгенофлуоресцентный анализ часто дает погрешность до 0.8% для проппантов – особенно если образец содержит примеси барита. Мы в лаборатории завода Жуйтун перешли на комбинированную методику: РФА + атомно-эмиссионная спектрометрия.

Основная проблема – различие в методах отбора проб. По ГОСТу нужно брать 5 точечных проб из партии, но на практике это часто нарушается. Помню, при проверке одной из партий для Сургутнефтегаза разброс показателей содержания кремния в разных пробах достиг 2.1%.

Сейчас разрабатываем мобильный анализатор для полевых условий – чтобы оперативно контролировать качество проппантов непосредственно на промысле. Пока погрешность составляет 0.5%, но для предварительной оценки уже подходит.

Экономика качества: стоит ли гнаться за максимальными показателями

При увеличении содержания кремния с 98% до 99% себестоимость производства проппантов возрастает на 18-22%, а реальный выигрыш в проводимости редко превышает 3-5%. Для большинства проектов ГРП оптимальным является диапазон 98.2-98.7%.

Особенно это важно при работе с известняковой мукой – там содержание кремния искусственно занижают до 95-96% для улучшения реологических свойств суспензии. На https://www.rtzcj.ru в разделе продукции это указано недостаточно четко – нужно дополнить техническими рекомендациями.

Последние тендерные требования показывают – большинство нефтесервисных компаний готовы платить премию не за абстрактные 99% SiO?, а за стабильность показателей в пределах ±0.2% от партии к партии. Это намного важнее для прогнозирования результатов ГРП.

Практические рекомендации по работе с проппантами разного состава

Для карбонатных коллекторов рекомендуем проппанты с содержанием кремния 97.5-98.2% – они лучше работают в щелочной среде. Для терригенных – 98.5-98.8%, особенно если планируется многостадийный ГРП.

Важный нюанс – при хранении проппантов на открытых площадках содержание мелкодисперсного кремния может увеличиваться на 0.3-0.5% за месяц из-за атмосферных воздействий. Мы в Жуйтун теперь всегда указываем дату производства и рекомендуемый срок использования.

При транспортировке железнодорожным транспортом наблюдали интересный эффект – вибрация приводит к сегрегации частиц по размеру, что искажает реальное содержание кремния в отобранных пробах. Теперь берем пробы не из вагонов, а после выгрузки в силосы.

Содержание кремния – не догма, а инструмент оптимизации. Главное – понимать, как этот параметр работает в конкретных геологических и технологических условиях, а не слепо гнаться за максимальными цифрами в сертификатах.