Соответствие гранулометрического состава кварцевого песка производители

Когда слышишь про соответствие гранулометрического состава кварцевого песка, многие думают, что это просто сито да цифры. А на деле — это история про то, как один недосмотр на производстве может похоронить всю партию проппантов.

Почему гранулометрия — это не про бумажки

В 2018 году мы на ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун получили рекламацию от нефтяников из Западной Сибири. Формально наш кварцевый песок проходил по ГОСТ , но в скважинах давал перепады давления. Оказалось, мы слишком доверяли лабораторным пробам 'раз в смену', а в реальности вибрационный грохот на линии давал сбой каждые 4 часа — фракция 0,16-0,315 мм набирала перекос до 12%.

Пришлось вводить систему отбора проб прямо с конвейера каждые 2 часа. Да, себестоимость выросла на 3%, но зато с 2019 года ни одного возврата. Кстати, на сайте https://www.rtzcj.ru мы теперь публикуем не только сертификаты, но и графики динамики гранулометрии по месяцам — пусть клиенты видят стабильность.

Сейчас многие производители грешат тем, что оптимизируют состав под 'средние показатели'. Мол, главное — вписаться в допуски. Но для проппантов-то важнее не абсолютные цифры, как распределение частиц внутри фракции. Если у вас в 0,5-0,63 мм преобладают ближе к 0,6 мм — это одна история, а если к 0,55 — уже проблемы с насыпной плотностью.

Оборудование которое не прощает ошибок

После того случая мы на заводе полностью пересмотрели систему грохочения. Поставили немецкие сита RHEWUM с ультразвуковой очисткой, но... столкнулись с парадоксом: при идеальной очистке сеток начали терять мелкие фракции — ниже 0,08 мм уходило до 9% вместо допустимых 5%. Пришлось разрабатывать комбинированную систему: предварительное грохочение на обычных ситах, потом доочистка.

Заметил интересную деталь: китайские аналоги нашего оборудования часто дают погрешность именно по 'крайним' фракциям. Видимо, экономят на калибровочных стендах. Мы же теперь раз в квартал отправляем эталонные пробы в 'ВНИИСТРОМ' для сверки — дорого, но необходимо.

Кстати, о мелочах: однажды из-за сменного мастера, который решил сэкономить на перчатках, у нас случился перерасход кварцевого песка. Он руками проверял влажность образцов — частицы кожи попадали в пробы, лаборатория получала искаженные данные. Теперь у нас строго — только пластиковые лопатки и вакуумные пробоотборники.

Как барит и известняковая мука влияют на гранулометрию

Когда мы в ООО Цинтунся Жуйтун Пропант начали выпускать баритовые утяжелители, сразу столкнулись с cross-контаминацией. Мельчайшая пыль барита (фракция <0,045 мм) проникала в линии кварцевого песка. Пришлось полностью разделить транспортные потоки и установить фильтры HEPA на переходах.

Известняковая мука вообще оказалась коварной — при кажущейся схожести гранулометрии с кварцевым песком, ее частицы имеют другую форму. Они не сферические, а пластинчатые, что дает совершенно другую упаковку в пласте. Пришлось пересчитывать все рецептуры проппантов.

Сейчас мы разрабатываем комбинированные составы, где кварцевый песок работает в паре с модифицированной известняковой мукой. Получается интересный эффект — улучшается прокачиваемость, но сохраняется прочность каркаса. Правда, пришлось полностью менять систему дозирования.

Полевые испытания как лакмусовая бумажка

В 2021 году мы поставили партию проппантов на месторождение в ХМАО. Лабораторные испытания показывали идеальное соответствие гранулометрического состава — все фракции в пределах допусков. Но при закачке в пласт началось расслоение — мелкие фракции оседали в горизонтальных участках скважины.

Разбирались месяц. Оказалось, виновата была не гранулометрия сама по себе, а сочетание формы частиц и шероховатости. Наш кварцевый песок имел слишком высокий коэффициент однородности — частицы были как под копирку. Пришлось специально вводить в состав 3% 'некондиции' — частицы с небольшими отклонениями формы, которые работают как распорки.

Сейчас мы все лабораторные испытания дублируем полевыми — арендовали участок с тестовой скважиной в Татарстане. Дорого, но только так можно увидеть реальное поведение проппантов в пласте. Кстати, на https://www.rtzcj.ru теперь выкладываем и результаты таких испытаний — пусть клиенты видят, что мы не боимся сложных задач.

Экономика качества — где найти баланс

Многие производители экономят на системе контроля — мол, достаточно входного и выходного контроля. Мы в свое время тоже так думали, пока не потеряли контракт на поставку 5000 тонн кварцевого песка для 'Газпромнефти'. Их технадзор случайно обнаружил расхождение в гранулометрии между сертификатом и фактической партией всего на 1,3% — и все, отказ.

После этого мы внедрили систему непрерывного мониторинга на основе лазерного анализатора CILAS. Да, оборудование обошлось в 15 млн рублей, но зато теперь мы можем в реальном времени отслеживать распределение частиц. И знаете что выяснилось? Даже при стабильном сырье гранулометрия 'дышит' в пределах 0,8% в течение суток.

Сейчас мы рассматриваем возможность установки такой же системы для барита и известняковой муки. Проблема в том, что для этих материалов нужны другие настройки — отражающая способность частиц другая. Думаем, может быть адаптировать оборудование для одновременного анализа нескольких материалов — было бы здорово снизить затраты.

Что вижу в перспективе

Сейчас все больше заказчиков требуют не просто соответствия гранулометрического состава, а прогноза поведения в конкретных пластовых условиях. Мы в ООО Цинтунся Жуйтун Пропант начали разрабатывать цифровые двойники партий — когда по данным гранулометрии можно спрогнозировать, как поведут себя проппанты в скважине с определенной минерализацией жидкости.

Интересно, что нефтяники стали обращать внимание на такие 'мелочи', как распределение частиц внутри узких фракций. Раньше довольствовались общими показателями, теперь требуют гистограммы по каждому миллиметру. Это правильно — чем больше данных, тем точнее можно спрогнозировать работу проппантов в пласте.

Думаю, скоро нам придется полностью пересмотреть систему классификации кварцевого песка. Существующие стандарты устарели — они не учитывают современных требований к проппантам для сложных скважин. Возможно, стоит разработать собственную систему, адаптированную specifically для условий российских месторождений.