химическая стабильность

Когда говорят о химической стабильности в нашем деле, половина коллег сразу вспоминает про кислотные среды, но в реальности всё сложнее. На примере наших пропантов Жуйтун — даже в нейтральных пластовых водах с минерализацией под 200 г/л начинаются процессы, которые не уловишь стандартными тестами. Вот это и есть та самая химическая стабильность, которая определяет, продержится ли трещина открытой 3 года или схлопнется через полгода.

Почему лабораторные испытания врут

По ГОСТу мы выдерживаем образцы в хлориде кальция 6 часов при 90°C — и всё, сертификат готов. Но на месторождениях Западной Сибири, где температура пласта редко превышает 45°C, зато давление доходит до 85 МПа, пропант медленно реагирует с сульфат-ионами. Результат? Через 8 месяцев проницаемость падает на 40%, хотя по бумагам всё идеально.

В 2019 году для проекта на Ванкорском месторождении пришлось переделывать всю партию — поставили стандартные пропанты, а через 4 месяца дебит упал вдвое. Разбор показал: карбонатные отложения забивали поры именно из-за недостаточной химической стабильности. Теперь всегда моделируем реальные условия хотя бы 30 суток.

Кстати, о температуре — многие забывают, что при ГРП флюид нагревается локально до 120-150°C из-за трения. Эти 10-15 минут могут изменить поверхность гранул сильнее, чем год в пласте.

Кейс: пропанты Жуйтун на Арчинском месторождении

В 2022 году поставили партию пропантов средней прочности для скважин с высоким содержанием H2S (около 3%). Техзадание требовало устойчивости к сероводородной коррозии, но мы пошли дальше — добавили в покрытие оксид цинка. Не как все, микронизированный, с размером частиц до 100 нм.

Через год замеры показали потерю прочности всего 12% против 25-30% у аналогов. Правда, пришлось балансировать — слишком толстое покрытие снижает пропускную способность. Нашли оптимальные 0.8% от массы гранулы.

Здесь важно: химическая стабильность не должна достигаться ценой гидравлических характеристик. Иначе какой смысл?

Ошибки при работе с бародерами

Часто вижу, как технологи смешивают наши пропанты с баритом прямо в цистернах — и потом удивляются, почему выпадает осадок. А всё потому, что барит от разных поставщиков имеет разную химическую стабильность — где-то примеси сульфидов, где-то карбонатов.

Наш завод ООО 'Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун' специально разработал систему подбора совместимых материалов. На сайте https://www.rtzcj.ru есть таблицы совместимости, но кто их читает... В прошлом месяце на Бугульминском месторождении из-за несовместимости пришлось останавливать закачку — потеряли 16 часов работы.

Запомните: если барит дает pH выше 9.5 — ждите проблем с керамическими пропантами. Проверяйте перед смешиванием обязательно.

Неочевидные факторы стабильности

Мало кто учитывает влияние бактерий — в пластовой воде часто живут сульфатвосстанавливающие микроорганизмы. Они за год могут 'съесть' до 15% пропанта, преобразуя керамику в хрупкие сульфиды.

Для северных месторождений добавили в состав пропантов ионы серебра — дорого, но эффективно. Правда, пришлось доказывать заказчикам, что это не 'маркетинг', а необходимость. Сейчас ведем переговоры по поставкам для Ямальских проектов.

Еще момент — вибрация при транспортировке. Кажется, какое отношение это имеет к химической стабильности? А самое прямое: микротрещины от ударов в кузове увеличивают площадь контакта с агрессивными средами в 2-3 раза. Теперь все отгрузки идут только в мягких контейнерах.

Экономика против химии

Заказчики вечно пытаются сэкономить, беря пропанты подешевле. А потом платят за повторный ГРП. Наши расчеты показывают: увеличение стоимости на 15% за счет улучшенной химической стабильности дает прирост добычи на 25-30% в долгосрочной перспективе.

Сейчас разрабатываем специальную линейку для карбонатных коллекторов — там щелочная среда полностью меняет требования к составу пропантов. Испытываем новые связующие на основе алюмосиликатов.

Кстати, о известняковой муке — её часто используют как наполнитель, но при высоких температурах она начинает выделять CO2, что создает дополнительные нагрузки на пропант. Приходится строго контролировать гранулометрический состав.

Что в перспективе

Сейчас все увлеклись нанотехнологиями, но в случае с химической стабильностью это действительно работает. Тестируем покрытие из графена — пока дорого, но в коррозионных средах показывает увеличение срока службы в 1.8 раза.

Для сложных проектов типа Ачимовских отложений разрабатываем пропанты с регулируемой растворимостью — чтобы через 5-10 лет они постепенно распадались, уменьшая экологический ущерб.

Главное — не гнаться за модными терминами, а считать реальную экономику. Часто простые решения типа оптимизации гранулометрии дают больший эффект, чем дорогие добавки. Как показывает практика нашего завода, основанного еще в 2011 году, баланс между ценой и качеством — это и есть искусство создания по-настоящему стабильных пропантов.