Высокопроводящий пропант для экологии? 

Вопрос, который на первый взгляд кажется странным, почти оксюмороном. Пропант и экология? В головах многих, даже в отрасли, эти понятия лежат по разные стороны баррикад. Типичное заблуждение — считать, что всё, что связано с ГРП и проппантами, априори вредит окружающей среде. Но если копнуть глубже в саму технологию и её эволюцию, картина становится не такой однозначной. Я много лет работаю с материалами для гидроразрыва, и сама идея ?экологичного? или ?способствующего экологии? проппанта прошла у нас путь от маркетингового шума до конкретных, хотя и сложных, технических задач. Речь не о том, чтобы сделать процесс добычи ?зелёным?, а о том, как свойства самого проппанта — в частности, его проводимость — могут косвенно влиять на экологический след операции. И здесь ключевое слово — ?косвенно?.

Откуда вообще взялась эта связка: проводимость и экология?

Всё началось с проблем обводнения и мониторинга. Когда пласт вскрыт, и по трещинам течёт не только газ или нефть, но и вода, важно понимать, что и где происходит. Традиционный проппант — это, по сути, изолятор. Он держит трещину открытой, но не даёт информации. Если же частицы обладают электропроводностью или, скажем, иной отклик на геофизические методы, появляется шанс дистанционно отслеживать состояние трещины, распространение флюидов, возможные прорывы воды в нецелевые зоны. Предотвратить неконтролируемую миграцию — это уже прямая экологическая выгода. Меньше рисков для водоносных горизонтов.

Мы в своё время экспериментировали с добавками, которые должны были придать стандартному керамическому проппанту такие ?сигнальные? свойства. Пробовали вводить в состав шихты металлизированные компоненты, частицы графита. Теоретически — да, проводимость росла. Но на практике возникала масса проблем: хрупкость гранул, их неоднородность, а главное — стоимость и сложность контроля этого параметра в полевых условиях. Получался продукт ?для отчёта?, а не для скважины. Опыт показал, что просто сделать проводящий материал — мало. Он должен сохранять все ключевые механические свойства: прочность на сжатие, стойкость к истиранию, химическую инертность. Иначе вместо решения проблемы получим новый риск — разрушение проппанта и вынос его в пласт.

Тут стоит сделать отступление. Многие заказчики, услышав про ?высокопроводящий пропант?, сразу представляют себе нечто вроде медной проволоки в пласте. На деле речь идёт о весьма специфической, низкой, но стабильной проводимости, достаточной для методов, например, электрометрии. И эта стабильность — самое сложное. При высоких давлениях и температурах, в агрессивной солевой среде, контакты между частицами могут нарушаться, свойства — ?плыть?. Поэтому разговоры о ?революционной экологичности? я всегда воспринимаю скептически. Это не революция, это кропотливая инженерная работа по снижению рисков.

Практический кейс и грабли, на которые наступали

Был у нас проект несколько лет назад, где ставилась задача минимизировать экологический мониторинг за счёт ?умного? проппанта. Заказчик хотел использовать проводящий материал для картирования трещины. Взяли за основу бокситокерамический проппант и модифицировали его поверхность. Не буду вдаваться в коммерческие детали, но в качестве партнёра по поставке сырья и базового продукта рассматривали, в том числе, ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун (https://www.rtzcj.ru). Их завод, основанный в 2011 году, известен в узких кругах именно фокусом на полном цикле производства проппантов для ГРП, от сырья до готовой продукции. Нам был важен стабильный базовый гранулят, с предсказуемой прочностью и фракционным составом, чтобы наши модификации не ?скакали? от партии к партии.

Полевые испытания выявили главную проблему, о которой мало пишут в теориях: транспорт и закачка. Проводящее покрытие, которое прекрасно вело себя в лаборатории, начало активно стираться в трубах и насосах при закачке с высоким расходом. К моменту попадания в трещину, ?сигнальные? свойства частиц в забое одной скважины могли различаться в разы. Что толку от такого мониторинга? Получили красивые диаграммы, которые невозможно было однозначно интерпретировать. Это был ценный урок: свойство проппанта должно быть неотъемлемым, объёмным, а не поверхностным. И оно не должно ухудшать его гидравлическую транспортабельность.

После этого случая вектор немного сместился. Вместо того чтобы делать весь проппант проводящим, стали рассматривать варианты с маркерами — небольшой долей специальных, легко идентифицируемых частиц в общем потоке. Но это уже немного другая история, хотя тоже упирается в вопросы экологического контроля. Главный вывод: любое новое свойство должно проходить проверку не только в прессе для испытания на дробление, но и в реальном цикле ?завод — смесительный агрегат — насосы — скважина — пласт?. И на каждом этапе что-то может пойти не так.

Что на рынке сейчас? Реальность против рекламы

Сегодня если и видишь в спецификациях или на сайтах производителей, например, того же ООО ?Цинтунся Жуйтун Пропант?, упоминание о продукции с улучшенными или специальными свойствами, то чаще речь идёт о низкой пыльности, оптимальной сферичности или стойкости к кислотам. Это базис, и без него никуда. Прямых заявлений про ?высокопроводящий пропант для экологии? я у серьёзных игроков не встречал. Есть научные статьи, патенты, но до массового коммерческого продукта, который был бы и эффективен, и экономически оправдан, дистанция огромного размера.

Тем не менее, запрос со стороны крупных добывающих компаний, особенно работающих в чувствительных с экологической и регуляторной точки зрения регионах, существует. Он формулируется не как ?дайте нам зелёный проппант?, а как ?предложите решения для снижения рисков и улучшения контроля за распространением трещин?. И здесь проводимость (или иная откликаемость) — один из возможных инструментов в арсенале. Но инструмент дорогой и капризный.

По моим наблюдениям, более реальный и уже работающий тренд — это не модификация самого проппанта, а совершенствование технологий закачки, мониторинга в реальном времени и использования более чистых, менее токсичных составов жидкостей разрыва. Эффект для экологии здесь зачастую выше и надёжнее. А проппант… Его главная экологическая задача — быть прочным, инертным и оставаться там, куда его поместили. И с этой задачей качественный стандартный продукт справляется отлично.

Так есть ли будущее у ?экологичного? проводящего проппанта?

Думаю, что есть, но в нишевом, а не массовом сегменте. Его применение будет оправдано не везде, а на конкретных, сложных месторождениях с высокими экологическими стандартами или сложными геологическими условиями, где стоимость возможных инцидентов (и штрафов) заведомо выше стоимости такого ?продвинутого? материала. Развитие будет идти не по пути создания супер-проводящей гранулы, а по пути комплексных решений: проппант + методика его отслеживания + программное обеспечение для интерпретации данных.

Очень многое будет зависеть от прогресса в области геофизического каротажа и сейсмического мониторинга. Если методы станут дешевле и точнее, то необходимость во ?встроенном? сигнале в проппанте может и снизиться. Всё взаимосвязано. С другой стороны, если удастся радикально удешевить производство таких модифицированных гранул, не теряя в качестве, — а над этим работают, в том числе, и на таких заводах, как упомянутый Жуйтун, — то сфера применения может расшириться.

Лично я остаюсь осторожным оптимистом. В ближайшие 5-7 лет мы увидим не прорыв, а постепенное появление отдельных пилотных проектов и, возможно, первых отраслевых стандартов на тестирование таких специальных свойств. А пока что основа экологической ответственности в части проппантов — это всё ещё надёжный контроль качества, минимизация пыли (та самая, которая летит в воздух на пункте загрузки) и логистика, исключающая загрязнение почв. Без этого базиса все разговоры о ?высокой проводимости во имя экологии? — просто слова.

Вместо заключения: о чём действительно стоит спросить поставщика

Когда ко мне обращаются с вопросом про ?экологичный? проппант, я всегда переворачиваю разговор. Вместо абстрактных свойств спрашиваю о конкретике. Каков истинный удельный вес и насыпная плотность? Какой процент дробления при закрытии трещины? Как ведёт себя материал в конкретной солёной среде заказчика? Есть ли данные по выносу? Насколько стабилен фракционный состав от партии к партии? Вот это — реальные параметры, которые влияют и на эффективность добычи, и, в конечном счёте, на экологию. Неконтролируемый вынос мелких фракций — это потенциальное загрязнение. Нестабильная прочность — риск неконтролируемого роста трещины.

Поэтому, если увидите где-то громкое заявление о высокопроводящем пропанте, спросите сначала не про его ?зелёность?, а про его паспорт прочности, результаты испытаний на износ в установке Сокслета и наличие полевых отчётов о его применении. Любой уважающий себя производитель, будь то крупный международный холдинг или специализированный завод, как ООО Цинтунсяский завод пропантов Жуйтун, должен быть готов предоставить такие данные. Если же в ответ — только красивые презентации про спасение планеты, это повод задуматься.

Экология в нашем деле — это не про один волшебный материал. Это про сотню маленьких, рутинных, правильно выполненных шагов на каждом этапе. И надёжный, предсказуемый проппант — один из самых важных таких шагов. Всё остальное — пока что в большей степени область для исследований и очень точечного применения.