RU2395556C1 - Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant - Google Patents
Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395556C1 RU2395556C1 RU2008148376/03A RU2008148376A RU2395556C1 RU 2395556 C1 RU2395556 C1 RU 2395556C1 RU 2008148376/03 A RU2008148376/03 A RU 2008148376/03A RU 2008148376 A RU2008148376 A RU 2008148376A RU 2395556 C1 RU2395556 C1 RU 2395556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proppant
- granules
- magnesium silicate
- amount
- proppants
- Prior art date
Links
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- FDORQEIHOKEJNX-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-(4-fluorophenyl)-3-(4-phenylphenoxy)propyl]-methylamino]acetic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C(CCN(C)CC(O)=O)OC(C=C1)=CC=C1C1=CC=CC=C1 FDORQEIHOKEJNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 21
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 abstract 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 102400001094 Neuropeptide SF Human genes 0.000 description 12
- 101800001355 Neuropeptide SF Proteins 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- TYZFQSLJTWPSDS-UHFFFAOYSA-N 2-phenylselanylisoindole-1,3-dione Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)N1[Se]C1=CC=CC=C1 TYZFQSLJTWPSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017625 MgSiO Inorganic materials 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004590 silicone sealant Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству керамических проппантов, предназначенных для использования в нефтедобывающей промышленности в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта (ГРП).The invention relates to the production of ceramic proppants intended for use in the oil industry as proppants in oil production by hydraulic fracturing.
Проппанты - прочные сферические гранулы, удерживающие трещины ГРП от смыкания под большим давлением и обеспечивающие необходимую проводимость для истекающего через пачку проппантов нефтепродукта. Среди эксплуатационных характеристик, которыми должны обладать проппанты, одной из важнейших является кислотостойкость, поскольку после проведения ГРП пачка проппантов промывается смесью растворов соляной и плавиковой кислот, взятых в определенной пропорции. Указанная операция проводится с целью удаления из пачки проппантов остатков неразложившегося геля-носителя и глины, попадающей в проппанты при проведении ГРП. Воздействие кислоты на проппанты вызывает частичное растворение, размягчение и выкрашивание поверхностных слоев, в результате чего происходит постепенное «зарастание» нефтепроводящих каналов. Среди керамических расклинивателей в настоящее время на рынке наиболее широко представлены алюмосиликатные и магнийсиликатные проппанты. Первые, в силу физико-химических особенностей исходного сырья, изначально обладают удовлетворительной кислотостойкостью и не требуют дополнительной обработки поверхности кислотустойчивыми материалами, вторые, в силу основного характера входящих в их состав оксидов, имеют повышенную степень растворимости в кислотах и нуждаются в нанесении на их поверхность покрытий, устойчивых к действию кислых агрессивных сред.Proppants are strong spherical granules that hold hydraulic fractures from closing under high pressure and provide the necessary conductivity for the oil product that flows through a pack of proppants. Among the operational characteristics that proppants should have, one of the most important is acid resistance, because after hydraulic fracturing, a pack of proppants is washed with a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acid solutions taken in a certain proportion. The indicated operation is carried out in order to remove from the proppant pack the remnants of an undecomposed carrier gel and clay that enters the proppants during hydraulic fracturing. The effect of acid on proppants causes partial dissolution, softening and chipping of the surface layers, resulting in a gradual "overgrowing" of the oil-conducting channels. Among ceramic proppants, aluminosilicate and magnesium silicate proppants are most widely represented on the market today. The former, due to the physicochemical characteristics of the feedstock, initially have satisfactory acid resistance and do not require additional surface treatment with acid-resistant materials, the latter, due to the basic nature of their constituent oxides, have an increased degree of solubility in acids and require coating on their surface resistant to acidic aggressive environments.
Известен способ изготовления керамических расклинивателей (проппантов) нефтяных скважин (патент РФ №2235703) из магнийсиликатного материала на основе форстерита с содержанием последнего 55-80%, который последовательно измельчают, гранулируют и обжигают при температуре 1150-1350°С.A known method of manufacturing ceramic proppants (proppants) of oil wells (RF patent No. 2235703) from a magnesium silicate material based on forsterite with a content of the latter 55-80%, which is subsequently crushed, granulated and fired at a temperature of 1150-1350 ° C.
Недостатком известного способа является то, что полученные таким способом проппанты имеют недостаточно высокую кислотостойкость.The disadvantage of this method is that the proppants obtained in this way have insufficient acid resistance.
Известен патент РФ №2309931, в котором на магнийсиликатный проппант на основе форстерита-ортосиликата магния MgSiO4 и/или клиноэнстатита-метасиликата магния MgSiO3 нанесено упрочняющее покрытие на основе силиконового герметика (поли(оксидиметилсилилена) в количестве 0.2-3.0% от массы проппанта. Недостатком известного проппанта является его повышенная растворимость в кислотах. Это связано с тем, что силиконовый герметик, нанесенный на проппант, не обладает необходимой кислотостойкостью.Known RF patent No. 2309931, in which a magnesium silicate proppant based on forsterite-magnesium orthosilicate MgSiO 4 and / or clinoenstatite-magnesium metasilicate MgSiO 3 is applied a reinforcing coating based on silicone sealant (poly (oxydimethylsilylene) in an amount of 0.2-3.0% by weight of proppant. A disadvantage of the known proppant is its increased solubility in acids, due to the fact that the silicone sealant applied to the proppant does not have the necessary acid resistance.
Известен патент США №5,422,183, который предлагает для использования в качестве проппанта улучшенную частицу с покрытием из смолы, включающую основу частицы, внутреннее покрытие из существенно отвержденной фенолформальдегидной смолы и внешнее покрытие из новолачной фенолформальдегидной смолы с упрочняющим минеральным наполнителем, вкрапленным у границы между внутренним и внешним покрытиями. Общее количество наносимого смоляного покрытия составляет от 1.0 до 10 мас.% от веса покрываемых частиц. В качестве основы авторами рекомендован кварцевый песок. Известное изобретение направлено на снижение разрушаемости частиц и увеличение степени их слипания для предотвращения обратного выноса после закачивания в пласт. Однако нанесение на поверхность частиц фенолформальдегидной смолы в заявленных количествах уменьшает проводимость пачки проппантов из-за слипания частиц и уменьшения эффективного просвета между ними.U.S. Patent No. 5,422,183 is known, which proposes for use as a proppant an improved resin coated particle comprising a particle base, an inner coating of substantially cured phenol-formaldehyde resin, and an outer coating of novolac phenol-formaldehyde resin with a reinforcing mineral filler interspersed at the interface between the inner and outer coatings. The total amount of applied resin coating is from 1.0 to 10 wt.% By weight of the coated particles. The authors recommended quartz sand as the basis. The known invention is aimed at reducing the destructibility of particles and increasing the degree of their adhesion to prevent reverse removal after injection into the reservoir. However, applying to the surface of the particles of phenol-formaldehyde resin in the declared amounts reduces the conductivity of the proppant pack due to the adhesion of the particles and a decrease in the effective clearance between them.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является патент РФ №2257465, в котором на предварительно нагретые проппанты наносится новолачная фенолформальдегидная смола в количестве 5.0-8.0% от массы проппантов и уротропин двумя равными по разделению масс смолы и уротропина долями, а затем добавляется кремнийорганическая эмульсия (гидрофобизатор) при следующем соотношении компонентов, мас.%: новолачная смола - 5.0-8.0, водный 33% раствор уротропина - 1.5-3.0, кремнийорганическая эмульсия - 0.1-0.3, керамические гранулы - остальное.The closest in technical essence to the claimed solution is RF patent No. 2257465, in which novolac phenol-formaldehyde resin is applied to preheated proppants in an amount of 5.0-8.0% by weight of proppants and urotropin in two equal proportions of the mass of resin and urotropin, and then an organosilicon emulsion is added (water repellent) in the following ratio of components, wt.%: novolac resin - 5.0-8.0, aqueous 33% urotropine solution - 1.5-3.0, organosilicon emulsion - 0.1-0.3, ceramic granules - the rest.
К недостаткам данного технического решения следует отнести недостаточно высокую кислотостойкость расклинивателей, а также потерю проводимости слоя проппантов, вызываемую относительно большим количеством наносимой в качестве покрытия смолы и связанным с этим уменьшением необходимого просвета между проппантами в пачке.The disadvantages of this technical solution include the insufficiently high acid resistance of the proppants, as well as the loss of conductivity of the proppant layer caused by the relatively large amount of resin applied as a coating and the associated reduction in the necessary clearance between the proppants in the pack.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение кислотостойкости магнийсиликатных проппантов при сохранении достаточно высоких уровней проводимости слоя расклинивателей для увеличения интенсивности нефтедобычи.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the acid resistance of magnesium silicate proppants while maintaining sufficiently high levels of conductivity of the proppant layer to increase the intensity of oil production.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе изготовления проппанта, включающим нанесение на нагретые гранулы смеси новолачной фенолформальдегидной смолы - НФФС и уротропина, снижение температуры гранул и последующее нанесение слоя гидрофобизатора, нанесение смеси НФФС и уротропина в количестве 14-20 мас.% от массы НФФС осуществляют на нагретые до температуры 135-145°С магнийсиликатные гранулы в количестве, обеспечивающем 0.5-0.9% смеси НФФС от массы гранул, а указанное последующее нанесение слоя гидрофобизатора осуществляют при снижении температуры до 60-90°С, используя в качестве указанного раствора, раствор хлорсульфированного полиэтилена - ХСПЭ в толуоле при количестве ХСПЭ 0.2-0.5% от массы гранул.This result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing proppant, comprising applying to the heated granules a mixture of novolac phenol-formaldehyde resin - NFPS and urotropin, lowering the temperature of the granules and subsequent applying a layer of water repellent, applying a mixture of NPSF and urotropin in an amount of 14-20 wt.% By weight NFFS is carried out on magnesium silicate granules heated to a temperature of 135-145 ° C in an amount providing 0.5-0.9% of the NPSF mixture by weight of the granules, and the indicated subsequent deposition of a layer of water repellent is carried out by When the temperature is lowered to 60-90 ° С, using a solution of chlorosulfonated polyethylene — ChSPE in toluene as the indicated solution with a ChSPE amount of 0.2–0.5% of the granule mass.
Магнийсиликатный проппант получен указанным выше способом.Magnesium silicate proppant obtained by the above method.
Ввиду того что получение кислотоустойчивых покрытий на основе такого гидрофобизатора, как хлорсульфированный полиэтилен, путем расплавления последнего сопряжено со значительными технологическими трудностями (частичное разложение полимера начинается уже при оплавлении), ХСПЭ наносится на поверхности при температурах ниже температуры плавления в виде раствора в органических растворителях, например в толуоле, с последующей сушкой. В раствор ХСПЭ могут вводиться различные модифицирующие добавки, улучшающие его потребительские свойства.Due to the fact that obtaining acid-resistant coatings based on such a hydrophobizing agent as chlorosulfonated polyethylene by melting the latter is associated with significant technological difficulties (partial decomposition of the polymer begins already during melting), ChSPE is applied to surfaces at temperatures below the melting temperature in the form of a solution in organic solvents, for example in toluene, followed by drying. Various modifying additives can be introduced into the HSPE solution to improve its consumer properties.
Фенолсодержащие смолы хорошо совмещаются с ХСПЭ, являются для него отвердителем и растворяются в тех же растворителях. Комбинированное покрытие из НФФС и ХСПЭ, нанесенное на проппанты предлагаемым способом, успешно противостоит воздействию смеси растворов соляной и плавиковой кислот, используемых при промывке скважин. Кроме того, хлорсульфированный полиэтилен придает проппантам выраженные водоотталкивающие свойства, уменьшает силу трения между покрытыми ими поверхностями и препятствует их слипанию. Введение ХСПЭ в состав материала для покрытия проппантов в заявляемых количествах позволяет сохранить достаточно высокие уровни проводимости.Phenol-containing resins combine well with HSPE, are a hardener for it and dissolve in the same solvents. The combined coating of NPSF and HSPE applied to the proppants of the proposed method successfully resists the effects of a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acid solutions used in flushing wells. In addition, chlorosulfonated polyethylene gives proppants pronounced water-repellent properties, reduces the friction between the surfaces coated with them and prevents them from sticking together. The introduction of HSPE in the composition of the material for coating proppants in the claimed amounts allows you to maintain a fairly high level of conductivity.
Многочисленными исследованиями установлено, что полное отверждение НФФС наступает при температурах выше 150°С, а при температурах ниже 130°С смола остается существенно недоотвержденной, и покрытие не удерживается на укрываемых поверхностях. Поэтому в известных решениях для нанесения покрытий на основе НФФС рекомендуется нагрев проппантов до температуры 150-160°С для полного отверждения смолы, а отвердитель (уротропин) вводится в количестве 10-12% от веса смолы.Numerous studies have established that the complete curing of NPSF occurs at temperatures above 150 ° C, and at temperatures below 130 ° C, the resin remains substantially uncured, and the coating does not hold on covered surfaces. Therefore, in known solutions for the application of coatings based on NPSF, proppants are recommended to be heated to a temperature of 150-160 ° C for complete curing of the resin, and a hardener (urotropin) is introduced in an amount of 10-12% by weight of the resin.
В заявляемом же техническом решении проппанты нагревают до температуры 135-145 С° с целью исключения полной полимеризации НФФС и сохранения ее реакционной способности для дальнейшего совместного отверждения с ХСПЭ. Кроме того, вводится избыток уротропина (14-20% от веса НФФС), который является отвердителем как для НФФС, так и для ХСПЭ. Нанесение хлорсульфированного полиэтилена производится при температуре 60-90С° для ускорения процесса соотверждения полимеров. Нанесение ХСПЭ при температурах выше 90С° не позволяет равномерно нанести покрытие из-за быстрого испарения фенола, результатом чего является снижение кислотостойкости проппантов. При температуре нанесения ХСПЭ ниже 60С° замедляются процессы взаимоотверждения, в результате чего покрытие остается недоотвержденным, и при приложении давления проппанты образуют плотную низкопроницаемую матрицу.In the claimed technical solution, the proppants are heated to a temperature of 135-145 C ° in order to exclude the complete polymerization of NPSF and preserve its reactivity for further joint curing with HSPE. In addition, an excess of urotropine (14-20% of the weight of the NPSF) is introduced, which is a hardener for both the NPSP and HSPE. Chlorosulfonated polyethylene is applied at a temperature of 60-90 ° C to accelerate the curing process of the polymers. The application of HSPE at temperatures above 90 ° C does not allow uniform coating due to the rapid evaporation of phenol, which results in a decrease in the acid resistance of proppants. At a temperature of applying ChSPE below 60 ° C, the processes of curing slow down, as a result of which the coating remains undercured, and when pressure is applied, the proppants form a dense low-permeability matrix.
При нанесении раствора ХСПЭ в толуоле на поверхность с уже имеющимся частично отвержденным покрытием из НФФС толуол размягчает первое покрытие, в результате чего происходит быстрое взаимопроникновение и взаимотверждение НФФС и ХСПЭ. Таким образом, выраженная граница между слоями отсутствует, и покрытие является по сути однородным.When a solution of ChSPE in toluene is applied to a surface with an already partially cured NPSF coating, toluene softens the first coating, resulting in rapid interpenetration and curing of NPSP and ChSPE. Thus, a pronounced boundary between the layers is absent, and the coating is essentially uniform.
Экспериментальным путем установлено, что нанесение на проппанты смеси НФФС с уротропином в количестве менее 0.5 мас.% не оказывает заметного влияния на кислотостойкость проппантов, а нанесение на проппанты указанной смеси в количестве, превышающем 0.9 мас.%, приводит к снижению проводимости пачки проппантов. Нанесение хлорсульфированного полиэтилена в количестве менее 0.2 мас.% от веса проппантов не оказывает заметного влияния на их кислотостойкость, а введение в состав покрытия ХСПЭ в количестве более 0.5 мас.% снижает проводимость пачки проппантов. Добавка уротропина в количестве менее 14% от веса смолы приводит к тому, что он весь расходуется на отверждение НФФС, и общее количество отвердителя становится недостаточным для отверждения ХСПЭ, что снижает кислотостойкость проппантов. Добавка уротропина в количестве более 20% от веса смолы не приводит к дальнейшему увеличению кислотостойкости и проводимости проппантов.It has been experimentally established that applying to the proppants a mixture of NPSF with urotropine in an amount of less than 0.5 wt.% Does not significantly affect the acid resistance of proppants, and applying to the proppants of this mixture in an amount exceeding 0.9 wt.% Leads to a decrease in the conductivity of the proppant pack. The application of chlorosulfonated polyethylene in an amount of less than 0.2 wt.% By weight of the proppants does not have a significant effect on their acid resistance, and the introduction of ChSPE in the amount of more than 0.5 wt.% Reduces the conductivity of the proppant pack. The addition of urotropine in an amount of less than 14% by weight of the resin leads to the fact that all of it is spent on the curing of NPSF, and the total amount of hardener becomes insufficient for curing ChSPE, which reduces the acid resistance of proppants. The addition of urotropin in an amount of more than 20% by weight of the resin does not lead to a further increase in acid resistance and proppant conductivity.
Проппанты по заявляемому изобретению получали следующим образом. Пробу предварительно обожженных магнийсиликатных проппантов фракции 12/18 меш массой 1 кг нагревали до температуры 145С° и помещали в лопастной смеситель, куда вводили физическую смесь сухой фенолформальдегидной смолы (марка СФ-010) и уротропина при следующем соотношении компонентов: НФФС + уротропин - 0.9 мас.% от веса проппантов (смола - 77.4 г, уротропин - 12.6 г). Проппант и смолу перемешивали, охлаждая материал до 90С° с использованием принудительной подачи воздуха в смеситель, затем в смеситель подавали ХСПЭ в количестве 0.5 мас.% от веса проппантов (15 г 33%-го раствора ХСПЭ в толуоле) и продолжали перемешивание в течение времени, достаточного для равномерного распределения ХСПЭ по поверхности проппантов. Время перемешивания определяется концентрацией раствора ХСПЭ в толуоле. После перемешивания проппанты выгружали и охлаждали естественным образом. Аналогичным образом готовили пробы проппантов с различным соотношением НФФС, уротропина, ХСПЭ в температурных интервалах нанесения покрытия в соответствии с заявляемым техническим решением. Дополнительно была подготовлена проба магнийсиликатных проппантов с покрытием на основе новолачной фенолформальдегидной смолы с использованием разделительной кремнеорганической эмульсии в соответствии с патентом РФ №2257465, после чего производилось определение кислотостойкости по общепринятой методике ISO 13503 - 2:2006(Е). Кислотостойкость оценивалась как степень растворимости пробы проппантов в водном растворе HCl-HF с массовым соотношением 12:3, нагретом до 66С°. Параллельно проводилось измерение проводимости подготовленных проб проппантов при температуре 121C° по методике ISO 13503-2:2006(Е).The proppants of the claimed invention were prepared as follows. A sample of pre-calcined magnesium silicate proppants of fraction 12/18 mesh with a mass of 1 kg was heated to a temperature of 145 ° C and placed in a paddle mixer, where a physical mixture of dry phenol-formaldehyde resin (grade SF-010) and urotropine was introduced with the following ratio of components: NFFS + urotropin - 0.9 wt. % by weight of proppants (resin - 77.4 g, urotropin - 12.6 g). The proppant and the resin were mixed, cooling the material to 90 ° C using forced air supply to the mixer, then 0.5% by weight of proppants (15 g of a 33% solution of ChSPE in toluene) was fed to the HSPE and the stirring was continued over time sufficient for the uniform distribution of ChSPE over the surface of the proppants. The mixing time is determined by the concentration of the HSPE solution in toluene. After stirring, the proppants were unloaded and naturally cooled. Similarly, proppant samples were prepared with different ratios of NPSF, urotropine, ChSPE in the temperature ranges of the coating in accordance with the claimed technical solution. In addition, a sample of coated magnesium silicate proppants based on novolac phenol-formaldehyde resin was used using a separation organosilicon emulsion in accordance with RF patent No. 2257465, after which acid resistance was determined according to the generally accepted method ISO 13503 - 2: 2006 (E). Acid resistance was estimated as the degree of solubility of the proppant sample in an aqueous HCl-HF solution with a mass ratio of 12: 3, heated to 66 ° C. In parallel, the conductivity of the prepared proppant samples was measured at a temperature of 121 ° C according to the methodology of ISO 13503-2: 2006 (E).
Результаты измерений представлены в таблице.The measurement results are presented in the table.
Анализ данных таблицы показывает, что некоторого увеличения кислотостойкости магнийсиликатных проппантов можно достичь нанесением покрытия на основе новолачной фенолформальдегидной смолы в количестве не менее 7% от веса проппантов (проба 10), однако такое количество полимера на поверхности расклинивателей значительно снижает проводимость их слоя. По мнению авторов, именно введение в состав полимерного покрытия, наряду с НФФС, хлорсульфированного полиэтилена, позволяет добиться высокой кислотостойкости при небольшом общем количестве материала покрытия.An analysis of the data in the table shows that a slight increase in the acid resistance of magnesium silicate proppants can be achieved by coating with novolac phenol-formaldehyde resin in an amount of at least 7% by weight of proppants (sample 10), however, this amount of polymer on the surface of the proppants significantly reduces the conductivity of their layer. According to the authors, it is the introduction of chlorosulfonated polyethylene into the composition of the polymer coating, along with the NPSF, that allows to achieve high acid resistance with a small total amount of coating material.
Таким образом, нанесение на магнийсиликатные проппанты покрытия на основе новолачной фенолформальдегидной смолы и хлорсульфированного полиэтилена в заявляемых количествах и в соответствии с заявляемым способом (пробы 3-5) позволяет увеличить их кислотостойкость при сохранении высокого уровня проводимости.Thus, the application of magnesium silicate proppants to coatings based on novolac phenol-formaldehyde resin and chlorosulfonated polyethylene in the claimed amounts and in accordance with the claimed method (samples 3-5) allows to increase their acid resistance while maintaining a high level of conductivity.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008148376/03A RU2395556C1 (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008148376/03A RU2395556C1 (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008148376A RU2008148376A (en) | 2010-06-20 |
| RU2395556C1 true RU2395556C1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42682204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008148376/03A RU2395556C1 (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2395556C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
| RU2601237C1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ripper to restore bioproductivity of clay soil |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422183A (en) * | 1993-06-01 | 1995-06-06 | Santrol, Inc. | Composite and reinforced coatings on proppants and particles |
| RU2180397C1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-03-10 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Proppant |
| RU2235703C1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-09-10 | Шмотьев Сергей Федорович | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells |
| RU2309971C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant |
| RU2318856C1 (en) * | 2006-06-09 | 2008-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant and a method for preparation thereof |
-
2008
- 2008-12-08 RU RU2008148376/03A patent/RU2395556C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422183A (en) * | 1993-06-01 | 1995-06-06 | Santrol, Inc. | Composite and reinforced coatings on proppants and particles |
| US5597784A (en) * | 1993-06-01 | 1997-01-28 | Santrol, Inc. | Composite and reinforced coatings on proppants and particles |
| RU2180397C1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-03-10 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Proppant |
| RU2235703C1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-09-10 | Шмотьев Сергей Федорович | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells |
| RU2309971C1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant |
| RU2318856C1 (en) * | 2006-06-09 | 2008-03-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant and a method for preparation thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
| RU2601237C1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ripper to restore bioproductivity of clay soil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008148376A (en) | 2010-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2312121C2 (en) | Granulated material provided with many hardenable coats and method of production and application of such material | |
| US7244492B2 (en) | Soluble fibers for use in resin coated proppant | |
| RU2451710C2 (en) | Proppants with soluble composite coatings | |
| RU2351632C2 (en) | Proppant and method of proppant producing | |
| US7021379B2 (en) | Methods and compositions for enhancing consolidation strength of proppant in subterranean fractures | |
| RU2703077C2 (en) | Low-temperature curable propping filler | |
| WO2009088315A1 (en) | Coated proppant and method of proppant flowback control | |
| CN101641211A (en) | Low temperature coated particles for use as proppants or in gravel packs, methods for making and using the same | |
| EA002634B1 (en) | Composite particles, method for producing thereof, method of treating a hydraulically induced fracture, method for water filtration | |
| RU2007126479A (en) | SOLID PARTICLES OF LOW QUALITY AND METHODS FOR PRODUCING AND APPLYING IMPROVED SOLID PARTICLES OF LOW QUALITY | |
| WO2008141039A1 (en) | Increasing buoyancy of well treating materials | |
| RU2318856C1 (en) | Proppant and a method for preparation thereof | |
| EA011739B1 (en) | Sintered spherical pellets useful for gas and oil well proppants, at well depth of less than 7500 feet, a method for making said proppants and use | |
| RU2309971C1 (en) | Proppant | |
| CA2728897A1 (en) | Method for making resin-coated proppants and a proppant | |
| CA2816351A1 (en) | Alkali-activated coatings for proppants | |
| CA2685179A1 (en) | Method of improving the conductivity of a fracture in the space between proppant pillars | |
| US20190161669A1 (en) | Slurry comprising an encapsulated expansion agent for well cementing | |
| CN105062461A (en) | Ultralow-density proppant and preparation method thereof | |
| RU2395556C1 (en) | Method of preparing magnesium silicate proppant and proppant | |
| JPH03163136A (en) | Manufacture of spray-dried powder of curable phenol/aldehyde | |
| US3998271A (en) | Multiple fracturing of subterranean formations | |
| RU2476477C1 (en) | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself | |
| RU2342420C1 (en) | Method of preparing magnesium-silicate proplants | |
| CN110295034B (en) | A kind of gas injection anti-channeling agent in deep part of carbonate cave or pore-cavity oil reservoir and its application method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201209 |