Фрактурисање је важно средство за повећање производње нафте и гаса, посебно за развој бушотина ниске пропусности и ултра дубоких нафтних и гасних бушотина. Пропанти за фрактурисање су основни производи производње фрактурисања нафте и гаса, кључни материјали за подршку вештачким ломовима у трансформацији резервоара нафте и гаса и кључ за побољшање стопе успеха ломљења и ефекта трансформације.
Пропанти су природни песак или вештачке керамичке чврсте честице високе чврстоће одређене величине, чврстоће, сферичности и степена. Постоје три главне врсте пропанта који се користе у индустрији: природни кварцни песак, вештачке керамичке честице и обложене пропанте.
Кварцни песак пропанти
Главна компонента природног кварцног песка је СиО2, а постоје и мале количине Ал2О3, Фе2О3, К2О, На2О, ЦаО, МгО и других компоненти. Главна минерална компонента кварцног песка је кварц, који је обично изнад 80%, а висококвалитетни кварцни песак може достићи и изнад 98,5%.
- Кварцни песак је тврд, отпоран на хабање и хемијски стабилан. Растворљив је само у флуороводоничкој киселини и нерастворљив у другим киселинама.
- Кварцни песак је богат ресурсима, јефтин, мале густине (око 2,65 г•цм-3), лак за пумпање и још увек има добру проводљивост након дробљења, што има одређени ефекат на повећање производње нафте и гаса бунари са ниским притиском затварања.
- Кварцни песак пропант има ниску цену, једноставан рад и релативно глатку површину након испирања речном водом.
Ове карактеристике чине да се кварцни песак широко користи као пропант за хидраулично ломљење. Величина честица кварцног песка који се користи као нафтни пропант је углавном између 0,1 мм и 2 мм, такође познат као пропант за ломљење или песак за ломљење.
- Кварцни песак је крхак и има малу чврстоћу. Када је притисак затварања пукотине висок, лако га је сломити, што значајно смањује ефективну површину потпоре пукотине и не може постићи сврху повећања нафте и гаса.
- Површинска храпавост кварцног песка није добра, што не погодује повећању пропустљивости пукотине.
- Кварцни песак има велики коефицијент топлотног ширења. Када је бунар дубок и температура висока, постоји опасност од наглог ширења.
Ови недостаци чине природни кварцни песак неспособним да задовољи потребе хидрауличког ломљења у дубоком развоју нафте и гаса ниске пропусности.
Пошто снага пропанта од кварцног песка није довољна да испуни захтеве високо заптивних бушотина нафте и гаса, истраживачи су измислили вештачки керамитни пропант.
Керамички пропант се често прави од минералних материјала као што је боксит као главна сировина, допуњен разним минералним адитивима и синтерован у атмосфери без притиска. Према разлици у запреминској густини и привидној густини након синтеровања, керамитни пропант се може поделити у три типа: ниске густине, средње густине и високе густине.
У поређењу са пропантом од кварцног песка, керамички пропан има високу сферичност, глатку површину, добру флуидност, високу чврстоћу на притисак и ниску брзину дробљења. Пракса је показала да употреба керамичког пропанта за разбијање нафтних бушотина може повећати производњу за 30-50% и продужити век трајања нафтних и гасних бушотина.
Међутим, керамички пропант има следеће недостатке:
(1) Густина честица је велика и брзина седиментације је велика, што поставља веће захтеве за услове пумпања и перформансе течности за ломљење и повећава трошкове.
(2) Ресурси боксита су раштркани, прерада и рударство су ограничени, а захтеви за сировинама су строги, а коришћење ресурса ограничено.
Обложени пропант
Обложени пропант побољшава снагу и отпорност на киселине и алкалије пропанта, такође познат као пропант обложен смолом. Обично се састоји из два дела, унутрашњи део је састављен од агрегата одређене чврстоће, а спољашњи део је обложен смолом као премазом.
- Пропант обложен смолом има карактеристике ниске густине и високе чврстоће на притисак.
- Обложени пропант има глатку површину, добру проводљивост воде и лак је за ношење и транспорт.
- Поред тога што се користи као пропант за ломљење, пропант обложен смолом такође може ефикасно спречити повратни ток пропанта, површинско љуштење и брушење формације током рефлукса течности за ломљење.
- Свака честица пропанта обложеног смолом има уједначену и чврсту љуску смоле, а честице су такође повезане заједно због одређеног ефекта полимеризације, тако да има добру стабилност високе температуре и отпорност на киселу корозију.
Недостаци пропанта обложеног смолом су висока цена, лоша хемијска стабилност, лако везивање под великим напоном затварања и значајно смањена проводљивост.