Синтез керамики на основе природного алюмосиликатного сырья и технология изготовления проппанта на ее основе

• Автор: Усова, Зинаида Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1.1 Современное I 1редставлкние о производстве керамических Р шантов.I о

I I Основные требования, предъявляемые к проппантам

Технология изготовления керамических проппантов

1 I 3 Классификация проппантов и разновидности материалов, используемых для изготовления проппантов

3 1 Алюмосиликатныс проппангы

3 2 Форстеркговые проинантм

3 3 Проппангы ю других материалов

1.2 Современное представления о физикохимических и технологических процессах формирования

КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ БОРАТА АЛЮМИНИЯ.

2 I Система А В

2 Примышленное использование боратов алюминия

3 Влияние минерализующих добавок
1.3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АРМИРУЮЩЕГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ УПРОЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ
Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ СЫРЬЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ
Химикоминералогические характеристики природных сырьевых компонентов
2 2 Другие химические вещества, использованные в работе
2.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 2 1 Рентгеновский анализ
2 2 2 Оптическая и электронная нилрослония
2 2 3 Термический анализ
2 2 4 Исследование свойств готовых изделий ОСТ Р
2 2 4 1 Определение насыпной плотности
2 2 4 2 Определение сопротивления раздавливанию
2 2 4 3 Определение растворимости в кислотах
2 2 4 4 Определение сферичности и округлости
2 2 4 5 Определение гранулометрического состава
2 2 4 6 Определение массовой доли гранул основной фракции
2 3 Методология проведения эксперимента
Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ПУТИ И СПОСОБЫ МОДИФИКАЦИИ СВОЙСТВ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО ДЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ
3 I Обсуждение сырьевых компонентов используемых в данной работе
3 2 Влияние вочластонита на синтез и микроструктуру алюиосиликатной керамики
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ПУТИ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ БОРАТА АЛЮМИНИЯ
4 I Обсуждение сырьевых компонентов используемых в данной работе
4 2 Определение оптимальной температуры обжига керамики на основе бората алюминия
4 3 Влияние добавок минерализаторов на синтез и микроструктуру керамики на основе бората алюминия
4 4 Исследование процессов спекания керамики на основе бората алюминия
4 5 Влияние оксидов 3 переходных метамов и оксида магния на синтез и микроструктуру керамики на основе Xi алюминия
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИИ КЕРАМИЧЕСКИХ ПРОППАНТОВ II ОСНОВЕ ЬОРЛТА АЛЮМИНИЯ ИЗ ПРИРОДНОГО ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО СЫРЬЯ
5 1 Технология изготовления проппантов на основе бората алюминия
5 2 Технология изготовления проппантов на основе бората апюминия со спекающей добавкой
Выводы ПО ГЛАВЕ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ммммннмммммммммммнннпмнтмиимнмиамиммтммнпммтммнимм
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установлено, что увеличению количества выхода бората алюминия и формированию кристаллов игольчатой формы способствует введение добавок оксидов щелочноземельных металлов и Зспереходных элементов. Наибольшее влияние оказывает СаО, увеличивающий выход бората алюминия на . Установлено, что при получении проппантов модификация структуры добавками целесообразна на первой стадии процесса производства изделий. Введение минерализаторов в уже сформировавшуюся на этапе предварительного обжига структуру бората алюминия не оказывает положительного влияния на формирование игольчатой структуры. Двухстадийная технология повышает прочность керамики на . Разработаны составы и предложены технологические режимы получения легких керамических проппантов с кристаллической фазой бората алюминия из природного высокоглиноземистого сырья. З , способного выдержать давление закрытия трещины до МПа. Предложено применение легких проипантов из керамики на основе бората алюминия из природного высокоглиноземистого сырья в качестве фильтра в процессе добычи и гранаюртировки нефтепродуктов. Автор внес определяющий вклад в постановку задач, выбор направлений и методов исследований, анализ и интерпретацию полученных результатов. Основная часть экспериментальной работы была выполнена лично автором. Легковесный керамический проппант, изготовленный по разработанной технологии, прошел техническую сертификацию в лаборатории контроля качества проппантов, применяемых для гидроразрыва пласта, в Технологической Компании Шлюмберже, г. Новосибирск. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научнотехнической конференции Современные техника и технологии г. Томск. XII и XIII всероссийской научнопрактической конференции Химия и химическая технология в XXI веке г. Томск, г. Инновационные материалы и технологии г. Белгород, г. Всероссийской научнотехнической конференции Новые химические технологии производство и применение г. По материалам диссертационной работы опубликовано научных работ, в том числе 2 статьи в журналах рекомендованных ВАК, 1 патент, 4 заявки на международные патенты. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 5 наименований содержит 5 страниц машинописного текста и включает рисунков, таблицы и 3 приложения. ГЛАВА 1. Современная нефтедобывающая отрасль стремится как к увеличению добычи нефти и газа, так и к увеличению эффективности этого процесса. Одной из наиболее распространенных процедур по увлечению эффективности нефтеотдачи пласта является операция гидроразрыва 1, 2, 3, 4. При гидроразрыве пласта обычно сначала вязкая жидкость закачивается в скважину для того чтобы инициировать трещину. Затем для расширения трещины в скважин закачивается смесь жидкости и расклинивающего агента, называемого проппантом, который обычно представляет собой сферические керамические или песчаные частицы диаметром 0,,0 мм. Размер и тип проппанта подбирается таким образом, чтоб создать оптимальную проводимость в трещине 3. Эффективность операции гидроразрыва существенным образом зависит ог свойств материала, из которою сделан проппант. Прочность материала должна быть достаточная для того чтобы поддерживать трещину в открытом состоянии и обеспечивать достаточную проводимость. Если проппант крошится при рабочем давлении, то проводимость трещины и, соответственно, производительность скважины уменьшатся. Современные производители проппантов стремятся к увеличению проводимости проппантной упаковки за счет разработки новых материалов для проппантов с увеличенной прочностью. К сожалению, в силу технологических особенностей увеличение прочности зачастую связано с увеличением плотности материала. Однако, пользователи заинтересованы в обратном уменьшить плотность проппантов, поскольку эго приводит к снижению стоимости операции гидроразрыва. Низкая плотность проппапта позволяет использовать жидкость гидроразрыва с меньшей вязкостью, использовать меньший объем химических реагентов и более низкое давление закачки, что проводит к снижению себестоимости операции гидроразрыва. Производительность скважины увеличивается также за счет того, что жидкость с меньшей вязкостью легче удаляется из трещины.