Wissenschaftler der Polytechnischen Universität Tomsk (TPU) haben eine grundlegend neue Zusammensetzung von Magnesia-Silikat-Stützmitteln entwickelt – keramische Materialien, die bei der Gewinnung schwer zu fördernder Öl- und Gasreserven verwendet werden. Sie sind stärker und leichter geworden als ihre heute existierenden Gegenstücke und auch viel billiger in der Herstellung. Die Ergebnisse der Studie wurden im Journal of Industrial and Engineering Chemistry veröffentlicht. Die Technologie zu ihrer Herstellung wurde unter den Produktionsbedingungen des Industriepartners OOO NIKA-PETROTEK (Semiluki, Region Woronesch) erfolgreich getestet.
In letzter Zeit haben keramische Materialien unkonventionelle Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie als Stützmittel für die Öl- und Gasförderung durch hydraulisches Brechen erhalten. Propants sind ein Material, das aus kleinen Körnern besteht. Sie werden zusammen mit der Fracking-Flüssigkeit in die Erdformation gepumpt. Nach dem Hydraulic Fracturing sind sie in der Lage, Brüche in der Formation am Schließen zu hindern, wodurch die Freisetzung von Öl und Gas erleichtert wird.
Stützmittel müssen stark, leicht und beständig gegen aggressive Medien sein. Dazu suchen Wissenschaftler nach ihren neuen Zusammensetzungen. Heute werden zwei Arten von Stützmitteln von der heimischen Industrie hergestellt: Stützmittel aus Alumosilikat (auf Basis hochwertiger Kaoline und feuerfester Tone) und Magnesia-Silikat (auf Basis von Oliviniten, Duniten und Serpentiniten). Aufgrund der begrenzten Ressourcenbasis liegt der Schwerpunkt auf letzterem.
TPU-Wissenschaftler haben eine Technologie zur Herstellung von Magnesiasilikat-Stützmitteln mit verbesserten physikalischen und technologischen Eigenschaften entwickelt. Sie verwendeten einen natürlichen Kieselerdezusatz - Diatomit. Dies ist ein Sedimentgestein, ein Zersetzungsprodukt von Diatomeenalgen, mit einer porösen Struktur. Es hat Sand ersetzt, der traditionell als Zutat in Magnesia-Silikat-Stützmitteln verwendet wird.
„Die Hauptzusammensetzung von Diatomit ist Kieselsäure in einem amorphen, reaktiven Zustand. Dieses Merkmal der Struktur verleiht ihm eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu Sand, bei dem sich Siliziumdioxid in einem weniger aktiven kristallinen Zustand befindet. Ein solcher Unterschied in der Struktur des Silica-Additivs aktiviert den Prozess des Sinterns und Verdichtens der Keramikmatrix“, erklärt der Projektleiter, Professor des Wissenschafts- und Bildungszentrums N.M. Kizhnera TPU Tatiana Vakalova.
Darüber hinaus ist die Herstellung solcher Proppants viel billiger als Analoga: Sie werden bei niedrigeren Temperaturen gebrannt, was die Energiekosten senkt.
Jetzt forschen Wissenschaftler an der Herstellung von keramischen Stützmitteln unter Verwendung von künstlichen Abfällen aus Brennstoffen und Energie sowie chemischen und metallurgischen Komplexen. Dies sind verschiedene aschehaltige Abfälle, metallurgische Schlacken und Schlämme.
bbabo.Net