Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University (TPU) hebben een fundamenteel nieuwe samenstelling ontwikkeld van magnesia-silicaat proppants - keramische materialen die worden gebruikt bij de winning van moeilijk te winnen olie- en gasreserves. Ze zijn sterker en lichter geworden dan hun huidige tegenhangers, en ook veel goedkoper om te produceren. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het Journal of Industrial and Engineering Chemistry. De technologie voor hun productie werd met succes getest in de productieomstandigheden van de industriële partner OOO NIKA-PETROTEK (Semiluki, regio Voronezh).
Onlangs hebben keramische materialen onconventionele toepassingen gekregen in de olie- en gasindustrie als stutmiddelen voor olie- en gasproductie door middel van hydraulisch breken. Propants zijn een materiaal dat bestaat uit kleine korrels. Ze worden samen met de breekvloeistof in de aardformatie gepompt. Na hydraulisch breken kunnen ze voorkomen dat breuken in de formatie sluiten, waardoor het vrijkomen van olie en gas wordt vergemakkelijkt.
Propants moeten sterk, licht en bestand zijn tegen agressieve media. Om dit te doen, zijn wetenschappers op zoek naar hun nieuwe composities. Tegenwoordig worden door de binnenlandse industrie twee soorten stutmiddelen geproduceerd: aluminosilicaat (op basis van hoogwaardige kaolien en vuurvaste klei) en magnesia-silicaat (op basis van olivinieten, dunieten en serpentinieten) stutmiddelen. Vanwege de beperkte middelenbasis ligt de nadruk op het laatste.
TPU-wetenschappers hebben een technologie ontwikkeld voor het produceren van magnesia-silicaat proppants met verbeterde fysieke en technologische eigenschappen. Ze gebruikten een natuurlijk silica-additief - diatomiet. Dit is een sedimentair gesteente, een afbraakproduct van diatomeeënalgen, met een poreuze structuur. Het heeft zand vervangen, dat traditioneel wordt gebruikt als ingrediënt in magnesia-silicaat proppants.
“De belangrijkste samenstelling van diatomiet is silica in een amorfe, reactieve toestand. Dit kenmerk van de structuur geeft het een aantal voordelen in vergelijking met zand, waarin silica zich in een minder actieve kristallijne toestand bevindt. Een dergelijk verschil in de structuur van het silica-additief activeert het proces van sinteren en verdichten van de keramische matrix”, legt de projectleider, hoogleraar van het Wetenschappelijk en Educatief Centrum N.M. Kizhnera TPU Tatiana Vakalova.
Bovendien is de productie van dergelijke proppants veel goedkoper dan analogen: ze worden bij lagere temperaturen gebakken, wat de energiekosten verlaagt.
Nu doen wetenschappers onderzoek naar het maken van keramische proppants met behulp van door de mens gemaakt afval van brandstof en energie en chemische en metallurgische complexen. Dit zijn verschillende ashoudende afvalstoffen, metallurgische slakken en slib.
bbabo.Net