Forskare från Tomsk Polytechnic University (TPU) har utvecklat en fundamentalt ny sammansättning av magnesia-silikatproppmedel - keramiska material som används vid utvinning av svåråterhämtade olje- och gasreserver. De har blivit starkare och lättare än sina motsvarigheter som finns idag, och dessutom mycket billigare att tillverka. Resultaten av studien publicerades i Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Tekniken för deras produktion testades framgångsrikt i produktionsförhållandena för industripartnern OOO NIKA-PETROTEK (Semiluki, Voronezh-regionen).
På senare tid har keramiska material fått okonventionella tillämpningar inom olje- och gasindustrin som proppmedel för olje- och gasproduktion genom hydraulisk frakturering. Propanter är ett material som består av små granulat. De pumpas in i jordformationen tillsammans med sprickvätskan. Efter hydraulisk sprickbildning kan de förhindra att sprickor i formationen stängs, vilket underlättar frigörandet av olja och gas.
Propanter måste vara starka, lätta och resistenta mot aggressiva medier. För att göra detta letar forskare efter deras nya kompositioner. Idag produceras två typer av proppmedel av den inhemska industrin: aluminosilikat (baserat på högkvalitativa kaoliner och eldfasta leror) och magnesia-silikat (baserat på oliviniter, duniter och serpentiniter). På grund av den begränsade resursbasen ligger tyngdpunkten på det senare.
TPU-forskare har utvecklat en teknologi för att producera magnesia-silikatproppmedel med förbättrade fysikaliska och tekniska egenskaper. De använde en naturlig kiseldioxidtillsats - diatomit. Detta är en sedimentär bergart, en nedbrytningsprodukt av kiselalger, med en porös struktur. Den har ersatt sand, som traditionellt används som ingrediens i magnesia-silikatproppmedel.
"Den huvudsakliga sammansättningen av diatomit är kiseldioxid i ett amorft, reaktivt tillstånd. Denna egenskap hos strukturen ger den ett antal fördelar jämfört med sand, där kiseldioxid är i ett mindre aktivt kristallint tillstånd. En sådan skillnad i strukturen hos kiseldioxidtillsatsen aktiverar processen för sintring och komprimering av den keramiska matrisen”, förklarar projektledaren, professor vid Scientific and Educational Center N.M. Kizhnera TPU Tatiana Vakalova.
Dessutom är produktionen av sådana proppmedel mycket billigare än analoger: de eldas vid lägre temperaturer, vilket minskar energikostnaderna.
Nu bedriver forskare forskning om skapandet av keramiska proppants med hjälp av konstgjort avfall från bränsle och energi och kemiska och metallurgiska komplex. Det är olika askhaltigt avfall, metallurgiska slagg och slam.
bbabo.Net