Высокопрочный композитный проппант

Когда слышишь ?высокопрочный композитный проппант?, многие сразу представляют себе просто крепкие шарики. Но на деле всё сложнее. Это не просто прочность на сжатие в лаборатории, а то, как эта прочность ведёт себя на глубине, под пластовым давлением, в агрессивной среде. Частая ошибка — гнаться за максимальной цифрой по прочности, забывая про расклинивающую способность, кислотность среды или фракционный состав. У нас, в работе с продукцией от ООО Тунчуань Хэншэн Технологии и Материалы, был случай, когда привезли партию с идеальными паспортными данными, но на объекте в Западной Сибири... Но об этом позже.

Что скрывается за ?композитностью? на практике

Состав — это не просто смесь керамики и смолы. Речь идёт о структуре, о том, как связаны частицы. Мы проверяли проппанты от разных поставщиков, и у материала с сайта tchskjcl.ru была интересная особенность: при одинаковой номинальной прочности его зёрна меньше дробились при циклической нагрузке. В симуляторе пласта это давало более стабильную проводимость трещины со временем. Казалось бы, мелочь, но когда считаешь дебит скважины через полгода эксплуатации, разница становится ощутимой.

А вот с ?высокопрочным? тоже не всё однозначно. Для глубоких скважин — да, критично. Но для пластов со средней глубиной переплачивать за сверхпрочность, которая не будет реализована, — неразумно. В техзадании нужно чётко прописывать условия: глубина, давление закрытия, тип жидкости ГРП. Иногда достаточно проппанта средней прочности, но с улучшенной сферичностью и химической стойкостью.

Здесь как раз к месту их профиль — высокопрочный проппант для нефтяного гидроразрыва пласта. Это не общие слова, а конкретная ориентация. Видно, что продукт заточен под сложные условия, где обычный керамический проппант может не вытянуть.

Полевые наблюдения и грабли, на которые наступали

Вернёмся к тому случаю в Западной Сибири. Паспортная прочность партии была выше аналогов, всё шикарно. Но при закачке в пласт с высоким содержанием глинистых частиц и минерализованной пластовой водой начались проблемы. Не с прочностью, а с транспортируемостью. Гранулы быстрее оседали в трещине, не доходя до расчётной зоны. Оказалось, плотность была оптимизирована под одну задачу, но не учтена вязкость применяемого геля и скорость закачки.

После этого мы стали всегда требовать от поставщиков, включая ООО Тунчуань Хэншэн, не только стандартные протоколы испытаний, но и данные по поведению в жидкостях-носителях разного состава. Это та самая ?практика?, которая в отчётах часто упускается.

Ещё один момент — упаковка и логистика. Казалось бы, ерунда. Но если мешки во время транспортировки от порта до промысла отсырели, а композитный проппант имеет хоть малейшую гигроскопичность, это может привести к слёживанию и комкованию. Потом эти комки забивают насосы. Мелочь, которая стоила нам суток простоя.

Детали, которые решают: от фракции до сырья

Фракционный состав — это святое. Допуск в 0.1 мм может показаться педантичностью, но если в партии 20/40 есть перекос в сторону мелкой фракции, это напрямую ударит по начальной проводимости. Мы своими силами делали выборочный рассев партий, и у стабильных поставщиков разброс был минимальным. Китайские производители, к которым относится и Тунчуань Хэншэн, в последние годы сильно подтянули контроль на этом этапе.

Сырьё. ?Композитный? часто означает использование боксита, корунда, иногда вторичных материалов. Вопрос в чистоте и однородности сырья. Примеси могут давать непредсказуемые точки напряжения внутри гранулы. На сайте компании указано, что ключевой продукт — проппант для ГРП, но хорошо бы понимать, на каком именно сырьевом бассейне они работают. Это влияет на стабильность качества от партии к партии.

Покрытие. Некоторые композитные проппанты идут с полимерным покрытием для снижения выноса. Тонкий момент: покрытие должно быть именно тонким и равномерным, чтобы не увеличивать существенно диаметр гранулы и не снижать её прочность. Проверить это на глаз невозможно, нужны испытания на истирание.

Экономика против эффективности: поиск баланса

Всё упирается в стоимость скважины. Дорогой высокопрочный композитный проппант может быть экономически оправдан, если он позволяет увеличить эффективный дренируемый объём пласта и, как следствие, накопленную добычу. Но слепо закупать самый дорогой вариант для всех скважин — путь к разорению.

Мы вели сравнительный мониторинг скважин, где использовали разные типы проппантов. В некоторых случаях прирост от сверхпрочного композита окупал разницу в цене лишь на третий год эксплуатации. А в условиях быстрой отдачи funds это могло быть неприемлемо. Поэтому сейчас часто идём по пути гибридного расклинивания: ближнюю зону трещины заполняем более доступным проппантом, а дальнюю — тем самым высокопрочным композитом, чтобы трещина не схлопывалась.

Работа с ООО Тунчуань Хэншэн Технологии и Материалы в этом плане показала определённую гибкость. Они не просто продают мешки, а могут участвовать в обсуждении технико-экономического обоснования для конкретного месторождения. Это ценно.

Взгляд вперёд: куда движется разработка

Сейчас тренд — не просто прочность, а ?интеллектуальные? свойства. Уже есть наработки по проппантам, меняющим свойства в зависимости от температуры пласта или pH среды. Пока это дорого и больше лабораторные образцы, но направление мысли правильное. Композитная природа как раз открывает такие возможности для модификаций.

Другое направление — экология. Вопрос утилизации отработанного проппанта и его нейтральности для пластовой воды становится всё острее. Композитные материалы здесь могут иметь преимущество перед некоторыми традиционными, если изначально спроектированы с учётом этого.

В итоге, возвращаясь к началу. Высокопрочный композитный проппант — это инструмент. Как любой инструмент, его нужно подбирать под задачу. Слепая вера в паспортные данные или, наоборот, излишняя экономия могут привести к одним и тем же негативным результатам. Опыт, полевые испытания и диалог с технологами производителя, как в случае с упомянутой компанией, — вот что в конечном счёте позволяет этот инструмент правильно применить и получить отдачу от пласта.