EA006953B1 - Proppants, method of their manufacture and use - Google Patents

Abstract

Described is the use of kaolin or a mixture of kaolin and bauxite with a content of KO or less than 0.2% by weight for manufacturing a proppant, i.e. an agent for maintaining in a propped condition (keeping from closure) a fracture in a subterranean formation (in oil- and gas-bearing formations).Sintered pellets manufactured from such materials possess increased strength (resistance to crushing) and increased permeability for oil and gas.

Description

Область применения изобретенияThe scope of the invention

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к расклинивающим агентам для нефтяных и газовых скважин (проппантам), а более конкретно, к спеченным расклинивающим агентам, которые содержат каолин в качестве основного компонента, к способу изготовления таких расклинивающих агентов, и к способу поддержания трещины (разлома) в подземной (геологической) формации в состоянии расклинивания за счет использования таких расклинивающих агентов.The present invention generally relates to proppants for oil and gas wells (proppants), and more particularly, to sintered proppants that contain kaolin as a main component, to a method for manufacturing such proppants, and to a method for maintaining a fracture (fracture) in an underground (geological) formation in a wedging state through the use of such proppants.

Известный уровень техникиPrior art

Нефть и природный газ получают из скважин, проходящих через пористые и проницаемые подземные формации. Пористость формации позволяет ей накапливать нефть и газ, а проницаемость формации позволяет нефти или газу протекать через формацию. Проницаемость формации (пласта) является важнейшей для того, чтобы нефть и газ могли протекать в местоположение, из которого они могут быть откачены из скважины. Иногда проницаемость формации, хранящей газ или нефть, является недостаточной для экономически выгодной добычи нефти и газа. В других случаях, во время работы скважины, проницаемость формации падает настолько, что дальнейшая добыча становится экономически невыгодной. В таких случаях, необходимо произвести разрыв формации и удерживать разрыв в открытом состоянии (удерживать от смыкания трещину) при помощи расклинивающего материала или расклинивающего агента. Такой разрыв пласта (трещинообразование) обычно осуществляют при помощи гидравлического давления, а расклинивающий материал или расклинивающий агент представляют собой спеченные гранулы, которые вводят в трещину при помощи флюида.Oil and natural gas are obtained from wells passing through porous and permeable subterranean formations. The porosity of the formation allows it to accumulate oil and gas, and the permeability of the formation allows oil or gas to flow through the formation. The permeability of the formation (reservoir) is essential so that oil and gas can flow to a location from which they can be pumped out of the well. Sometimes the permeability of a formation storing gas or oil is insufficient for cost-effective production of oil and gas. In other cases, during the operation of the well, the permeability of the formation decreases so that further production becomes economically disadvantageous. In such cases, it is necessary to break the formation and keep the gap open (to keep the crack from closing) using a proppant material or proppant. Such a fracturing (fracturing) is usually carried out using hydraulic pressure, and the proppant or proppant are sintered granules that are injected into the fracture using a fluid.

Сферические гранулы обычно считают наиболее эффективными расклинивающими агентами по причине их максимизированной проницаемости. По этой причине, при условии, что другие свойства являются одинаковыми, сферические или главным образом сферические расклинивающие агенты являются предпочтительными.Spherical granules are generally considered the most effective proppants because of their maximized permeability. For this reason, provided that the other properties are the same, spherical or mainly spherical proppants are preferred.

В состав проппантов, используемых в последнее время, обычно входят глинозем (оксид алюминия) и кремнезем (оксид кремния) в различных соотношениях. Считается, что именно содержание этих оксидов в гранулах определяет эксплутационные характеристики проппантов. Оксид алюминия придает проппантам прочность, которая необходима для сохранения целостности гранул, испытывающих при их использовании сжимающие напряжения до 10000 ρκί (свыше 700 кг/см²) и более в зависимости от глубины залегания расклиниваемой трещины. Оксид кремния влияет на эластичность материала, имеющую определяющее значение для формирования гранул.The proppants used recently include alumina (alumina) and silica (silica) in various proportions. It is believed that it is the content of these oxides in the granules that determines the operational characteristics of proppants. Alumina gives proppants the strength that is necessary to maintain the integrity of the granules that experience compressive stresses of up to 10,000 ρκ свыше (over 700 kg / cm ² ) or more depending on the depth of the propped crack. Silicon oxide affects the elasticity of the material, which is crucial for the formation of granules.

В качестве алюмокремниевого сырья для изготовления проппантов обычно используют каолины или бокситы, или их смеси.As aluminosilicon raw materials for the manufacture of proppants, kaolins or bauxites, or mixtures thereof, are usually used.

Примерами использования для изготовления проппантов каолина являются патенты Российской Федерации № 2140874, 2140875 и 2215712, а также патенты США № 5.030.603. и № 5.188.175.Examples of use for the manufacture of kaolin proppants are the patents of the Russian Federation No. 2140874, 2140875 and 2215712, as well as US patents No. 5.030.603. and No. 5.188.175.

Примерами использования для изготовления проппантов боксита являются патент Российской Федерации № 212998, а также патенты США № 4068718 и № 4668645.Examples of use for the manufacture of bauxite proppants are the patent of the Russian Federation No. 212998, as well as US patents No. 4068718 and No. 4668645.

В патенте Российской Федерации № 2211198 описано использование для изготовления проппантов смеси каолина и боксита.The patent of the Russian Federation No. 2211198 describes the use of a mixture of kaolin and bauxite for the manufacture of proppants.

Существует две взаимосвязанные характеристики проппантов, которые в основном и определяют их качество: прочность на раздавливание (или противоположная ей характеристика - дробимость под сжимающим напряжением) и их пропускная способность (проницаемость для жидкости и газа).There are two interrelated characteristics of proppants, which mainly determine their quality: crushing strength (or the opposite characteristic — crushability under compressive stress) and their throughput (permeability to liquid and gas).

Чем выше дробимость проппантов, тем меньше их пропускная способность при одних и тех же сжимающих напряжениях. Так, для легковесных проппантов, к которым в основном относится настоящее изобретение, используемых на небольших глубинах, дробимость не должна превышать 7,4% при напряжении 7.500 ρκί (7,5 к) и 10% при напряжении 10.000 ρκί (10 к).The higher the proppant crushability, the lower their throughput at the same compressive stresses. So, for lightweight proppants, which mainly relates to the present invention, used at shallow depths, crushability should not exceed 7.4% at a voltage of 7.500 ρκί (7.5 k) and 10% at a voltage of 10.000 ρκί (10 k).

Как отмечено ранее, принято считать, что прочность гранул проппантов, если говорить о химическом составе сырья для их изготовления, определяется содержанием в ней оксидов алюминия. Именно этим объясняется, в частности, тот факт, что если исходное сырье содержит малое количество оксидов алюминия, к нему добавляются добавки, увеличивающие прочность гранул, с высоким содержанием этих оксидов. Так, в патенте Российской Федерации № 2140875, в котором описано использование каолина с невысоким содержанием оксидов алюминия (30-45 мас.%), предлагается использовать в качестве добавок, увеличивающих прочность гранул, в частности, глиноземную пыль с содержанием А1₂О₃ 99,099,5 мас.%.As noted earlier, it is believed that the strength of proppant granules, if we talk about the chemical composition of the raw materials for their manufacture, is determined by the content of aluminum oxides in it. This explains, in particular, the fact that if the feedstock contains a small amount of aluminum oxides, additives are added to it that increase the strength of the granules with a high content of these oxides. So, in the patent of the Russian Federation No. 2140875, which describes the use of kaolin with a low content of aluminum oxides (30-45 wt.%), It is proposed to use, as additives, increasing the strength of the granules, in particular, alumina dust with a content of A1 ₂ O ₃ 99,099 5 wt.%.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Кроме указанных оксидов, используемое для изготовления проппантов сырье содержит оксиды таких элементов, как железо и титан, а также щелочных элементов -ΝαΟ, К₂О, СаО и МдО. Ранее исследовалось влияние содержания Т1О₂ на прочность гранул проппантов, при этом был сделан вывод, что повышение его свыше 0,8 мас.% существенно не влияет на улучшение прочностных характеристик (патент НИ 2166079).In addition to these oxides, the raw materials used for the manufacture of proppants contain oxides of elements such as iron and titanium, as well as alkaline elements —ΝαΟ, K ₂ O, CaO and MdO. Previously we studied the influence of content T1O ₂ granule strength proppants, wherein it was concluded that increasing it over 0.8 wt.% Does not significantly affect improvement of the strength properties (Patent NO 2,166,079).

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что на дробимость гранул проппантов (прочность) и, как следствие, на их пропускную способность (проницаемость для нефти и газа) оказываThe authors of the present invention unexpectedly found that on the crushing ability of proppant granules (strength) and, as a consequence, on their throughput (permeability to oil and gas)

- 1 006953 ет существенное влияние содержание в используемом для их изготовления сырье двуокиси калия К₂О, а именно, чем оно выше, тем ниже прочность гранул и наоборот.- 1 006953 has a significant effect on the content of potassium dioxide K ₂ O used in their production, namely, the higher it is, the lower the strength of the granules and vice versa.

Как показано в настоящем описании далее, от содержания именно этого окисла в исходном каолине в значительной степени зависит прочность изготавливаемых из него гранул. При равном содержании оксида алюминия прочность будет выше у тех гранул, которые изготовлены из каолина с более низким содержанием К₂О. Более того, гранулы, изготовленные из каолина с более низким содержанием А1₂О₃ , но с низким содержанием К₂О, оказываются прочнее гранул, изготовленных из каолина с более высоким содержание А12О3, но с высоким содержанием К2О.As shown in the present description below, the strength of the granules made from it depends to a large extent on the content of this particular oxide in the starting kaolin. With an equal content of alumina, the strength will be higher for those granules made of kaolin with a lower content of K ₂ O. Moreover, granules made of kaolin with a lower content of A1 ₂ O ₃ but with a low content of K ₂ O are stronger than granules made from kaolin with a higher A12O3 content, but with a high K2O content.

Авторами изобретения установлены и количественные значения «низкого» содержания К₂О, при которых проявляется обнаруженный эффект: менее 0,2 вес.%, предпочтительно менее 0,15 вес.% и наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,1 вес.%.The inventors have established quantitative values of the "low" content of K ₂ O, at which the detected effect is manifested: less than 0.2 wt.%, Preferably less than 0.15 wt.% And most preferably from 0.05 to 0.1 wt.% .

Указанные значения существенно ниже тех, которые характерны для каолинов, предлагавшихся для применения в известном уровне техники. Так, в патентах КП 2140874 и КП 2140875 предлагается использовать каолин с содержанием К₂О - 0,8-0,9%, в патенте Ки 2215712 каолин с содержанием К₂О 0,45-0,91%.The indicated values are significantly lower than those characteristic of kaolins, proposed for use in the prior art. So, in patents KP 2140874 and KP 2140875 it is proposed to use kaolin with a content of K ₂ O of 0.8-0.9%, in the patent Ki 2215712 kaolin with a content of K ₂ O of 0.45-0.91%.

Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются проппанты, представляющие собой спеченные, по существу сферические гранулы, изготовленные из каолина с низким содержанием К2О - менее 0,2 вес.%, преимущественно менее 0,15 вес.% и наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,1 вес.%.In accordance with the present invention, proppants are provided, which are sintered, essentially spherical granules made of kaolin with a low K2O content of less than 0.2 wt.%, Preferably less than 0.15 wt.% And most preferably from 0.05 to 0 , 1 wt.%.

Изобретение охватывает также проппанты, изготовленные из смеси каолинов и боксита, причем каолин имеет низкое содержание К2О в указанных выше пределах, при этом сохраняется преимущество использования каолина с низким содержанием К₂О - получение более прочных и проницаемых гранул.The invention also covers proppants made from a mixture of kaolin and bauxite, with kaolin having a low K2O content in the above ranges, while retaining the advantage of using kaolin with a low K ₂ O content - obtaining more durable and permeable granules.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ изготовления проппантов, при котором в качестве исходного материала используется каолин с низким содержанием К2О или смесь каолинов с бокситом, в которой каолин имеет низкое содержание К₂О.Another aspect of the present invention is a method of making proppants, wherein the starting material used is kaolin with low content of K 2 O or a mixture of kaolin to bauxite in which kaolin has a low content of K ₂ O.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ расклинивания (удержания от смыкания) трещин в нефтяных и газовых скважинах с использованием гранул проппанта, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением.In accordance with the present invention, there is also provided a method for wedging (holding against closure) cracks in oil and gas wells using proppant granules made in accordance with the present invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана зависимость между содержанием К₂О в различных каолинах и прочностью изготовленных из них спеченных гранул.In FIG. 1 shows the relationship between the content of K ₂ O in various kaolins and the strength of sintered granules made from them.

На фиг. 2 показана для сравнения картина распределения значений прочности тех же самых гранул в зависимости от содержания в каолинах А12О3.In FIG. Figure 2 shows for comparison a picture of the distribution of strength values of the same granules depending on the content of A12O3 in kaolins.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Расклинивающий агент в соответствии с настоящим изобретением имеет вид твердых, по существу сферических (имеющих среднее отношение минимального диаметра к максимальному от 0,7 и выше) гранул, изготовленных из каолина или из смеси каолина и боксита, удовлетворяющих условию низкого содержания К₂О (менее 0,2 вес.%) в каолине.The proppant in accordance with the present invention has the form of solid, substantially spherical (having an average ratio of minimum to maximum diameter of 0.7 and higher) granules made of kaolin or a mixture of kaolin and bauxite, satisfying the condition of low K ₂ O content (less 0.2 wt.%) In kaolin.

Каолины - глинистые горные породы осадочного происхождения, состоящие в основном из минерала - каолинита (химическая формула А1₂О₃-281О₂-2Н₂О).Kaolins are clay rocks of sedimentary origin, consisting mainly of the mineral kaolinite (chemical formula A1 ₂ O ₃ -281O ₂ -2H ₂ O).

Каолин имеет обычно содержание оксида алюминия менее, чем ориентировочно 50 %, а содержание диоксида кремния больше, чем ориентировочно 45%. Все приведенные здесь значения содержания даны в пересчете на сухой вес полностью прокаленного материала.Kaolin typically has an alumina content of less than about 50%, and a silica content of more than about 45%. All contents shown here are based on the dry weight of the fully calcined material.

Могут быть использованы различные способы изготовления гранул, однако, предпочтительным является способ, описанный в патенте США № 4427068 и предусматривающий использование смесителя Ешсй. Размолотый до размера частиц около 10 мкм, прошедший термическую обработку в целях дегидратации, каолин или смесь каолина и боксита перемешивают с небольшим количеством связующего и воды. Предпочтительным связующим является крахмал, однако, может быть использован и любой другой подходящий связующий материал, который надлежащим образом позволяет сохранить форму сырой гранулы и не оказывает вредного влияния на прочность обожженной гранулы.Various methods for producing granules may be used, however, the method described in US Pat. No. 4,427,068 and involving the use of an Esch mixer is preferred. Milled to a particle size of about 10 microns, heat-treated for dehydration, kaolin or a mixture of kaolin and bauxite is mixed with a small amount of binder and water. Starch is a preferred binder, however, any other suitable binder material can be used that properly maintains the shape of the raw granule and does not adversely affect the strength of the calcined granule.

Затем добавляют дополнительный порошок сухого размолотого каолина (каолина и боксита) и перемешивание продолжают, пока не образуются по существу сферические гранулы. Сырые гранулы затем обжигают (спекают) при температуре от 1100 до 1590°С в течение ориентировочно от 45 мин до 1 ч в барабанной печи.An additional powder of dry milled kaolin (kaolin and bauxite) is then added and stirring is continued until essentially spherical granules are formed. The raw granules are then fired (sintered) at a temperature of from 1100 to 1590 ° C. for about 45 minutes to 1 hour in a rotary kiln.

Авторы изобретения изучали влияние содержания К₂О в каолине на прочность изготовленных из него спеченных гранул на примере различных каолиновых глин из штата Джорджия, США. Измерение прочности проводилось в соответствии с методикой, рекомендованной Американским нефтяным институтом (АР1).The inventors studied the effect of the content of K ₂ O in kaolin on the strength of sintered granules made from it using various kaolin clays from the state of Georgia, USA as an example. Strength measurement was carried out in accordance with the methodology recommended by the American Petroleum Institute (AP1).

В соответствии с этой методикой, слой гранул толщиной около 6 мм с испытуемой пробой помещают в полую цилиндрическую ячейку. Затем в ячейку вводят поршень. После этого к пробе прикладывают нагрузку при помощи поршня. Одна минута требуется для того, чтобы достичь максимальной нагрузки, которую затем сохраняют в течение двух минут. После этого нагрузку снимают, пробу извлекаютIn accordance with this technique, a layer of granules with a thickness of about 6 mm with the test sample is placed in a hollow cylindrical cell. Then a piston is introduced into the cell. After that, a load is applied to the sample using a piston. One minute is required in order to achieve maximum load, which is then stored for two minutes. After this, the load is removed, the sample is removed

- 2 006953 из ячейки и просеивают для отделения дробленного материала. Его доля от веса исходной пробы и является показателем прочности: чем она выше, тем ниже прочность.- 2 006953 from the cell and sieved to separate crushed material. Its share of the weight of the initial sample is an indicator of strength: the higher it is, the lower the strength.

Далее изобретение будет описано со ссылками на примеры, не имеющие ограничительного характера.The invention will now be described with reference to non-limiting examples.

Пример 1.Example 1

Для приготовления гранул использовался каолин следующего химического состава:For the preparation of granules, kaolin of the following chemical composition was used:

А1₂О₃ - 45,17, §ίϋ₂ - 52,65, Τίϋ₂ - 2,00, Ее₂О₃ - 0,81, СаО - 0,17, МдО - 0,12, Р₂О₅ - 0,06 и К₂О - 0,04. Кальцинированному каолину (прошедшему термическую обработку при температуре 500-1000°С) была придана форма сферических гранул гранулометрического состава 18/30, после чего гранулы были спечены при температуре около 1500°С. Спеченные гранулы имели гранулометрический состав 20/40. Приготовленные таким образом гранулы были подвергнуты прочностным испытаниям при нагрузке 7.500 ρδΐ (7,5 к) по описанной выше методике АР1. Полученное значение равно 4,0.A1 ₂ O ₃ - 45.17, §ίϋ ₂ - 52.65, Τίϋ ₂ - 2.00, Her ₂ O ₃ - 0.81, CaO - 0.17, MdO - 0.12, P ₂ O ₅ - 0.06 and K ₂ O - 0.04. The calcined kaolin (which has undergone heat treatment at a temperature of 500-1000 ° C) was given the shape of spherical granules with a particle size distribution of 18/30, after which the granules were sintered at a temperature of about 1500 ° C. Sintered granules had a particle size distribution of 20/40. The granules prepared in this way were subjected to strength tests at a load of 7.500 ρδΐ (7.5 k) according to the AP1 method described above. The resulting value is 4.0.

Примеры 2-16.Examples 2-16.

Аналогичным образом изготавливались и испытывались на прочность гранулы из каолинов иного химического состава.In a similar manner, granules of kaolin of a different chemical composition were made and tested for strength.

Полученные данные о прочности гранул при нагрузке 7.500 ρδΐ (7,5 к) и сведения о химическом составе исследованных каолиновых глин представлены в табл. 1.The obtained data on the strength of granules at a load of 7.500 ρδΐ (7.5 k) and information on the chemical composition of the studied kaolin clays are presented in Table. one.

Таблица 1Table 1

Пример 1 2 3 4 5 6 7 8 Example one 2 3 4 5 6 7 8 А1₂Оз 45.17 45.93 46.91 45.77 45.00 45.56 46.85 47.16A1 ₂ Oz 45.17 45.93 46.91 45.77 45.00 45.56 46.85 47.16 Ре₂О₃ 0.81 0.90 1.15 0.99 0.86 0.86 1.17 1.14Re ₂ O ₃ 0.81 0.90 1.15 0.99 0.86 0.86 1.17 1.14 К₂О 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11K ₂ O 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 8Ю₂ 51.65 50.70 49.21 50.68 51.75 51.08 49.41 48.958U ₂ 51.65 50.70 49.21 50.68 51.75 51.08 49.41 48.95 СаО 0.17 0.15 0.26 0.20 0.16 0.11 0.03 0.20 CaO 0.17 0.15 0.26 0.20 0.16 0.11 0.03 0.20 МдО 0.12 0.10 0.14 0.10 0.08 0.07 0.04 0.12 MDO 0.12 0.10 0.14 0.10 0.08 0.07 0.04 0.12 Р₂О₅ 0.06 0.06 0.06 0.03 0.06 0.05 0.06 0.06R ₂ O ₅ 0.06 0.06 0.06 0.03 0.06 0.05 0.06 0.06 Т1О₂ 2.00 2.11 2.22 2.16 2.02 2.17 2.34 2.25T1O ₂ 2.00 2.11 2.22 2.16 2.02 2.17 2.34 2.25 7.5К 4.0 4.5 4.3 4.0 4.4 4.0 4.1 4.4 7.5K 4.0 4.5 4.3 4.0 4.4 4.0 4.1 4.4 9 nine 46.26 46.26 0.96 0.96 0.12 0.12 50.11 50.11 0.09 0.09 0.07 0.07 0.05 0.05 2.33 2.33 4.6 4.6 10 10 45.78 45.78 1.19 1.19 0.13 0.13 50.59 50.59 0.09 0.09 0.11 0.11 0.05 0.05 2.07 2.07 4.7 4.7 11 eleven 47.07 47.07 1.21 1.21 0.14 0.14 49.08 49.08 0.16 0.16 0.11 0.11 0.06 0.06 2.17 2.17 4.5 4.5 12 12 45.48 45.48 1.13 1.13 0.15 0.15 50.89 50.89 0.10 0.10 0.10 0.10 0.06 0.06 2.10 2.10 4.9 4.9 13 thirteen 44.84 44.84 1.22 1.22 0.16 0.16 59.19 59.19 0.12 0.12 0.09 0.09 0.06 0.06 2.31 2.31 5.2 5.2 14 14 46.50 46.50 1.27 1.27 0.18 0.18 49.36 49.36 0.10 0.10 0.07 0.07 0.06 0.06 2.46 2.46 5.8 5.8 15 fifteen 46.63 46.63 1.24 1.24 0.19 0.19 49.26 49.26 0.10 0.10 0.07 0.07 0.06 0.06 2.45 2.45 7.1 7.1 16 sixteen 47.71 47.71 1.47 1.47 0.21 0.21 48.15 48.15 0.14 0.14 0.11 0.11 0.08 0.08 2.14 2.14 6.0 6.0

Как видно из представленных в табл. 1 данных, существует четкая закономерность: чем ниже содержание К₂О в каолине, тем меньше дробимость гранул, то есть тем выше их прочность. Эта четкая зависимость представлена на фиг. 1: при значениях К₂О, равном 0,05 %, прочность максимальна, при увеличении содержания К₂О в пределах 0,05-0,15 % прочность сохраняется на уровне, близком к максимальному, и при значении содержания К2О 0,2% и выше намечается значительное снижение прочности гранул.As can be seen from the table. 1 data, there is a clear pattern: the lower the content of K ₂ O in kaolin, the lower the granularity of the granules, that is, the higher their strength. This clear relationship is shown in FIG. 1: with K ₂ O values equal to 0.05%, the strength is maximum, with an increase in K ₂ O content in the range of 0.05-0.15%, the strength remains at a level close to the maximum, and with a K2O content value of 0.2 % and above, a significant decrease in the strength of the granules is planned.

В то же время оказалось, что между содержанием А1₂О₃ и прочностью гранул такой зависимости обнаружено не было (в интервале содержания А1₂О₃ от 44,5 до 48%), что и иллюстрирует фиг. 2.At the same time, it turned out that no such dependence was found between the Al ₂ O ₃ content and the strength of the granules (in the range of the Al ₂ O ₃ content from 44.5 to 48%), as illustrated in FIG. 2.

Это означает, что ориентация на значение содержания оксида алюминия в каолине как единственный показатель прочности гранул, может оказаться ошибочной, следует учитывать как не менее важный параметр, и содержание в сырье К2О.This means that the orientation on the value of the content of alumina in kaolin as the only indicator of the strength of the granules may be erroneous, it should be taken into account as an equally important parameter, and the content of K2O in the feed.

Выявленные закономерности зависимости прочности гранул от содержания К₂О в сырье были подтверждены и в отношении гранул, изготовленных из смеси каолина и бокситов.The revealed regularities of the dependence of the strength of granules on the content of K ₂ O in the raw materials were also confirmed for granules made from a mixture of kaolin and bauxite.

Пример 17.Example 17

Были изготовлены в лабораторных условиях гранулы из смеси каолина А (85%) и боксита С (15%). Данные о химическом составе использовавшихся в данном и последующих примерах каолинов и бокситов приведены в табл. 2. Гранулы были подвергнуты прочностным испытаниям аналогично примерам 116, но при нагрузке 10.000 ρδΐ (10 К). Полученный показатель прочности 8,4. Содержание К₂О в каолине А 0,11%.In laboratory conditions, granules were made from a mixture of kaolin A (85%) and bauxite C (15%). Data on the chemical composition used in this and subsequent examples of kaolins and bauxites are given in table. 2. The granules were subjected to strength tests similarly to examples 116, but at a load of 10.000 ρδΐ (10 K). The resulting strength index is 8.4. The content of K ₂ O in kaolin A is 0.11%.

Примеры 18-22.Examples 18-22.

Изготавливались и испытывались на прочность гранулы, изготовленные из смеси каолинов (А и В) с бокситами (С, Ό, Е) при различных соотношениях в исходном сырье. Результаты сведены в табл. 3.Granules made and tested for strength were made from a mixture of kaolins (A and B) with bauxite (C, Ό, E) at various ratios in the feedstock. The results are summarized in table. 3.

Как следует из представленных в ней данных, при практически одинаковом суммарном содержании А1₂О₃, прочность гранул, изготовленных из смеси каолина и боксита, в 1,4 раза (для смеси каолинов с бокситом Е) и в 1,7 раза (для смеси каолинов с бокситом С) выше при использовании каолина с низким содержанием К₂О (каолин А) по сравнению с каолином с более высоким содержанием К₂О (каолин В).As follows from the data presented in it, with almost the same total content of A1 ₂ O ₃ , the strength of granules made from a mixture of kaolin and bauxite is 1.4 times (for a mixture of kaolins with bauxite E) and 1.7 times (for a mixture kaolins with bauxite C) are higher when using kaolin with a low content of K ₂ O (kaolin A) compared with kaolin with a higher content of K ₂ O (kaolin B).

- 3 006953- 3 006953

Таблица 2table 2

Материал Material ΑΙ2Ο3 ΑΙ2Ο3 5ΪΟ2 5ΪΟ2 ТЮ2 TU2 Ее2ОЗ Her2OZ К2О K2O СаО CaO МдО MDO Каолин А Kaolin A 44,78 44.78 52,64 52.64 1,40 1.40 0,81 0.81 0,11 0.11 0,16 0.16 0,05 0.05 Каолин В Kaolin B 41,55 41.55 55,57 55.57 1,06 1.06 1,14 1.14 0,40 0.40 0,16 0.16 0,13 0.13 Боксит С Bauxite C 89,65 89.65 5,44 5.44 3,58 3,58 1,07 1,07 0,09 0.09 0,07 0,07 0,10 0.10 Боксит ϋ Bauxite ϋ 75,80 75.80 14,04 14.04 4,45 4.45 5,03 5.03 0,32 0.32 0,19 0.19 0,17 0.17 Боксит Е Bauxite E 75,00 75.00 17,90 17.90 4,23 4.23 2,10 2.10 0,36 0.36 0,15 0.15 0,21 0.21

Таблица 3Table 3

Примеры Examples Продукт Product Объемная плотность г/сс Bulk density g / ss АВС ABC ЮК вес % SK weight% ΑΙ2Ο3 ΑΙ2Ο3 8Ю2 8U2 ТЮ2 TU2 Ее2ОЗ Her2OZ К2О K2O СаО CaO МдО MDO Смеси каолинов А и В с бокситом С Mixtures of kaolin A and B with bauxite C 17 17 85% каолин А + 15% боксит С 85% kaolin A + 15% bauxite C 20/40 20/40 1,51 1.51 2,77 2.77 8,4 8.4 52,03 52.03 44,66 44.66 1,74 1.74 1,08 1,08 0,08 0.08 0,12 0.12 0,07 0,07 18 eighteen 79 % каолин В + 21% боксит С 79% kaolin B + 21% bauxite C 20/40 20/40 1,45 1.45 2,70 I 2.70 I 14,0 14.0 52,44 52,44 44,03 44.03 1,69 1,69 1,23 1.23 0,34 0.34 0,15 0.15 0,13 0.13 Смеси каолинов А и В с бокситом ϋ Mixtures of kaolin A and B with bauxite ϋ 19 nineteen 76,9% каолин А + 23,1% боксит ϋ 76.9% kaolin A + 23.1% bauxite ϋ 20/40 20/40 1,53 1,53 2,82 2.82 9,1 9.1 52,01 52.01 43,52 43.52 2,07 2.07 1,97 1.97 0,17 0.17 0,17 0.17 0,09 0.09 20 twenty 68,4 % каолин В + 31,6% боксит ϋ 68.4% kaolin B + 31.6% bauxite ϋ 20/40 20/40 1,51 1.51 2,81 2.81 9,9 9.9 52,20 52,20 43,17 43.17 1,67 1,67 1,75 1.75 0,50 0.50 0,53 0.53 0,18 0.18 Смеси каолинов А и В с бокситом Е Mixtures of kaolin A and B with bauxite E 21 21 73,5% каолин А + 26,5% боксит Е 73.5% kaolin A + 26.5% bauxite E 20/40 20/40 1,54 1,54 2,82 2.82 10,1 10.1 52,22 52.22 43,80 43.80 2,06 2.06 1,46 1.46 0,21 0.21 0,16 0.16 0,09 0.09 22 22 65,2% каолин В + 34,8% боксит Е 65.2% kaolin B + 34.8% bauxite E 20/40 20/40 1,50 1,50 2,76 2.76 14,0 14.0 52,24 52.24 43,26 43.26 2,07 2.07 1,68 1.68 0,45 0.45 0,16 0.16 0,14 0.14

Несмотря на то, что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно очевидно, что специалистами в данной области могут быть внесены в него эквивалентные изменения и дополнения, которые не выходят за рамки приведенной далее формулы изобретения. Так, представленные в примерах соотношения содержания каолина и боксита в смеси никак не ограничивают указанными в них значениями объем изобретения.Despite the fact that a preferred embodiment of the invention has been described, it is clear that those skilled in the art can make equivalent changes and additions to it that do not go beyond the scope of the following claims. So, presented in the examples, the ratio of the content of kaolin and bauxite in the mixture does not in any way limit the scope of the invention indicated in them.

Claims (15)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Агент для расклинивания трещин в подземной формации, представляющий собой спеченные, по существу сферические гранулы, изготовленные из каолина, причем каолин содержит К₂О в количестве менее 0,2 вес.%.1. Agent for wedging cracks in the underground formation, which is a sintered, essentially spherical granules made of kaolin, and kaolin contains K ₂ O in an amount of less than 0.2 wt.%. 2. Агент для расклинивания трещин по п.1, изготовленный из каолина, у которого содержание К₂О составляет менее 0,15 вес.%.2. Agent for wedging cracks according to claim 1, made of kaolin, in which the content of K ₂ About is less than 0.15 wt.%. 3. Агент для расклинивания трещин по п.1, изготовленный из каолина, у которого содержание К₂О составляет от 0,05 до 0,10 вес.%.3. The agent for wedging cracks according to claim 1, made of kaolin, in which the content of K ₂ About is from 0.05 to 0.10 wt.%. 4. Способ изготовления агента для расклинивания трещин в подземной формации, включающий в себя следующие этапы:4. A method of manufacturing an agent for wedging cracks in an underground formation, comprising the following steps: а) термическую обработку предварительно измельченного алюмосиликатного сырья, обеспечивающую его дегидратацию;a) heat treatment of pre-crushed aluminosilicate raw materials, ensuring its dehydration; б) перемешивание прошедшего термическую обработку алюмосиликатного сырья со связующим и водой;b) mixing the heat-treated aluminosilicate raw materials with a binder and water; в) образование из указанной смеси, по существу, сферических гранул; иC) the formation of the specified mixture, essentially spherical granules; and г) спекание полученных гранул, причем в качестве исходного сырья используют каолин с содержанием К2О менее 0,2 вес.%.g) sintering of the obtained granules, and kaolin with a K2O content of less than 0.2 wt.% is used as feedstock. 5. Способ по п.4, в котором используют каолин с содержанием К₂О менее 0,15 вес.%.5. The method according to claim 4, in which kaolin is used with a K ₂ O content of less than 0.15 wt.%. 6. Способ по п.4, в котором используют каолин с содержанием К₂О от 0,05 до 0,10 вес.%.6. The method according to claim 4, in which kaolin is used with a K ₂ O content of from 0.05 to 0.10 wt.%. 7. Способ удержания от смыкания трещины в подземной формации, образованной путем гидравлического разрыва, заключающийся в нагнетании в указанную трещину флюида, содержащего спеченные, по существу, сферические гранулы, изготовленные из каолина с содержанием К₂О менее 0,2 вес.%, предпочтительно менее 0,15 вес.%, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,10 вес.%.7. A method of retaining from closing a crack in an underground formation formed by hydraulic fracturing, which consists in pumping a fluid containing sintered substantially spherical granules made of kaolin with a K ₂ O content of less than 0.2 wt.%, Preferably less than 0.15 wt.%, most preferably from 0.05 to 0.10 wt.%. - 4 006953- 4 006953 8. Агент для расклинивания трещин в подземной формации, в частности в нефтяных и газовых пластах, представляющий собой спеченные, по существу, сферические гранулы, изготовленные из смеси каолина и боксита, причем каолин содержит К₂О в количестве менее 0,2 вес.%.8. Agent for wedging cracks in an underground formation, in particular in oil and gas formations, which is a sintered essentially spherical granule made from a mixture of kaolin and bauxite, and kaolin contains K ₂ O in an amount of less than 0.2 wt.% . 9. Агент для расклинивания трещин по п.8, причем каолин содержит К₂О в количестве менее 0,2 вес.%.9. The agent for wedging cracks according to claim 8, wherein kaolin contains K ₂ O in an amount of less than 0.2 wt.%. 10. Агент для расклинивания трещин по п.8, причем каолин содержит К₂О в количестве от 0,05 до 0,1 вес.%.10. Agent for wedging cracks according to claim 8, wherein kaolin contains K ₂ O in an amount of from 0.05 to 0.1 wt.%. 11. Способ изготовления агента для расклинивания трещин в подземной формации, включающий в себя следующие этапы:11. A method of manufacturing an agent for wedging cracks in an underground formation, comprising the following steps: а) термическую обработку предварительно измельченного алюмосиликатного сырья, обеспечивающую его дегидратацию;a) heat treatment of pre-crushed aluminosilicate raw materials, ensuring its dehydration; б) перемешивание прошедшего термическую обработку алюмосиликатного сырья со связующим и водой;b) mixing the heat-treated aluminosilicate raw materials with a binder and water; в) образование из указанной смеси, по существу, сферических гранул; иC) the formation of the specified mixture, essentially spherical granules; and г) спекание полученных гранул, причем в качестве исходного сырья используют смесь каолина и боксита, при этом содержание К₂О в каолине менее 0,2 вес.%.g) sintering of the obtained granules, moreover, a mixture of kaolin and bauxite is used as feedstock, while the content of K ₂ O in kaolin is less than 0.2 wt.%. 12. Способ по п.11, в котором используют каолин с содержанием К₂О менее 0,15 вес.%.12. The method according to claim 11, in which kaolin is used with a K ₂ O content of less than 0.15 wt.%. 13. Способ по п.11, в котором используют каолин с содержанием К₂О от 0,05 до 0,10 вес.%.13. The method according to claim 11, in which kaolin is used with a K ₂ O content of from 0.05 to 0.10 wt.%. 14. Способ удержания от смыкания трещины в подземной формации, образованной путем гидравлического разрыва, заключающийся в нагнетании в указанную трещину флюида, содержащего спеченные, по существу, сферические гранулы, изготовленные из смеси каолина и боксита, причем каолин содержит К₂О в количестве менее 0,2 вес.%, предпочтительно менее 0,15 вес.%, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,10 вес.%.14. A method of retaining from closing a crack in an underground formation formed by hydraulic fracturing, which consists in injecting a fluid containing sintered substantially spherical granules made of a mixture of kaolin and bauxite into said crack, wherein kaolin contains K ₂ O in an amount of less than 0 , 2 wt.%, Preferably less than 0.15 wt.%, Most preferably from 0.05 to 0.10 wt.%. 15. Способ по п.14, при котором подземная формация представляет собой нефтяной или газовый пласт.15. The method according to 14, in which the underground formation is an oil or gas reservoir.