[go: up one dir, main page]

RU2776019C1 - Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof - Google Patents

Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2776019C1
RU2776019C1 RU2021114596A RU2021114596A RU2776019C1 RU 2776019 C1 RU2776019 C1 RU 2776019C1 RU 2021114596 A RU2021114596 A RU 2021114596A RU 2021114596 A RU2021114596 A RU 2021114596A RU 2776019 C1 RU2776019 C1 RU 2776019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proppant
polymer
water
swelling
coating
Prior art date
Application number
RU2021114596A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадьевич КОРЮКАЛОВ
Яна Владиславовна КЛИМЕНКО
Ильдар Ахметович Ибатуллин
Original Assignee
ПВТ Эволюшн Лимитед
Filing date
Publication date
Application filed by ПВТ Эволюшн Лимитед filed Critical ПВТ Эволюшн Лимитед
Application granted granted Critical
Publication of RU2776019C1 publication Critical patent/RU2776019C1/en

Links

Abstract

FIELD: petroleum industry.
SUBSTANCE: invention relates to the petroleum and gas industry, in particular, to production using the technology for hydraulic fracturing of productive petroleum layers. Granules of the proppant of an aluminosilicate or magnesium silicate composition are mixed with an aqueous polymer solution. The solution includes an anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolysed with 2-ethylhexylprop-2-enoate, in the form of a hydrated powder or an effective flocculant, flotation agent, dispersing agent, or synthetic-based thickening agent. After hydration and swelling of the polymer, a coating layer is formed around the granule, with a thickness of 10% of the diameter of the proppant.
EFFECT: production of a proppant with a thin coating capable of swelling at interaction with water, forming a working fluid with an injection-ready propping agent, and providing the sand-carrying capacity of the working fluid needed for the hydraulic fracturing works, as well as optimal rheological properties, thereby reducing the amount of chemical reagents and the environmental hazard on the soil.
3 cl, 3 ex, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к нефтяной и газовой отрасли, в частности к добыче с использованием технологии гидроразрыва пласта (ГРП) продуктивных нефтяных пластов. Более конкретно, изобретение относится к созданию расклинивающих агентов - проппантов любого класса, как алюмосиликатных, так и/или магнийсиликатных (магнезиальных) проппантов. В частности, изобретение относится к созданию расклинивающих агентов, имеющих на своей поверхности тонкое покрытие, которое при гидратации набухает, создавая между гранулами проппанта прослойку набухшего гидрополимера, образуя тем самым устойчивую суспензию и препятствующую оседанию гранул пропантов в водном растворе. Предложен способ получения проппанта, проппант, полученный данным способом и применение проппанта при добыче углеводородов.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the production using the technology of hydraulic fracturing (HF) of productive oil reservoirs. More specifically, the invention relates to the creation of proppants - proppants of any class, both aluminosilicate and/or magnesium silicate (magnesian) proppants. In particular, the invention relates to the creation of proppants having a thin coating on their surface, which swells during hydration, creating a layer of swollen hydropolymer between the proppant granules, thereby forming a stable suspension and preventing the proppants granules from settling in an aqueous solution. Proposed method for producing proppant, proppant obtained by this method and the use of proppant in the production of hydrocarbons.

Уровень техникиState of the art

Известен способ изготовления cамосуспендирующихся проппантов для гидравлического разрыва пласта (См. патент на изобретение №2602250 по кл. С09K 8/80 (2006.01) Е21В 43/267 (2006.01), заявл. 30.08.2012 г., опубл. 10.10.2016. «Самосуспендирующиеся проппанты для гидравлического разрыва пласта»). A known method for the manufacture of self-suspending proppants for hydraulic fracturing (See patent for invention No. 2602250 according to class C09K 8/80 (2006.01) E21B 43/267 (2006.01), declared 08/30/2012, publ. 10/10/2016. " Self-suspending proppants for hydraulic fracturing.

Однако в известном способе в качестве субстрата (основы) используется сухой песок с остаточной влажностью менее 0,1%, на поверхность которого насосом, через распылительную насадку разбрызгивают композицию жидкого полимера, состоящую из предложенных вариантов реализации изобретения: гидрофобный сомономер, выбранный из группы, содержащей алкилакрилатные эфиры, N-алкилакриламиды, N-изопропилакриламид, пропиленоксид, стирол и винилкапролактам или осушенное гидрогелевое покрытие, способное увеличиваться в объеме при контакте с водными текучими средами, образуя набухающее гидрогелевое покрытие с толщиной по меньшей мере на 10% больше, чем в осушенной форме, или полимер, выбранный из группы, содержащей полиакриламид, (поли)акриловую кислоту, сополимеры акриламида с солями акриловой кислоты, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксиметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гуаровую смолу, карбоксиметил гуар, карбоксиметил-гидроксипропилгуаровую смолу (смолу КМГПГ), гидрофобно ассоциированные разбухающие эмульсионные полимеры и латексные полимеры и дополнительно в вариантах реализации изобретения содержащие химические добавки, выбранные из группы, состоящей из ингибиторов образования отложений, биоцидов, деструкторов, агентов, регулирующих выпадение парафиновых отложений, агентов, регулирующих выпадение асфальтеновых отложений и маркеров, что приводит к увеличению состава используемой полимерной композиции и увеличения её содержания на поверхности субстрата для обеспечения полного покрытия субстрата (основы) и приводит к увеличению стоимости сырья.However, in the known method, dry sand with a residual moisture content of less than 0.1% is used as a substrate (base), on the surface of which a liquid polymer composition is sprayed with a pump through a spray nozzle, consisting of the proposed embodiments of the invention: a hydrophobic comonomer selected from the group containing alkyl acrylate esters, N-alkylacrylamides, N-isopropylacrylamide, propylene oxide, styrene, and vinylcaprolactam, or a dried hydrogel coating capable of expanding in contact with aqueous fluids to form a swellable hydrogel coating with a thickness of at least 10% greater than in the dried form , or a polymer selected from the group consisting of polyacrylamide, (poly)acrylic acid, copolymers of acrylamide with salts of acrylic acid, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, guar gum, carboxymethyl guar, carboxymethyl-hydroxypropyl guar gum (CMHPG resin), hydrophobically associated swelling emulsion polymers and latex polymers, and further in embodiments of the invention containing chemical additives selected from the group consisting of scale inhibitors, biocides, degraders, wax control agents, asphaltene control agents, and markers, resulting in increased composition used polymer composition and increase its content on the surface of the substrate to ensure complete coverage of the substrate (base) and leads to an increase in the cost of raw materials.

Также известен способ получения самосуспендирующихся проппантов, его приготовление и использование, включающий использование в качестве наполнителя одного или более из следующих материалов: кварцевый песок, керамицит, металлические частицы, сферические частицы стекла, спеченный боксит, спеченный глинозем, спеченный цирконий, синтетическая смола, плакированный песок и частицы измельченной ореховой скорлупы, нагрев субстрата, добавление адгезива, перемешивание и добавление водорастворимого полимерного материала (См. патент РФ на изобретение №2652592 по кл. C09K 8/80 (2006.01), C09K 8/88 (2006.01), C09K 8/90 (2006.01), C09K 8/92 (2006.01), E21B 43/267 (2006.01), заявл. 27.03.2015 г., опубл. 27.04.2018 г. «Самосуспендирующийся проппант, его приготовление и использование».Also known is a method for producing self-suspending proppants, its preparation and use, including the use of one or more of the following materials as a filler: quartz sand, ceramicite, metal particles, spherical glass particles, sintered bauxite, sintered alumina, sintered zirconium, synthetic resin, clad sand and crushed nutshell particles, heating the substrate, adding an adhesive, mixing and adding a water-soluble polymer material (See RF patent for invention No. (2006.01), C09K 8/92 (2006.01), E21B 43/267 (2006.01), App 03/27/2015, Published 04/27/2018 "Self-suspending proppant, its preparation and use".

Недостатками известного способа является то, что на субстрат (основу) первоначально наносят адгезив, для чего субстрат подвергают нагреву, после чего наносят адгезив состоящий преимущественно из синтетических смол и затем, после закрепления наносят водорастворимый полимер. Данный метод (использование адгезива) влечет за собой увеличение себестоимости выпускаемой продукции за счет введения дополнительного компонента. Еще одним недостатком является то, что для нанесения самосуспендирующегося покрытия предварительно субстрат (основу) нагревают, что приводит к увеличению энергозатрат и время по изготовлению проппантов.The disadvantages of the known method is that an adhesive is initially applied to the substrate (base), for which the substrate is subjected to heating, after which an adhesive consisting mainly of synthetic resins is applied and then, after fixing, a water-soluble polymer is applied. This method (the use of an adhesive) entails an increase in the cost of manufactured products due to the introduction of an additional component. Another disadvantage is that for applying a self-suspending coating, the substrate (base) is preliminarily heated, which leads to an increase in energy consumption and time for the manufacture of proppants.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу получения проппантов и выбранным в качестве наиболее близкого аналога является самосуспендирующиеся проппанты для гидравлического разрыва (См. патент РФ №2621239 по кл. МПК C09K 8/80 (2006.01), заявл. 15.03.2013 г., опубл. 10.06.2016 г. «Самосуспендирующиеся проппанты для гидравлического разрыва»), согласно которому в гидрогелевое покрытие предпочтительно содержит полимер, выбранный из группы, состоящей из полиакриламида, гидролизованного полиакриламида, сополимеров акриламида с ионными сомономерами, содержащими этиленовую ненасыщенность, сополимеров акриламида с солями акриловой кислоты, полиакриловой кислоты или ее солей, карбоксиметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, гуаровой смолы, карбоксиметилгуара, карбоксиметилгидроксипропилгуара, гидрофобноассоциированных набухающих эмульсионных полимеров и латексных полимеров. Количество гидрогелевого покрытия может составлять менее примерно 5 мас.% от общей сухой массы.The closest in technical essence and achieved effect to the claimed method for producing proppants and selected as the closest analogue is self-suspending proppants for hydraulic fracturing (See RF patent No. 10.06.2016 "Self-suspending proppants for hydraulic fracturing"), according to which the hydrogel coating preferably contains a polymer selected from the group consisting of polyacrylamide, hydrolyzed polyacrylamide, copolymers of acrylamide with ionic comonomers containing ethylenic unsaturation, copolymers acrylamide with salts of acrylic acid, polyacrylic acid or salts thereof, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, guar gum, carboxymethyl guar, carboxymethylhydroxypropyl guar, hydrophobically associated swelling emulsion polymers and latex polymers. The amount of hydrogel coating may be less than about 5 wt.% of the total dry weight.

Основным недостатком указанного выше изобретения является то, что для изготовления самосуспендирующихся пропантов применяется такой же способ, что описан в изобретении №2602250, а именно композицию жидкого полимера посредством насоса и через распылительную насадку, разбрызгивают по поверхности песка на конвейере, после чего песок, подвергнутый воздействию жидкого полимера, поступает в смеситель с низким сдвигом, в котором происходит перемешивание, что влечет за собой риск неравномерного промешивания и для избегания которого количество полимерной композиции должно быть достаточным для получения полного модифицирования поверхности песка. The main disadvantage of the above invention is that for the manufacture of self-suspending proppants, the same method is used as described in invention No. 2602250, namely, the liquid polymer composition is sprayed over the surface of the sand on the conveyor by means of a pump and through a spray nozzle, after which the sand, exposed to of the liquid polymer enters the low shear mixer in which mixing takes place, which entails the risk of uneven mixing and to avoid which the amount of polymer composition must be sufficient to obtain a complete modification of the surface of the sand.

Другим отличием является то, что в качестве гидрогелевого покрытия или полимеризации in situ выбраны из следующих мономеров или их солей: акриловая кислота, метакриловая кислота, акриламид, метакриламид, и производные указанных соединений, карбоксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат (НЕМА), гидроксиэтилакрилат (НЕА), акрилаты полиэтиленгликоля (ПЭГ-акрилаты), N-изопропилакриламид (NiPA), 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота (AMPS), натриевая соль стиролсульфоната, винилсульфоновая кислота, (мет)аллилсульфоновая кислота, винилфосфоновая кислота, N-винилацетамид, N-метил-N-винилацетамид, N-винилформамид, N-метил-N-винилформамид, N-винилпирролидон, N-бутиролактам или N-винилкапролактам, малеиновый ангидрид, итаконовая кислота, винилацетат, хлорид диметилдиаллиламмония; кватернизованный диметиламиноэтилметакрилат (DMAEMA), хлорид (мет)акриламидо-пропил-триметиламмония, хлорид метилвинилимидазолия; 2-винилпири-дин; 4-винилпиридин, и подобные соединения, недостатком приведенного примера является необходимость подбора соотношений ионных мономеров к неионным мономерам − может быть выбрано для получения гидрогеля с различной плотностью зарядов, что влечет за собой увеличение операций при нанесении покрытия.Another difference is that as a hydrogel coating or in situ polymerization selected from the following monomers or their salts: acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, and derivatives of these compounds, carboxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate (HEMA), hydroxyethyl acrylate (HEA), acrylates polyethylene glycol (PEG-acrylates), N-isopropylacrylamide (NiPA), 2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid (AMPS), styrene sulfonate sodium, vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, vinyl phosphonic acid, N-vinylacetamide, N-methyl-N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N-methyl-N-vinylformamide, N-vinylpyrrolidone, N-butyrolactam or N-vinylcaprolactam, maleic anhydride, itaconic acid, vinyl acetate, dimethyldiallylammonium chloride; quaternized dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), (meth)acrylamido-propyl-trimethylammonium chloride, methylvinylimidazolium chloride; 2-vinylpyridine; 4-vinylpyridine, and similar compounds, the disadvantage of this example is the need to select the ratios of ionic monomers to non-ionic monomers - can be selected to obtain a hydrogel with a different charge density, which entails an increase in coating operations.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения проппанта с тонким покрытием, способным набухать при взаимодействии с водой, образуя рабочую жидкость с расклинивающим агентом, готовую к закачке и обеспечивающего необходимую для работ по технологии гидроразрыва пласта (ГРП) песконесущую способность рабочей жидкости. The objective of the invention is to create a method for producing a proppant with a thin coating capable of swelling when interacting with water, forming a working fluid with a proppant, ready for injection and providing the sand-carrying capacity of the working fluid necessary for hydraulic fracturing technology.

Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является получение проппанта с тонким покрытием, способным набухать при взаимодействии с водой, образуя рабочую жидкость с расклинивающим агентом, готовую к закачке, и обеспечивающего необходимую для работ ГРП песконесущую способность рабочей жидкости, за счет чего решаются задачи по снижению затрат для доставки гелеобразователей на скважину; нет необходимости добавлять дополнительную несущую жидкость; осуществляется снижение количества химических реагентов используемых при работах ГРП, что снижает вред для окружающей среды грунта; равномерное распределение по всей длине трещины, создаваемой в ходе ГРП, обеспечивая более глубокое проникновение частиц проппанта в трещине за счет лучшей текучести; получение оптимальных реологических свойств вне зависимости от источника воды и её химического состава.The technical result, which makes it possible to solve this problem, is to obtain a proppant with a thin coating that can swell when interacting with water, forming a working fluid with a proppant, ready for injection, and providing the sand-carrying capacity of the working fluid necessary for hydraulic fracturing, due to which the tasks of reducing costs for the delivery of gelling agents to the well; no need to add additional carrier fluid; the amount of chemical reagents used during hydraulic fracturing is reduced, which reduces the harm to the environment of the soil; uniform distribution along the entire length of the fracture created during hydraulic fracturing, providing deeper penetration of proppant particles in the fracture due to better fluidity; obtaining optimal rheological properties, regardless of the source of water and its chemical composition.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ получения проппанта с нанесением на поверхность проппанта полимерного покрытия, набухающего при взаимодействии с водой и/или водными растворами с образованием после гидратации и набухания покрытия вокруг гранулы проппанта с толщиной от 10% от диаметра проппанта, включающий приготовление полимерного раствора, смешивание проппанта в массе полимерного раствора, извлечение проппанта из полимерного раствора, сушку, дезинтеграцию, грохочение, при этом в качестве основы для нанесения полимера используют как алюмосиликатные, так и магнийсиликатные проппанты, а в качестве полимера используют анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка или полимерных эффективных флокулянтов, флотореагентов, диспергаторов, загустителей на синтетической основе.The task is achieved by the proposed method for producing proppant with applying a polymer coating to the surface of the proppant, which swells when interacting with water and/or aqueous solutions to form, after hydration and swelling, a coating around the proppant granule with a thickness of 10% of the proppant diameter, including the preparation of a polymer solution, mixing proppant in the bulk of the polymer solution, extracting the proppant from the polymer solution, drying, disintegration, screening, while both aluminosilicate and magnesium silicate proppants are used as the basis for applying the polymer, and the anionic water-soluble polymer Polyprop-2- enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate) in the form of a hydrated powder or effective polymer flocculants, flotation reagents, dispersants, thickeners on a synthetic basis.

Также поставленная задача решается посредством проппанта, полученного вышеуказанным способом и посредством применения вышеуказанного проппанта с самонабухающим полимерным покрытием в качестве расклинивающего агента, не требующего жидкости носителя из гуаро-боратной системы или синтетической.Also, the problem is solved by means of the proppant obtained by the above method and by using the above proppant with a self-swelling polymer coating as a proppant that does not require a carrier fluid from a guar-borate system or synthetic.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is carried out as follows.

Вначале выполняют приготовление полимерного раствора. Далее осуществляют смешивание проппанта в массе приготовленного полимерного раствора. По прошествии времени извлекают проппант из полимерного раствора. Далее осуществляют сушку проппанта и разделение крупных слипшихся комков на элементарные частицы гранул (дезинтеграцию). Затем высушенный и разделенный проппант подвергают грохочению. При этом в качестве основы для нанесения полимера могут использоваться проппанты любого класса, как алюмосиликатные, так и магнийсиликатные проппанты, а в качестве полимера используют анионный водорасторимый полимер Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид, гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка или других полимерных эффективных флокулянтов, флотореагентов, диспергаторов, загустителей на синтетической основе. Способ получения проппанта осуществляется с нанесением на поверхность проппанта полимерного покрытия набухающего при взаимодействии с водой и/или водными растворами с образованием покрытия вокруг гранулы проппанта, при этом после гидратации и набухания указанное покрытие имеет толщину от 10% от диаметра проппанта.First, the polymer solution is prepared. Next, the proppant is mixed in the mass of the prepared polymer solution. As time passes, the proppant is removed from the polymer solution. Next, the proppant is dried and the large sticky lumps are separated into elementary particles of granules (disintegration). Then the dried and separated proppant is screened. In this case, proppants of any class, both aluminosilicate and magnesium silicate proppants, can be used as the basis for applying the polymer, and the anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide, hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide, hydrolyzed with 2- ethylhexyl acrylate) in the form of a hydrated powder or other polymeric effective flocculants, flotation agents, dispersants, synthetic-based thickeners. The proppant production method is carried out by applying a polymer coating on the proppant surface that swells when interacting with water and/or aqueous solutions to form a coating around the proppant granule, while after hydration and swelling, the specified coating has a thickness of 10% of the proppant diameter.

Ниже приведен более подробный пример одного из частных вариантов осуществления заявленного способа. Данный пример приведен исключительно в целях более ясного понимания заявленного способа и не может трактоваться для сужения/ограничения объема правовой охраны заявленного способа. В данном примере в качестве полимера использовали анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (регистрационный номер CAS: 157856-35-5). При этом технология осуществления заявленного способа является универсальной и аналогичной для случая использования в качестве полимера полимерных эффективных флокулянтов, флотореагентов, диспергаторов, загустителей на синтетической основе. Below is a more detailed example of one of the particular embodiments of the claimed method. This example is provided solely for the purpose of a clearer understanding of the claimed method and cannot be interpreted to narrow/limit the scope of legal protection of the claimed method. In this example, the polymer used was an anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (CAS Registry Number: 157856-35-5). At the same time, the technology for implementing the claimed method is universal and similar for the case of using effective polymer flocculants, flotation reagents, dispersants, synthetic-based thickeners as a polymer.

Вначале готовят полимерный раствор, например, гидрополимерный состав в виде водного раствора, где воду техническую дозируют в аппарат, снабженный мешалкой, в количестве примерно от 90 до 96,0 мас.%. Данный диапазон приведен исключительно для конкретного примера и выбор именно этого диапазона не влияет напрямую на достижение заявленного технического результата. В заявленном способе может применяться довольно широкий диапазон мас.% воды технической. Более того, в заявленном способе может быть использован в целом иной полимерный раствор. Далее включают мешалку, например с оборотами примерно 100 об/мин, и при постоянном перемешивании медленно высыпают полимер в количестве примерно от 4,0 мас.% до 10 мас.% и перемешивают в течение примерно 90 секунд, после получения полной гидратации полимера в полученный водный раствор полимера выгружают гранулы проппанта в количестве примерно 70 мас.% от всего объема замеса и перемешивают в течение примерно 3 мин. до получения однородной суспензии. Приведенные выше диапазоны значений (об/мин мешалки, мас.% полимера и гранул полимера, секунды и минуты перемешивания) также приведены исключительно для конкретного примера и выбор именно этих значений/диапазонов не влияет напрямую на достижение заявленного технического результата. Так, выбор мас.% полимера обусловлен диапазоном мас.% воды технической и необходимостью получения итоговых 100 мас.%. В заявленном способе могут применяться различные значения/диапазоны вышеуказанных величин. Затем останавливают мешалку смесителя и содержимое осматривают, при необходимости продолжают перемешивание до получения равномерного покрытия, затем покрытые полимерным раствором проппанты выгружают на ленту сушилки и сушат в примерном диапазоне температур 90-105°С (диапазон температур приведен исключительно для конкретного примера и может быть изменен). Высушенный проппант выгружают из сушилки на виброгрохот, где происходит разрушение слипшихся комков проппанта на гранулы, после чего смесь покрытого проппанта в виде остатков слипшихся частиц и гранул подвергают грохочению для отделения слипшихся гранул и не прореагировавшего полимера от гранул готовой продукции и направляют на упаковку.First, a polymer solution is prepared, for example, a hydropolymer composition in the form of an aqueous solution, where technical water is dosed into an apparatus equipped with a stirrer in an amount of approximately 90 to 96.0 wt.%. This range is given solely for a specific example, and the choice of this particular range does not directly affect the achievement of the claimed technical result. In the claimed method, a fairly wide range of wt.% technical water can be used. Moreover, a generally different polymer solution can be used in the claimed method. Next, a stirrer is turned on, for example with a speed of about 100 rpm, and with constant stirring, the polymer is slowly poured out in an amount of about 4.0 wt.% to 10 wt.% and stirred for about 90 seconds, after obtaining complete hydration of the polymer into the resulting the aqueous solution of the polymer is unloaded with proppant granules in an amount of about 70 wt.% of the total batch volume and mixed for about 3 minutes. until a homogeneous suspension is obtained. The above ranges of values (rpm stirrer, wt.% polymer and polymer granules, seconds and minutes of mixing) are also given solely for a specific example and the choice of these values/ranges does not directly affect the achievement of the claimed technical result. So, the choice of wt.% polymer due to the range of wt.% technical water and the need to obtain a final 100 wt.%. Various values/ranges of the above values may be used in the claimed method. Then the agitator of the mixer is stopped and the contents are inspected, if necessary, mixing is continued until a uniform coating is obtained, then the proppants coated with the polymer solution are unloaded onto the dryer belt and dried in the approximate temperature range of 90-105 ° C (the temperature range is given solely for a specific example and can be changed) . The dried proppant is unloaded from the dryer to a vibrating screen, where the adhering proppant lumps are broken into granules, after which the mixture of coated proppant in the form of remnants of adhering particles and granules is subjected to screening to separate the adhered granules and unreacted polymer from finished product granules and sent to packaging.

Основная сущность и новизна изобретения основаны на использовании в качестве основы для нанесения полимера алюмосиликатных или магнийсиликатных проппантов, а в качестве полимера − анионного водорастворимого полимера Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид, гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка или полимерных эффективных флокулянтов, флотореагентов, диспергаторов, загустителей на синтетической основе. The main essence and novelty of the invention are based on the use of aluminosilicate or magnesium silicate proppants as the basis for applying the polymer, and the anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate) as the polymer. in the form of a hydrated powder or polymeric effective flocculants, flotation agents, dispersants, thickeners on a synthetic basis.

Ниже приведены разъяснения применения проппанта при добыче углеводородов. Проппанты с самонабухающим покрытием загружают в чан гидратационной установки в поток жидкости с деэмульгатором и деструктором и при помощи насоса закачивают в скважину.The following is an explanation of the use of proppant in the production of hydrocarbons. Proppants with a self-swelling coating are loaded into the hydration plant tank into the fluid flow with a demulsifier and a destructor and are pumped into the well using a pump.

Подтверждающие примеры в части применения проппанта при добыче углеводородов. В данных примерах в качестве проппанта использовали алюмосиликатные проппанты (в частности, проппант ROSPROP фракции 16/20). При этом технология осуществления заявленного способа является универсальной и аналогичной для случая использования в качестве проппанта магнийсиликатных проппантов.Confirming examples regarding the use of proppant in the production of hydrocarbons. In these examples, aluminosilicate proppants were used as a proppant (in particular, ROSPROP proppant of fraction 16/20). At the same time, the technology for implementing the claimed method is universal and similar for the case of using magnesium silicate proppants as a proppant.

Пример №1Example #1

Для приготовления рабочей жидкости ГРП берут проппант с самонабухающим покрытием с концентрацией проппантной пачки в жидкости 700 кг/м3 и определяют реологические свойства получаемой рабочей жидкости.To prepare a hydraulic fracturing fluid, a proppant with a self-swelling coating is taken with a proppant pack concentration in the fluid of 700 kg/m 3 and the rheological properties of the resulting working fluid are determined.

Пример №2Example #2

Для приготовления рабочей жидкости ГРП берут проппант с самонабухающим покрытием с концентрацией проппантной пачки в жидкости 900 кг/м3 и определяют реологические свойства получаемой рабочей жидкости.To prepare a hydraulic fracturing fluid, a proppant with a self-swelling coating is taken with a proppant pack concentration in the fluid of 900 kg/m 3 and the rheological properties of the resulting working fluid are determined.

Пример №3Example #3

Для приготовления рабочей жидкости ГРП берут проппант с самонабухающим покрытием с концентрацией проппантной пачки в жидкости 400 кг/м3 и определяют реологические свойства получаемой рабочей жидкости.To prepare a hydraulic fracturing fluid, a proppant with a self-swelling coating is taken with a proppant pack concentration in the fluid of 400 kg/m 3 and the rheological properties of the resulting working fluid are determined.

Реализация способа приготовления рабочей жидкости ГРП из проппантов с самонабухающим покрытием и её реологические свойства иллюстрируются конкретными примерами. См. Таблицу 1:The implementation of the method for preparing hydraulic fracturing fluid from proppants with a self-swelling coating and its rheological properties are illustrated by specific examples. See Table 1:

Таблица 1. Реологические свойства набухших гранул фракции 16/20 проппанта средней плотности из расчета приготовления пропант-водаTable 1. Rheological properties of swollen granules of 16/20 fraction of medium density proppant based on proppant-water preparation

№ п/пNo. p / p Состав Compound Состав 1Composition 1 Состав 2Composition 2 Состав 3Composition 3 ПрототипPrototype Вода 1000 м3
Проппант 700 кг
Water 1000 m 3
Proppant 700 kg
Вода 1000 м3
Проппант 900 кг
Water 1000 m 3
Proppant 900 kg
Вода 1000 м3
Проппант 400 кг
Water 1000 m 3
Proppant 400 kg
Чистая жидкость без проппантаClean liquid without proppant
1one 22 33 4four 55 Содержание полимера на проппанте, кг/м3 Polymer content on proppant, kg/m 3 5,05.0 7,07.0 3,03.0 5,05.0 Вязкость рабочей жидкости по Брукфильду DV-II+ Pro, шпиндель 63, 10 об/минBrookfield DV-II+ Pro Fluid Viscosity, 63 Spindle, 10 rpm 46674667 83868386 28832883 54475447 Вязкость рабочей жидкости по Брукфильду DV-II+ Pro шпиндель 63, 20 об/минFluid Viscosity Brookfield DV-II+ Pro Spindle 63, 20 rpm 28792879 49254925 19021902 32993299 Вязкость рабочей жидкости по Брукфильду DV-II+ Pro шпиндель 63, 50 об/минFluid Viscosity Brookfield DV-II+ Pro Spindle 63, 50 rpm 20542054 Error* error * 10891089 20002000 Статическое напряжение сдвига, вязкость рабочей жидкости через 10 сек, сПзStatic shear stress, working fluid viscosity after 10 sec, cps 9,69.6 12,412.4 4,84.8 3,23.2 Статическое напряжение сдвига, вязкость рабочей жидкости через 10 мин, сПзStatic shear stress, working fluid viscosity after 10 min, cps 31,231.2 33,733.7 15,215.2 9,39.3

* − измерительный прибор выдает ошибку измерения, раствор густой (рабочая жидкость в данном случае является настолько густой, что датчик измерительного прибора не может определить ее значение).* - the measuring device gives a measurement error, the solution is thick (the working fluid in this case is so thick that the sensor of the measuring device cannot determine its value).

Анализ данных показывает, что заявляемый способ приготовления рабочей жидкости ГРП с проппантом сопоставим с реологией чистой жидкости ГРП без проппанта.Data analysis shows that the proposed method of preparing hydraulic fracturing fluid with proppant is comparable to the rheology of pure hydraulic fracturing fluid without proppant.

Claims (3)

1. Способ получения проппанта, с нанесением на поверхность проппанта полимерного покрытия, набухающего при взаимодействии с водой и/или водными растворами с образованием после гидратации и набухания слоя покрытия вокруг гранулы проппанта с толщиной от 10% от диаметра проппанта, включающий приготовление полимерного раствора, смешивание проппанта в массе полимерного раствора, извлечение проппанта из полимерного раствора, сушку, дезинтеграцию, грохочение, при этом в качестве основы для нанесения полимера используют как алюмосиликатные, так и магнийсиликатные проппанты, а в качестве полимера используют анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом в виде гидратированного порошка или полимерных эффективных флокулянтов, флотореагентов, диспергаторов, загустителей на синтетической основе.1. A method for producing proppant, with applying a polymer coating to the surface of the proppant, which swells when interacting with water and / or aqueous solutions with the formation, after hydration and swelling, of a coating layer around the proppant granule with a thickness of 10% of the proppant diameter, including the preparation of a polymer solution, mixing proppant in the bulk of the polymer solution, extraction of the proppant from the polymer solution, drying, disintegration, screening, while both aluminosilicate and magnesium silicate proppants are used as the basis for applying the polymer, and the anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide, hydrolyzed 2-ethylhexylprop-2-enoate in the form of a hydrated powder or polymeric effective flocculants, flotation agents, dispersants, thickeners on a synthetic basis. 2. Проппант, полученный способом по п.1 в виде гранул размером 0,20-2,36 мм, имеющий алюмосиликатную или магнийсиликатную основу с нанесенным на поверхность полимерным покрытием, набухающим при взаимодействии с водой и/или водными растворами с образованием после гидратации и набухания слоя покрытия вокруг гранулы проппанта с толщиной от 10% от диаметра проппанта, где в качестве полимера используют анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид, гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом.2. The proppant obtained by the method according to claim 1 in the form of 0.20-2.36 mm granules, having an aluminosilicate or magnesium silicate base with a polymer coating applied to the surface, which swells when interacting with water and / or aqueous solutions with the formation after hydration and swelling of the coating layer around the proppant granule with a thickness of 10% of the proppant diameter, where the polymer is an anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate. 3. Применение проппанта с покрытием по п.2 или проппанта с покрытием, полученного способом по п.1, при добыче углеводородов.3. The use of a coated proppant according to claim 2 or a coated proppant obtained by the method of claim 1 in hydrocarbon production.
RU2021114596A 2021-05-24 Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof RU2776019C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776019C1 true RU2776019C1 (en) 2022-07-12

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116217839A (en) * 2023-02-15 2023-06-06 中国石油大学(北京) Temperature-resistant and salt-resistant surface modified propping agent and preparation method thereof
RU2815657C1 (en) * 2023-05-15 2024-03-19 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method of hydraulic fracturing using low-viscosity fluid containing proppant aggregates based on polyelectrolyte complex

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929191A (en) * 1974-08-15 1975-12-30 Exxon Production Research Co Method for treating subterranean formations
US20080202750A1 (en) * 2006-07-12 2008-08-28 Georgia-Pacific Chemicals Llc Proppant materials and methods
RU2014147149A (en) * 2013-11-25 2016-06-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. CONTROLLED OBTAINING OF NON-HOMOGENEOUS UNITS OF WRITING AGENTS
RU2621239C2 (en) * 2012-04-19 2017-06-01 Селф-Саспендинг Проппант Ллс Self-suspending proppants for hydraulic fracturing
RU2664369C1 (en) * 2017-10-27 2018-08-16 Владимир Юрьевич Вихренко Decorated molding of multilayer panel and method for manufacture thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929191A (en) * 1974-08-15 1975-12-30 Exxon Production Research Co Method for treating subterranean formations
US20080202750A1 (en) * 2006-07-12 2008-08-28 Georgia-Pacific Chemicals Llc Proppant materials and methods
RU2621239C2 (en) * 2012-04-19 2017-06-01 Селф-Саспендинг Проппант Ллс Self-suspending proppants for hydraulic fracturing
RU2014147149A (en) * 2013-11-25 2016-06-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. CONTROLLED OBTAINING OF NON-HOMOGENEOUS UNITS OF WRITING AGENTS
RU2664369C1 (en) * 2017-10-27 2018-08-16 Владимир Юрьевич Вихренко Decorated molding of multilayer panel and method for manufacture thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116217839A (en) * 2023-02-15 2023-06-06 中国石油大学(北京) Temperature-resistant and salt-resistant surface modified propping agent and preparation method thereof
RU2815657C1 (en) * 2023-05-15 2024-03-19 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method of hydraulic fracturing using low-viscosity fluid containing proppant aggregates based on polyelectrolyte complex
RU2827721C1 (en) * 2023-11-30 2024-10-01 Общество с ограниченной ответственностью "ВЕЛЛПРОП" Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010258467B2 (en) Tackifying agent pre-coated particulates
AU2013249743B2 (en) Self-suspending proppants for hydraulic fracturing
US7163969B2 (en) Superabsorbent polymer aqueous paste and coating
US20140158355A1 (en) Crosslinked synthetic polymer gel systems for hydraulic fracturing
RU2731458C2 (en) Mono- or multicomponent hydrogel composition
NO319120B1 (en) Cement slurries comprising hydrophobic polymers
CA2195448A1 (en) A method of stabilizing slurries
US4367297A (en) Water-soluble poly(meth)acrylic acid derivatives gels and their manufacture
CA2806782A1 (en) Compositions, systems and methods for releasing additive components
CN104610950A (en) Suspended gel particle plugging agent and application thereof
CA3039468A1 (en) Self-suspending proppants
CN115260535A (en) A kind of high-strength water-absorbing resin microcapsule and its preparation method and application
CN108912268B (en) Proppant formed on basis of electric attraction hydrophobic coating film and preparation method thereof
RU2776019C1 (en) Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof
CN118599513A (en) Preparation method of supramolecular self-crosslinking salt-resistant oil-free clean fracturing fluid
JP2022058381A (en) Multi-component composition for producing corrosion-inhibiting hydrogels
CN108165251B (en) Self-suspending proppant with salt water resistance for hydraulic fracturing
CN113943399B (en) Self-aggregation self-suspension proppant and preparation method and application thereof
KR100732408B1 (en) Cold resistant putty
CN113817454B (en) Preparation method of quick-dissolving high-viscosity powder type fracturing thickening agent
CN114479793B (en) Composite plugging agent and preparation method and application thereof
JPH07509270A (en) Soil Support Fluid Compositions and Methods of Their Use
CN115536778A (en) Gel microsphere emulsion plugging agent and preparation method thereof, gel microsphere and oil-based drilling fluid
CN116554394B (en) Fluid-responsive intelligent hydrophobic polymer material and preparation method and use method thereof