Kryteria doboru surowców dla procesu wytwarzania proppantów

Podczas wydobywania gazu z łupków stosowany jest zabieg szczelinowania hydraulicznego w celu wytworzenia, utrzymania lub powiększenia szczelin w skałach. Przeprowadza się go przy pomocy płynu szczelinującego, zawierającego materiał podsadzkowy zwany proppantem. Proppant jest to kruszywo naturalne lub sztuczne, które ze względu na funkcję jaką pełni, posiada określone właściwości. Do najważniejszych zalicza się postać regularnych kulek o średnicy 0,3-0,7 mm i relatywnie małej gęstości pozornej oraz wytrzymałość mechaniczną na ściskanie. Ze względu na skalę zapotrzebowania istotną cechą proppantów jest ich niska cena. Warunkiem spełnienia specyficznych wymagań stawianych proppantom jest odpowiedni dobór surowców uwzględniający ich skład chemiczny, cenę oraz niskoenergetyczny i wysokowydajny proces wytwarzania. To uzasadnia wykorzystanie w procesie wytwarzania proppantów także surowców odpadowych. Ze znanych, opublikowanych sposobów wytwarzania proppantów warunki te zapewnia metoda granulowania masy i spiekanie. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tworzyw ceramicznych, jako bazy proppantów, w zależności od rodzaju surowców zastosowanych do ich wytworzenia. Efektem końcowym badań jest ocena spełnienia zakładanego kryterium jakości proppantów.

---

During the extraction of shale gas the hydraulic fracturing process is used to produce, maintain or enlarge cracks in rocks with help of fracturing fluids containing filling materials called proppants. The proppant is either natural or artificial aggregate, which due to its function, has specific properties. The most important one include the mechanical resistance to compression and regular spherical shape of particles with a diameter of 0.3-0.7 mm and a relatively low apparent density. A low price is important due to the large demand for proppants. The conditions for the fulfilment of specific requirements of proppants are the right selection of raw materials, which takes into account content their chemical composition and price, and the low-energy and high-performance manufacturing process. This justifies the usage of waste materials in the manufacturing process. From well-known, published methods of proppants producing, a mass granulation and sintering method meets these conditions. The article presents the study of properties of ceramic materials, that are a base for proppants, as a function of the type of raw materials used. A final research result is to assess the fulfilment of the assumed quality criteria of the proppants.