Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова (Новочеркасск, Россия)
Е. А. Яценко, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Общая химия и технология силикатов», e_yatsenko@mail.ru
Ю. В. Новиков, аспирант, инженер-исследователь лаборатории «Рециклинг отходов топливной энергетики», novikovtnv@yandex.ru
Л. В. Климова, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общая химия и технология силикатов», lyudmila.clim@yandex.ru
А. В. Рябова, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общая химия и технология силикатов», annet20002006@yandex.ru
Н. А. Вильбицкая, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Общеинжинерные дисциплины», vilbis@yandex.ru
В. С. Яценко, аспирант, vladd_06@inbox.ru
Проведено исследование возможности получения расклинивающих агентов (пропантов) на основе буровых отходов Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения с добавками каолина, полевого шпата и кварцевого песка. Определены химический и фазовый состав исходных сырьевых материалов. Проведен синтез модельных образцов пяти составов пропантов с варьированием содержания модификаторов, обожженных при температурах 1000, 1100 и 1200 °С. Установлено, что оптимальным является состав 4-1100 обожженный при температуре 1100 °С и включающий в себя % мас.: буровой шлам – 60; каолин – 20; полевой шпат – 10; песок – 10. Определено, что состав 4-1100 обладает прочностью при сжатии 83,67 МПа, плотностью 1977 кг/м3. Рентгенофазовый анализ образца 4-1100 показал, что он содержит кристаллические фазы кварца, ортоклаза, альбита, муллита и стеклофазу. Разработанная технология способствует утилизации многотоннажных отходов нефтедобывающей отрасли с получением конкурентоспособных расклинивающих агентов для гидравлического разрыва пласта.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения государственного задания по теме «Фундаментальные основы технологий рециклинга отходов нефтедобывающей отрасли Арктической зоны Российской Федерации с получением эффективных строительных материалов и расклинивающих агентов» (FENN-2025-0001).
1. Босиков И. И., Клюев Р. В., Майер А. В. Комплексная оценка эффективности технологии гидравлического разрыва пласта для проведения скважин при добыче углеводородов // Записки Горного института. 2022. Т. 258. С. 1018–1025.
2. Murungi P. I., Sulaimon A. A. Petroleum sludge treatment and disposal techniques: A review // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29, Iss. 27. pp. 40358–40372.
3. Картушина Ю. Н., Кваша К. А., Аракчеева А. Н. Утилизация буровых шламов с использованием минеральных сорбентов // Инновации и инвестиции. 2023. № 6. С. 156–159.
4. Новиков Ю. В., Климова Л. В., Смолий В. А. Исследование влияния температуры обжига на свойства теплоизоляционных материалов на основе буровых отходов нефтедобычи // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2025. № 6. С. 107–115.
5. Moralar A. Modeling drying process parameters for petroleum drilling sludge with ANN and ANFIS // Processes. 2024. Vol. 12, Iss. 9. 1948.
6. Chu Z., Li Y., Zhang C., Fang Y., Zhao J. A review on resource utilization of oil sludge based on pyrolysis and gasification // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2023. Vol. 11, Iss. 3. 109692.
7. Черкасов М. С., Азаров В. Н. Исследование буровых отходов и использование в строительной отрасли // Инженерный вестник Дона. 2023. № 8. URL: www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n8y2023/8604 (Дата обращения: 25.07.2026)
8. Головко Д. А. Влияние добавок на прочностные свойства расклинивающих агентов, синтезированных на основе буровых отходов // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2024. № 11. С. 71–80.
9. Чумаков А. А., Яценко Е. А. Исследование свойств гранул алюмосиликатных пропантов, синтезированных на основе бурового шлама Восточно-Чумаковского нефтяного месторождения, и различных модифицирующих добавок // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2024. № 1. С. 119–127.
10. Chen Y. B. et al. Effects of V2O5 doping on the properties of ceramic proppant reinforced by mullite whiskers // Bulletin of the Chinese Ceramic Society. 2017. Vol. 36, Iss. 7. pp. 2343–2347.
11. Qin M., Tian Y., Hao H., Li G., Zhou Y., Bai P. Effects of CaCO3 additive on properties and microstructure of corundum- and mullite-based ceramic proppants // International Journal of Applied Ceramic Technology. 2020. Vol. 17, Iss. 3. pp. 1026–1032.
12. Jing Q. S., Liu B., Luo X. Y. Effect of adding metal oxides and calcium fluoride on properties of fracturing proppant // Bulletin of the Chinese Ceramic Society. 2017. Vol. 36, Iss. 6. pp. 1902–1906.
13. Yao X., Ma X., Li M. Evolution of the porosity and characterization of alumina matrix proppants from bauxite, ball clay and natural manganese ore // Journal of Ceramic Processing Research. 2010. Vol. 11, Iss. 4. P. 392–396.
14. Чумаков А. А., Яценко Е. А., Третьяк А. А. Влияние фторида натрия и оксида алюминия на прочностные характеристики алюмосиликатных пропантов, полученных на основе бурового шлама // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2022. № 2. С. 40–46.
15. Yang Y., Li H., Lei Z., Liu H., Zeng M., Yang T., Chen K., Duan Y. Preparation and characterization of high-performance ceramic proppant from recycling utilization of oil-based drilling cuttings pyrolysis residues // Scientific Reports. 2024. Vol. 14, Iss. 1. 2345.