Проппант низкой насыпной плотности и способы его изготовления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента ПРОППАНТ НИЗКОЙ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ И СПОСОБЫ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Заявляются материалы и способы изготовления проппанта низкой насыпной плотности,способного обеспечить проницаемость при подземных давлениях. Проппант низкой насыпной плотности изготавливают из каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Уилсон Бретт Аллен (US) Дементьев В.Н. (RU) 015865 Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится к способам и материалам для изготовления проппанта низкой насыпной плотности, способного обеспечить проницаемость при подземных давлениях. Нефть или природный газ добывают из скважин, содержащих пористые и проницаемые подземные формации. Пористость формации дает возможность формации удерживать нефть и газ, и проницаемость формации позволяет нефтяному или газовому флюиду продвигаться сквозь формацию. Проницаемость формации является важной для обеспечения движения нефти и газа в место, откуда они могут выкачиваться из скважины. Иногда проницаемость формации, удерживающей газ или нефть, является недостаточной для экономичной добычи нефти и газа. В иных случаях во время эксплуатации скважины проницаемость формации снижается, что делает дальнейшую добычу неэкономичной. В таких случаях необходимо разрушить формацию и удержать трещины от смыкания с помощью расклинивающего материала или расклинивающего наполнителя. Такое разрушение обычно производится под действием гидравлического давления, и расклинивающим материалом или расклинивающим наполнителем является зернистый материал, такой как песок, стеклянные шарики или керамические частицы (все из которых могут называться "расклинивающие"), поступающие в трещину с помощью жидкости или геля (оба из которых могут называться "жидкость для гидроразрыва"). Если плотность проппанта понижается, жидкость для гидроразрыва, которая используется для доставки проппанта в трещину, может иметь более низкую вязкость, что снижает стоимость жидкости для гидроразрыва, а также снижает так называемое "повреждение геля". Повреждение геля вызывается вязкой жидкостью для гидроразрыва, которая остается в формации и блокирует течение газа или нефти в ствол скважины. К тому же, если плотность проппанта понижается, становится легче и дешевле закачивать проппант в трещину, и проппант может проникать в трещину еще глубже, что будет увеличивать добычу нефти и газа для скважины. Краткое описание чертежей Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему способа изготовления проппанта низкой насыпной плотности,способного обеспечить проницаемость при подземных давлениях. Фиг. 2 является оптической микрофотографией поперечного разреза проппанта, изготовленного с прокаленным каолином и прокаленной диатомитовой землей в соответствии с одним описанным вариантом. Фиг. 3 является сильно увеличенной оптической микрофотографией представленной на фиг. 2 микрофотографии. Фиг. 4 является оптической микрофотографией поперечного разреза проппанта, изготовленного с прокаленным каолином и прокаленной диатомитовой землей в соответствии с описанным другим вариантом. Фиг. 5 является сильно увеличенной оптической микрофотографией представленной на фиг. 4 микрофотографии. Фиг. 6 является оптической микрофотографией раздавленной части проппанта, который был изготовлен из прокаленного каолина согласно известному способу. Фиг. 7 является оптической микрофотографией раздавленной части проппанта, который был изготовлен из прокаленного каолина и прокаленной диатомитовой земли согласно одному раскрытому варианту. Фиг. 8 является оптической микрофотографией раздавленной части проппанта, который был изготовлен из прокаленного каолина и обожженного каолина согласно другому раскрытому варианту. Фиг. 9 является графиком зависимости давления, вызывающего смыкание трещины, от проницаемости для проппанта, испытанного на приборе для измерения кратковременной проводимости, демонстрируя повышенную проницаемость проппанта, изготовленного согласно описанным вариантам. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение относится к способам и материалам для изготовления проппанта низкой насыпной плотности, способного обеспечивать проницаемость при подземных давлениях. Использующийся здесь термин "насыпная плотность" следует понимать как масса или вес материала на единицу объема, включая в рассматриваемый объем свободное пространство между частицами. Использующийся здесь термин "низкая насыпная плотность" следует понимать как насыпная плотность, которая ниже, чем насыпная плотность обычно используемых проппантов, таких как песок или керамические проппанты. В определенных вариантах проппант низкой насыпной плотности следует понимать как проппант, имеющий насыпную плотность, которая меньше чем примерно 1,60 г/см 3, меньше чем примерно 1,50 г/см 3, меньше чем примерно 1,40 г/см 3, меньше чем примерно 1,30 г/см 3, меньше чем примерно 1,20 г/см 3, меньше чем примерно 1,10 г/см 3 или меньше чем 1,00 г/см 3. В других вариантах проппант низкой насыпной плотности, полученный описанным способом, может иметь насыпную плотность меньше, чем насыпная плотность кварцевого песка или обычно используемого облегченного керамического проппанта, изготовленного главным образом из глины. Другие варианты обеспечивают проппант, имеющий насыпную плотность, которая на 15, 20, 25 или 30% меньше, чем насыпная плотность кварцевого песка или обычно используемого облегченного керамического проппанта, изготовленного преимущественно из глины. Кварцевый песок имеет насыпную плотность примерно 1,55-1,65 г/см 3, и-1 015865 обычно используемый облегченный керамический проппант, изготовленный преимущественно из глины,имеет насыпную плотность примерно 1,50-1,60 г/см 3. В определенных вариантах проппант низкой насыпной плотности изготавливается из каолиновой глины и по меньшей мере одного из: прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. В некоторых вариантах проппант низкой насыпной плотности изготавливается из каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли. В других вариантах проппант низкой насыпной плотности изготавливается из каолиновой глины и обожженной каолиновой глины. В еще других вариантах проппант низкой насыпной плотности изготавливается из каолиновой глины, прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Другие варианты обеспечивают покрытие, которое покрывает в основном все поверхностные поры проппанта для получения проппанта с покрытием, имеющего кажущийся удельный вес ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. Проницаемость проппанта является важной характеристикой, относящейся к проводимости жидкостей при различных напряжениях, вызывающих закрытие трещины. Испытание на проницаемость может проводиться на проппантах для определения снижения скорости течения флюида через образец проппанта по мере увеличения вертикального давления (или напряжения, вызывающего смыкание трещины) на упаковку проппанта. При испытании на кратковременную проницаемость (American Petroleum InstituteRecommended Practices 61), отмеренное количество проппанта, например 2 фунт/кв.фут., помещается в ячейку, и жидкость (обычно деионизированная вода) проходит через упаковку проппанта при разных скоростях течения. Увеличение давления на упаковку вызывает раздавливание проппанта, приводящее к снижению пропускной способности, которую измеряют. Проницаемость проппанта дает ценную информацию о поведении проппанта в подземных формациях. Проппант согласно насоящему изобретению имеет кратковременную проницаемость выше, чем кратковременная проницаемость проппанта, имеющего насыпную плотность меньше чем 1,60 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленного, частично прокаленного или непрокаленного каолина. В других вариантах проппант имеет кратковременную проницаемость, которая на 10-50% выше, чем кратковременная проницаемость проппанта,имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,6 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленного, частично прокаленного или непрокаленного каолина. В других определенных вариантах проппант является спекшимися главным образом круглыми или сферическими частицами,имеющими насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3 и при давлении 4 Kpsi кратковременную проницаемость более 187 Д. Глина обозначает глинистые минералы, которые состоят из различных слоистых силикатных минералов. Каолинит, монтмориллонитовая отбеливающая глина, иллит и хлорит являются несколькими основными группами слоистых силикатных минералов. Каолиновая глина обнаружена во многих частях мира и состоит главным образом из каолинита (Al2Si2O5(OH)4) с примесями кварца, полевого шпата, гидроксидов алюминия и гидроксидов железа. Каолинит является слоистым силикатом, состоящим из переслаивающихся листов октаэдрально координированного алюминия и тетраэдрально координированного кремнезема, которые соединены гидроксильными группами. Каолинит имеет низкую емкость усадкиутолщения и низкую вместимость обмена катиона (1-15 meq/100g). Согласно определенным вариантам настоящего изобретения, которые включают каолиновую глину,каолиновая глина может быть в непрокаленной, частично прокаленной или прокаленной формах или смеси таких форм, поскольку каолиновая глина содержит менее чем 5 вес.% муллита. Термин "непрокаленная каолиновая глина" следует понимать специалистами среднего уровня в данной области как каолиновая глина в ее природном, "рядовом" состоянии. Непрокаленная каолиновая глина не подвергалась какой-либо обработке, которая приводила бы к химическому или минерологическому изменению, и также может называться как "сырая" каолиновая глина. Непрокаленная каолиновая глина обычно состоит большей частью из каолинита (Al2Si2O5(OH)4) и меньшей частью из кремнезема в аморфной и различной кристаллической полиморфной формах, и/или гиббсита, и/или диаспора. Непрокаленная каолиновая глина не включает метакаолин (Al2Si2O6), или муллит (3Al2O3 2SiO2), или чистый глинозем (из диаспора или гиббсита), потому что для перехода каолинита в метакаолин или муллит необходимо воздействие тепла. Термины "частично прокаленная каолиновая глина" и "прокаленная каолиновая глина" следует понимать специалистам среднего уровня как каолиновая глина, которая подвергалась обжигу в течение разного периода времени и при температурах примерно от 550 до 800 С, предпочтительнее примерно от 550 до 600 С, для удаления некоторого (частично прокаленного) количества или главным образом всего(прокаленного) органического материала и гидратной воды из глины (или гиббсита, или диаспора). Частичное прокаливание или прокаливание каолиновой глины вызывает переход некоторого (частично прокаленного) количества или главным образом всего (прокаленного) каолинита в глине в метакаолин, который является аморфным пуццолановым материалом. Использующийся здесь термин "обожженная каолиновая глина" относится к непрокаленной каолиновой глине, частично прокаленной каолиновой глине или прокаленной каолиновой глине, которая подвергалась обжигу в течение разного периода времени и при температурах, достаточных для перехода каолинита в муллит и так, что обожженная каолиновая глина включала по меньшей мере 5 вес.% мулли-2 015865 та. Обожженная каолиновая глина имеет улучшенные свойства химических связей при смешивании с другими компонентами по сравнению с необожженной каолиновой глиной. Обожженная каолиновая глина подвергается обжигу, который удаляет главным образом органический материал и гидратную воду, и вызывает кристаллографические изменения в каолине, метакаолине или кремнеземе (кварце), присутствующих в глине. Обжиг включает нагревание каолиновой глины по меньшей мере выше 800 С,предпочтительно примерно от 900 до 1100 С, для необратимого перехода некоторого количества метакаолина в муллит и перехода некоторого количества кремнезема в кристобалит. Муллит и кристобалит представляют собой кристаллические формы глинозема и кремнезема соответственно. В определенных вариантах настоящего изобретения, в которых проппант низкой насыпной плотности изготовлен из каолиновой глины и обожженной каолиновой глины, обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере примерно 10 вес.% муллита, в то время как в других таких вариантах обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере примерно 50 вес.% муллита, по меньшей мере примерно 65 вес.% муллита, по меньшей мере примерно 80 вес.% муллита, по меньшей мере 90 вес.% муллита или по меньшей мере 95 вес.% муллита. В других вариантах обожженный каолин включает по меньшей мере 65 вес.% муллита и по меньшей мере 15 вес.% кристобалита. В еще других таких вариантах обожженная каолиновая глина включает примерно 65 вес.% муллита, примерно от 15 до 25 вес.% кристобалита и примерно от 10 до 20 вес.% аморфного кремнезема. Один из вариантов настоящего изобретения обеспечивает способ изготовления проппанта низкой насыпной плотности, который включает нагревание каолиновой глины, достаточное для получения обожженной каолиновой глины, включающей по меньшей мере 5 вес.% муллита, совместное перемалывание каолиновой глины и обожженной каолиновой глины для формирования совместно перемолотой смеси, формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из совместно перемолотой смеси и воды и спекание гранул для формирования проппанта, имеющего насыпную плотность менее чем примерно 1,60 г/см 3. Проппант имеет кратковременную проницаемость больше, чем кратковременная проницаемость проппанта, имеющего насыпную плотность менее чем 1,60 г/см 3, но изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной форм каолиновой глины. В других вариантах обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 50 вес.% по меньшей мере одного из муллита или кристобалита. В других определенных вариантах обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 65 вес.% муллита и по меньшей мере 15 вес.% кристобалита. Согласно определенным вариантам настоящего изобретения множество гранул изготавливается из смеси каолиновой глины и обожженной каолиновой глины. Проппант, сформированный из гранул, имеет насыпную плотность менее чем 1,6 г/см 3. В других вариантах смесь каолиновой глины и обожженной каолиновой глины включает примерно от 70 до 90 вес.% каолиновой глины и примерно от 10 до 30 вес.% обожженной каолиновой глины. В других определенных вариантах смесь каолиновой глины и обожженной каолиновой глины включает примерно от 80 до 85 вес.% каолиновой глины и примерно от 15 до 20 вес.% обожженной каолиновой глины. Еще другие варианты обеспечивают содержание по меньшей мере 5 вес.% муллита в обожженной каолиновой глине. В еще другом варианте обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 50 вес.% муллита. В других определенных вариантах обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 65 вес.% муллита и по меньшей мере 15 вес.% кристобалита. Использующийся здесь термин "прокаленная диатомитовая земля" относится к диатомитовой земле, которая подвергалась обжигу в течение разного периода времени и при температурах, достаточных для удаления значительного количества органического материала и гидратной воды из диатомитовой земли для снижения потерь при прокаливании диатомитовой земли до менее 4 вес.%. Согласно варианту настоящего изобретения множество гранул изготовлено из смеси каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли. Проппант, изготовленный из гранул, имеет насыпную плотность менее чем примерно 1,60 г/см 3. В некоторых вариантах смесь каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли включает примерно от 70 до 92,5 вес.% каолиновой глины и примерно от 7,5 до 30 вес.% прокаленной диатомитовой земли. В других вариантах смесь каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли включает примерно от 80 до 90 вес.% каолиновой глины и примерно от 10 до 20 вес.% прокаленной диатомитовой земли. Согласно варианту настоящего изобретения обеспечен проппант, который включает множество спекшихся, сферических гранул, изготовленных из смеси каолиновой глины, прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. В других вариантах смесь из каолиновой глины, прокаленной диатомитовой земли, и обожженной каолиновой глины включает примерно от 75 до 90 вес.% каолиновой глины, примерно от 5 до 10 вес.% прокаленной диатомитовой земли и примерно от 5 до 15 вес.% обожженной каолиновой глины. Еще один вариант настоящего изобретения обеспечивает способ изготовления проппанта низкой насыпной плотности, который включает совместное перемалывание каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли для формирования совместно перемолотой смеси, формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из совместно перемолотой смеси и воды и спекание гранул для формирования проппанта, обладающего насыпной плотностью менее чем примерно 1,60 г/см 3. Сформи-3 015865 рованный проппант имеет кратковременную проницаемость больше, чем кратковременная проницаемость проппанта, который имеет насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3, но который изготовлен из гранул, состоящих из воды и прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной форм каолиновой глины. Согласно еще одному воплощению изобретение обеспечивает способ для удерживания трещин от смыкания в подземных формациях, включающий смешивание жидкости и проппанта, и введение смеси в трещину в подземной формации. Проппант включает множество спекшихся, главным образом круглых или сферических частиц, изготовленных из каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины и имеющих насыпную плотность менее чем примерно 1,6 г/см 3 и кратковременную проницаемость при давлении 4 Kpsi больше чем 187 Д. В определенных вариантах проппант покрывается для формирования покрытого проппанта, который имеет кажущийся удельный вес ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. Согласно еще одному воплощению изобретение обеспечивает способ формирования проппанта низкой насыпной плотности, который включает формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из сырьевого материала, включающего воду, каолиновую глину и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, и спекание гранул для формирования проппанта, который имеет насыпную плотность менее чем примерно 1,60 г/см 3. Проппант имеет кратковременную проницаемость больше, чем кратковременная проницаемость проппанта, имеющего насыпную плотность менее чем примерно 1,60 г/см 3, но изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной форм каолиновой глины. В других определенных вариантах настоящего изобретения способ формирования проппанта низкой насыпной плотности включает покрытие проппанта материалом для образования покрытого проппанта, имеющего кажущийся удельный вес ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. В других вариантах настоящего изобретения способ формирования проппанта низкой насыпной плотности включает совместное перемалывание каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. На фиг. 1 представлена иллюстрация способов изготовления проппанта низкой насыпной плотности из каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Операция 102 является необязательной, но включенной в определенные варианты настоящего изобретения. В операции 102 каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины перемалываются вместе для формирования совместно перемолотой смеси. Упомянутые здесь каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины считаются совместно перемолотыми, если они были перемолоты вместе в условиях, достаточных для образования совместно перемолотой смеси, в которой 99% частиц смеси имеют размер меньше чем 50 мкм и 90% частиц смеси имеют размер меньше чем 10 мкм. Разные способы и оборудование, пригодные для совместного перемалывания, хорошо известны специалистам среднего уровня в данной области, например, такие как размол на струйной мельнице и размол на шаровой мельнице. В операции 104 главным образом круглые и сферические сырые гранулы формируются из сырьевого материала, включающего каолиновую глину и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Согласно определенным вариантам главным образом круглые и сферические сырые гранулы формируются с помощью любого пригодного способа смешивания, известного специалисту среднего уровня в данной области. В некоторых вариантах главным образом круглые и сферические сырые гранулы формируются способом, который называется как "сухой", в то время как в других вариантах, главным образом круглые и сферические сырые гранулы формируются способом, который называется как "влажный". В качестве примера пригодного "сухого" способа каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины совместно перемалываются для формирования зернистой смеси, которая затем смешивается с водой в высокоэффективном смесителе. Выпускаемые в промышленности пригодные эффективные перемешивающие или смесительные устройства имеют вращающийся горизонтально или под наклоном круглый стол и роторный лопастной импиллер, например, такой, который описан в патенте США 3690622, полное раскрытие которого включено здесь в виде ссылки. Достаточное количество воды добавляется в смесь для того, чтобы вызвать формирование главным образом круглых и сферических гранул. В целом, общее количество воды, которое достаточно для того, чтобы вызвать формирование главным образом круглых и сферических гранул, составляет примерно от 15 до 30 вес.% зернистой смеси. Специалистам среднего уровня в данной области будет понятно, как определить необходимое количество воды, которое надо добавить в смесь так, чтобы сформировались главным образом круглые и сферические гранулы. Дополнительно к воде и зернистой смеси, к исходной смеси может добавляться связующее для улучшения формирования гранул и увеличения прочности сырых, не спеченных гранул. Подходящие связующие включают, но не ограничиваются,различные смолы или воски, бентонит, кукурузный крахмал, поливиниловый спирт или жидкое стекло-4 015865 или их смеси. Количество времени для смешивания воды и зернистой смеси для образования главным образом круглых и сферических сырых гранул может определяться визуальным наблюдением за формированием гранул, но обычно оно составляет примерно от 2 до 15 мин."Сухие" способы, аналогичные описанному выше "сухому" способу, которые пригодны для использования с описанными здесь способами и известны для специалистов среднего уровня в данной области,включают способы, описанные в патентах США 4427068;4879181;4895284 и 7036591, полное раскрытие которых включено здесь с помощью ссылки. Примером пригодного "влажного" способа является способ псевдоожижения, в котором каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины добавляются для формирования зернистой смеси и смешиваются в смесителе для глины (или аналогичном устройстве) с водой в количестве, достаточном для формирования суспензии, которая имеет содержание твердой фазы в диапазоне примерно от 40 до 60 вес.%. Специалистам среднего уровня в данной области будет понятно, как определить достаточное количество воды для формирования суспензии,имеющей содержание твердой фазы в диапазоне примерно от 40 до 60 вес.%. Специалисту среднего уровня в данной области будет понятно, как приготовить суспензию и, следовательно, понятно, что количество воды, смешанной с зернистой смесью во "влажном" способе, больше, чем количество воды,смешанной с зернистой смесью в "сухом" способе. В целом, процесс приготовления суспензии требует сочетания воды и твердой фазы (сырьевого материала), которая ведет себя как жидкость, в то время как сухой способ требует сочетания воды и твердой фазы (сырьевого материала), который ведет себя как твердое вещество. Связующее может добавляться в исходную смесь для улучшения формирования гранул и для увеличения прочности сырых неспеченных гранул. Пригодные связующие включают, но не ограничиваются этим, поливинилацетат, поливиниловый спирт (PVA), метилцеллюлозу, декстрин и патоку. Каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины могут быть совместно перемолоты перед смешиванием с водой в смесителе для глины или совместное перемалывание может производиться при добавлении воды в смеситель для глины. К тому же, один или более диспергаторов, регулирующих уровень рН реагентов, пеногасителей и связующих, может добавляться к суспензии в смеситель для глины. Диспергаторы и регулирующие уровень рН реагенты могут добавляться для регулирования вязкости суспензии таким образом, чтобы достичь целевой вязкости. Целевая вязкость является такой вязкостью, которая может быть достигнута пропусканием суспензии через заданный тип и/или размер форсунки последующего флюидизатора без закупоривания глиной. В целом, чем ниже вязкость суспензии,тем лучше она может проходить через заданный флюидизатор. Тем не менее, при некоторой концентрации диспергатор может вызывать увеличение вязкости суспензии до значения, при котором суспензия не может удовлетворительно проходить через заданный флюидизатор. Специалист среднего уровня в данной области может определить необходимое количество диспергатора и целевую вязкость для заданных типов флюидизаторов путем стандартных экспериментов. В случае использования регулирующего уровень рН реагента количество добавляемого к суспензии регулирующего уровень рН реагента должно быть таким количеством, которое может обеспечить суспензии рН в диапазоне примерно от 8 до 11. Выбор пригодного диспергатора или регулирующего уровень рН реагента для достижения целевой вязкости и/или рН может быть произведен специалистами среднего уровня в данной области путем стандартных экспериментов. Пеногаситель может добавляться к суспензии в смеситель для глины для снижения или предотвращения проблем с оборудованием, связанных со вспениванием суспензии. Специалисты среднего уровня в данной области могут определить и выбрать подходящий тип и количество пеногасителя для использования в описанных выше способах путем стандартных экспериментов. Связующее может добавляться к суспензии в смеситель для глины или предпочтительнее суспензия может подаваться из смесителя для глины в отдельную емкость перед добавлением связующего. Если связующее добавляется к суспензии в смеситель для глины, то предпочтительнее уменьшить скорость перемешивания смесителя перед добавлением связующего таким образом, чтобы снизить или предотвратить избыточное ценообразование и/или увеличение вязкости, которое может возникнуть. Связующее может добавляться к суспензии в количестве примерно от 0,25 до 5,0 вес.%, основанных на общей сухой массе каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Пригодные связующие включают, но не ограничиваются этим, поливинилацетат, поливиниловый спирт (PVA), метилцеллюлозу, декстрин и патоку. В определенных вариантах связующим является поливиниловый спирт PVA, который имеет молекулярный вес в диапазоне примерно от 20,000 до 100,000 Mn. "Mn" является единицей измерения, известной специалистам среднего уровня в данной области, которая служит для обозначения среднечисловой молекулярной массы для определения молекулярного веса цепных молекул. Независимо от того, добавляется связующее, при необходимости, к суспензии в смеситель для глины или, что предпочтительнее, в отдельную емкость, суспензия непрерывно перемешивается после добавления связующего в течение некоторого времени, достаточного для качественного перемешивания связующего по всему объему суспензии. В определенных вариантах после до-5 015865 бавления связующего суспензия перемешивается до 30 мин или более. Из смесителя для глины, или в случае использования связующего предпочтительнее из отдельной емкости, суспензия подается в теплообменник, который нагревает суспензию до температуры в диапазоне примерно от 25 до 90 С. Из теплообменника суспензия подается в насосную систему, которая прокачивает суспензию под давлением во флюидизатор. С помощью смесителя для глины и/или перемешивания, происходящего в емкости, любые частицы в суспензии уменьшаются до целевого размера менее чем примерно 230 меш для того, чтобы суспензия могла подводиться во флюидизатор без засорения глиной форсунок флюидизатора или других проблем, связанных с оборудованием. В определенных вариантах целевой размер частиц составляет менее чем 325 меш, менее чем 270 меш, менее чем 200 меш или менее чем 170 меш. Целевой размер частиц достигается способностью типа и/или размера форсунки последовательного флюидизатора распылять суспензию без засорения глиной. В некоторых вариантах суспензия может подаваться по любой из мельниц(ы) и/или просеивающей(им) системы(ам) или по обеим вместе для способствования разделению и/или удалению любых материалов более крупного размера от материалов, имеющих размер, пригодный для подачи во флюидизатор. Теплообменники, насосные системы и флюидизаторы, а также способы их эксплуатации известны специалистам среднего уровня в данной области и, следовательно, не требуют здесь подробного изложения. Тем не менее, для удобства непрофессионала представлено общее описание флюидизатора, пригодного для использования со способами, описанными здесь. Флюидизатор имеет одну или более распылительных форсунок и слой частиц, состоящих из "зерен". Суспензия распыляется под давлением через распылительные форсунки и покрывает зерна в слое частиц. Горячий воздух вводится во флюидизатор и проходит через слой частиц со скоростью в диапазоне примерно от 0,9 до 1,5 м/с, и глубина слоя частиц находится в диапазоне примерно от 2 до 60 см. Температура горячего воздуха на входе во флюидизатор находится в диапазоне примерно от 250 до 650 С. Температура горячего воздуха на выходе из флюидизатора составляет примерно менее чем 250 С и предпочтительно менее чем 100 С. Главным образом круглые и сферические сырые гранулы аккумулируются в слое частиц и выводятся через выходное отверстие в соответствии с уровнем продукта в слое частиц таким образом, чтобы сохранить заданную глубину в слое частиц. Главным образом круглые и сферические сырые гранулы, которые выводятся из слоя частиц, могут быть разделены на одну или более фракций, например фракция большого размера, фракция продукта и фракция маленького размера. Фракции большого и маленького размеров могут быть возвращены в суспензию, и главным образом круглые и сферические сырые гранулы, включающие фракцию продукта, могут подвергаться операции спекания 106, с сушкой или без сушки. В определенных вариантах частицы сушатся перед операцией спекания 106 до содержания влаги менее чем 18 вес.%, менее чем примерно 15 вес.%, менее чем примерно 12 вес.%, менее чем примерно 10 вес.%, менее чем примерно 5 вес.% или менее чем примерно 1 вес.%. Если в основном круглые и сферические сырые гранулы сушатся до операции спекания 106, тогда такая сушка может также включать частичное прокаливание или прокаливание главным образом круглых или сферических сырых гранул."Влажные" способы обработки, аналогичные описанному выше "влажному" способу обработки,пригодные для использования с описанными здесь способами и известные специалистам среднего уровня в данной области, включают способы, описание которых представлено в патентах США 4440866 и 5120455, полное раскрытие которых включено здесь в виде ссылки. Другим примером пригодного "влажного" способа формирования главным образом круглых и сферических сырых гранул является способ сушки распылением, в котором каолиновая глина и по меньшей мере одно из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины добавляются для формирования зернистой смеси и перемешиваются в смесителе для глины (или аналогичном устройстве) с водой в количестве, достаточном для формирования суспензии, которая содержит твердую фазу в диапазоне примерно от 50 до 75 вес.%. Специалистам среднего уровня в данной области должно быть понятно,как определить достаточное количество воды для формирования суспензии, имеющей содержание твердой фазы в диапазоне примерно от 50 до 75 вес.%. Каолиновая глина и по меньшей мере одно из диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины могут быть совместно перемолоты перед смешиванием с водой в смесителе для глины или совместное перемалывание может происходить при добавлении воды в смеситель для глины. К тому же, один или более диспергаторов, пеногасителей и связующих может добавляться к суспензии в смеситель для глины. Пеногаситель может добавляться к суспензии в смеситель для глины для понижения или предотвращения проблем с оборудованием, вызванных ценообразованием суспензии. Специалисты среднего уровня в данной области могут определить и выбрать подходящий тип и количество пеногасителя для использования в процессах обработки, описанных здесь, путем стандартных экспериментов. Пригодные диспергаторы включают, но не ограничиваются этим, коллоидные вещества, полиэлектролиты, тетрапирофосфат натрия, тетрапирофосфат калия, лимонно-кислый аммоний, двойную соль лимонно-кислого железа, и гексаметафосфат натрия. В способе сушки распылением диспергатор может добавляться для регулирования вязкости суспензии так, чтобы обеспечить целевую вязкость для обору-6 015865 дования, используемого для сушки распылением. К тому же, в способе сушки распылением диспергатор может влиять на способность формирования "твердых", главным образом круглых и сферических гранул,и, следовательно, количество диспергатора, при его необходимости, является минимальным для включения в суспензию, как будет обсуждаться здесь далее. В определенных вариантах, в которых суспензия включает диспергатор, количество диспергатора составляет менее чем примерно 0,3 вес.%, менее чем примерно 0,5 вес.% или менее чем примерно 1,0 вес.% каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Пригодные связующие включают, но не ограничиваются этим, поливиниловый спирт, поливинилацетат, метилцеллюлозу, декстрин и патоку. Связующее может добавляться к суспензии в смеситель для глины или предпочтительнее суспензия может подаваться из смесителя для глины в отдельную емкость перед добавлением связующего. Если связующее добавляется к суспензии в смеситель для глины, в этом случае предпочтительнее снизить скорость перемешивания смесителя перед добавлением связующего с тем, чтобы снизить или предотвратить избыточное ценообразование и/или увеличение вязкости, которые могут возникнуть. В процессе сушки распылением добавление связующего к суспензии может влиять на способность к формированию "твердых", главным образом круглых и сферических гранул, и, следовательно, количество связующего/диспергатора, при их необходимости, является минимальным для включения в суспензию, как будет обсуждаться далее. В определенных вариантах, в которых суспензия включает связующее, количество связующего составляет менее чем примерно 0,5 вес.% или менее чем примерно 1,0 вес.% каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Независимо от добавления связующего, при его необходимости, к суспензии в смеситель для глины или, что предпочтительнее, в отдельную емкость суспензия непрерывно перемешивается после добавления связующего в течение некоторого времени, достаточного для качественного перемешивания связующего по всей суспензии. В определенных вариантах время перемешивания суспензии после добавления связующего составляет примерно до 30 мин или более. Из смесителядля глины, или в случае использования связующего предпочтительнее из отдельной емкости, суспензия подается в распылительную сушильную установку, включающую оборудование для распыления и сушильную камеру. Пригодное оборудование для распыления включает, но не ограничивается этим, роторный распылитель, гидравлический распылитель и пневматический распылитель, все из которых знакомы специалисту среднего уровня в данной области. В целом, роторный распылитель производит тонкие частицы, в то время как гидравлический распылитель и пневматический распылитель,которые работают под давлением, могут производить частицы относительно крупного размера. Оборудование для распыления распыляет суспензию в сушильную камеру, где капли суспензии встречаются с горячим воздухом сушильной камеры. Капли и горячий воздух двигаются через сушильную камеру в основном как параллельный поток, противоток или их комбинация. Например, при комбинации параллельного потока и противотока капли суспензии распыляются из оборудования для распыления по направлению вверх в сушильной камере, в то время как горячий воздух подается в сушильную камеру из точки выше места, из которого суспензия распыляется в сушильную камеру. Таким образом,горячий воздух течет в основном по направлению вниз в камере по отношению к каплям суспензии. Течение вверх капель суспензии и течение вниз горячего воздуха устанавливает противоток. В некоторой точке, однако, капли останавливают свое движение вверх и начинают двигаться, как правило, по направлению вниз в камере, тем самым устанавливая параллельный поток с горячим воздухом. Или же капли суспензии распыляются в сушильной камере главным образом по направлению вниз, и горячий воздух подается в сушильную камеру также в основном вниз, тем самым устанавливая параллельный поток. Высота цилиндра сушильной камеры влияет на размер гранул. Например, для производства проппанта с гранулами 30/50 размера высота сушильной камеры установлена 19,8 м (приблизительно средний размер сырых гранул составляет 765 мкм). В сушильной камере твердые, главным образом круглые или сферические сырые гранулы формируются по мере испарения влаги из капель. Использующийся здесь термин"твердые", главным образом круглые и сферические гранулы описывает гранулы, имеющие внутренние полости, которые составляют менее 10% по объему частиц. В определенных вариантах твердые, главным образом круглые и сферические гранулы могут иметь внутренние полости, которые составляют менее чем 5% по объему гранул. Так как капли в основном не вращаются во время прохождения через сушильную камеру, одна сторона капли может подвергаться воздействию воздуха из входного отверстия, который является более горячим, чем воздух, воздействующий на другую сторону капли (называется здесь как "горячая сторона" и "холодная сторона" соответственно). В таких случаях испарение происходит быстрее на горячей стороне, и пленка, которая формируется на поверхности капли, утолщается гораздо быстрее на горячей стороне, чем на холодной. Жидкая и твердая фазы в капле мигрируют к горячей стороне. В этом месте следует ожидать, что холодная сторона будет втягиваться внутрь, что будет приводить к образованию полых сырых частиц с углублением, а не твердых, главным образом круглых и сферических сырых гранул, описанных здесь. Однако согласно описанным здесь способам гранулы являются в большей степени твердыми, чем полыми вследствие одного или более из следующих факторов: содержание твердой фазы в весовых процентах, описанное здесь, содержание растворимого вещества (дисперга-7 015865 тора и/или связующего) в весовых процентах, описанное здесь, и входные температуры воздуха в диапазонах, описанных здесь. Что касается содержания твердой фазы, то суспензии, имеющие содержание твердой фазы больше,чем примерно 50 вес.%, используются для производства твердых, главным образом круглых и сферических частиц, как описано здесь. В определенных вариантах суспензия имеет содержание твердой фазы в диапазоне примерно от 50 до 75 вес.%, в то время как в других вариантах суспензия имеет содержание твердой фазы в диапазоне примерно от 50 до 60 вес.% или примерно от 60 до 70 вес.%. Что касается содержания растворимого вещества, то связующие увеличивают вязкость суспензии,что может привести к необходимости понижать содержание твердой фазы для сохранения суспензии,которая может распыляться. Более низкое содержание твердой фазы, тем не менее, может привести к тому, что частица не будет твердой. Что касается диспергаторов, то диспергаторы способствуют более быстрому перемещению твердой фазы к поверхности частицы, что также может привести к тому, что частица не будет твердой. Таким образом, содержание растворимого вещества в суспензии (количества добавок, таких как связующие и диспергаторы) является сбалансированным по отношению к содержанию твердой фазы суспензии. Предпочтительно использование минимального количества связующего и/или диспергатора, которое определяется количеством, необходимым для установления вязкости суспензии. Что касается температур входного потока воздуха, то температура воздуха, входящего в сушильную камеру, контролируется согласно описанным здесь способам. Таким образом, в определенных вариантах, температура входного потока воздуха находится в диапазоне примерно от 100 до 400 С, или примерно от 100 до 200 С, или примерно от 200 до 300 С, или примерно от 300 до 400 С, или примерно от 400 до 500 С. В других вариантах температура входного потока воздуха находится в диапазоне примерно от 150 до 200 С или примерно от 200 до 250 С. Предпочтительно, чтобы нижние границы таких диапазонов использовались для замедления скорости сушки частиц, которая, в свою очередь, вносит свой вклад в производство сырых керамических частиц, которые могут спекаться для получения твердых керамических частиц, являющихся главным образом круглыми и сферическими. Таким образом, в способе сушки распылением, твердые, главным образом круглые и сферические сырые гранулы перегружаются из сушильной камеры, по меньшей мере частично, под влиянием силы тяжести. Твердые, главным образом круглые и сферические сырые гранулы могут затем подвергаться операции спекания 106. Обращаясь снова к фиг. 1, главным образом круглые и сферические сырые гранулы, полученные с помощью "влажного" или "сухого" способа, спекаются до окончательной формы проппанта низкой насыпной плотности (операция 106). Спекание может проводиться в ротационной сушильной печи, камерной сушильной печи или другом пригодном устройстве, которое может обеспечить соответствующие условия спекания. Спекание и оборудование для выполнения спекания хорошо известны специалистам среднего уровня в данной области. Спекание проводится в течение разного периода времени и при температурах, достаточных для спекания гранул до низкой насыпной плотности. В определенных вариантах спекание проводится при температуре в диапазоне примерно от 1200 до 1350 С в течение периода времени примерно от 20 до 45 мин при максимальной температуре. Проппант низкой насыпной плотности, описанный здесь, может быть покрытым, в результате чего кажущаяся удельная плотность (ASG) покрытого проппанта будет ниже, чем кажущаяся удельная плотность (ASG) проппанта низкой насыпной плотности, который изготовлен из того же материала без покрытия (например, непокрытый проппант). Согласно определенным вариантам в основном вся поверхностная пористость проппанта покрывается для формирования покрытого проппанта, отличающегося тем,что покрытый проппант имеет кажущуюся удельную плотность ниже, чем кажущаяся удельная плотность проппанта без покрытия. Использующийся здесь термин "кажущаяся удельная плотность" ("ASG") следует понимать как число без указания единицы измерения, численно равное массе в граммах на кубический сантиметр объема за вычетом всей открытой пористости, соединяющейся с поверхностью проппанта и использующейся в определении объема гранулы проппанта, деленной на плотность воды (приблизительно 1 г/см 3). Подходящие покрытия для проппанта включают, но не ограничиваются этим, полимерные смолы и акрилы. Разнообразие обычно используемых способов покрытия и оборудования для покрытия проппанта хорошо известно специалистам среднего уровня в данной области, примерами которых, но не ограничением, являются окунание, нанесение покрытия распылением, химическое осаждение из паровой фазы, конденсация из паровой фазы или покрытие погружением.-8 015865 Последующие примеры являются иллюстрацией способов, которые обсуждались выше. Сырье, используемое в примерах 1-4. Химический состав и потеря веса при прокаливании сырьевого материала, который используется для изготовления проппанта низкой насыпной плотности, как описано в примерах 1-4, представлено в весовых процентах в табл. 1. Прокаленная каолиновая глина и обожженная каолиновая глина, представленные в табл. 1, производятся СЕ Minerals, Andersonville, GA. Прокаленная каолиновая глина нагревалась в течение разного периода времени и при температурах, достаточных для значительного удаления органического материала и гидратной воды. Периоды времени и температуры, необходимые для прокаливания или обжига каолиновой глины, могут быть определены специалистом среднего уровня без излишних экспериментов. Например, можно выбрать медленную скорость нагрева при выдержке при максимальной температуре в течение длительного времени или чрезмерно высокую скорость нагрева либо высокую максимальную температуру с короткой выдержкой при такой температуре. Прокаленная каолиновая глина и обожженная каолиновая глина были приобретены у СЕ Minerals уже в прокаленной и обожженной форме. Тепловая обработка, пригодная для формирования прокаленной каолиновой глины или обожженной каолиновой глины, как определено здесь, может выбираться специалистом среднего уровня без излишних экспериментов. Прокаленная диатомитовая земля, представленная в табл. 1, промышленно выпускается EaglePicherFiltrationMinerals, Reno, NV под торговой маркой FW-60. Производитель EaglePicher диатомитовой земли дает описание фракции FW-60 как подвергнутой термощелочной обработке диатомитовой земли,однако прокаленная диатомитовая земля, пригодная для использования в настоящих вариантах, может быть прокаленной с флюсом или без него. Например, другие фракции прокаленной диатомитовой земли,пригодные для использования в настоящих вариантах, могут быть приобретены у EaglePicher FiltrationMinerals под торговой маркой FW-14 (подвергнутая термощелочной обработке диатомитовая земля) иFP-2 (прокаленная диатомитовая земля). Прокаленная диатомитовая земля была приобретена у EaglePicher уже в прокаленной форме. Режим обжига, пригодный для формирования прокаленной диатомитовой земли, как описано здесь, может определяться специалистом среднего уровня без излишних экспериментов. Таблица 1 Химический состав исходного сырья (вес.%) Весовое процентное содержание, представленное в табл. 1 для каждого из оксидов прокаленной каолиной глины, обожженной каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли, было определено методом индуктивно связанной плазмы (ICP), который является аналитическим методом, известным для специалистов среднего уровня. "Другие" обозначает различные оксиды, такие как ZrO2, SrO, MnO, ZnO,BaO или Р 2 О 5. После обжига карбонаты сгорают из глины или диатомитовой земли. Когда возникает это изменение, происходит изменение в массе материала, которое называется как потеря при прокаливании("LOI"), которая является процентным содержанием сухого веса материала. Прокаленные каолиновые глины, обожженные каолиновые глины и прокаленная диатомитовая земля, химический состав которых отличается от химического состава, представленного в табл. 1, также являются пригодными для изготовления проппанта низкой насыпной плотности, как описано здесь, при условии, что такие прокаленные каолиновые глины, обожженные каолиновые глины и прокаленная диатомитовая земля находятся в рамках определений представленных здесь терминов. Пример 1. Гранулы, изготовленные из сухой смеси прокаленного каолина и диатомитового порошка. Четыре партии гранул были приготовлены "сухим" способом с использованием каолиновой глины,которая в этом примере 1 являлась прокаленной каолиновой глиной, представленной в табл. 1, и прокаленной диатомитовой землей (DE) (также представленной в табл. 1).-9 015865 Каолиновая глина и прокаленная диатомитовая земля могут поставляться навалом или в виде порошка. В случае получения навалом предпочтительно, чтобы материалы измельчались в порошкообразную форму, например форму, имеющую средний размер частиц примерно от 2 до 5 мкм, и затем перемешивались сухим способом в высокоэффективном смесителе. В настоящем примере каолиновая глина и прокаленная диатомитовая земля были отдельно измельчены в порошкообразную форму, затем добавлены в смеситель Eirich в соотношении 85:15 каолиновой глины к диатомитовой земле. Смеситель Eirich имеет круглый стол, который может быть горизонтальным или под наклоном от 0 до 35 к горизонтальной поверхности и может вращаться со скоростью примерно от 10 до 60 об/мин. Смеситель также имеет роторный лопастной импиллер, который может вращаться со скоростью конца лопасти примерно от 5 до 50 м/с. Стол вращается в направлении, противоположном направлению вращения импиллера, что заставляет добавленный в смеситель материал двигаться над собой в противотоке. Центральная ось лопастного импиллера обычно располагается внутри смесителя в положении, смещенном относительно центральной оси вращающегося стола. Для этого примера 1 скорость вращения стола смесителя Eirich составляла примерно от 20 до 40 об/мин при наклоне примерно 30 от горизонтальной линии. Сначала, во время смешивания каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли лопастной импиллер вращался со скоростью примерно 25-35 м/с (примерно 1014-1420 об/мин). После визуального определения качественного смешивания каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли скорость лопастного импиллера была увеличена и в смеситель добавлялась вода, как описано выше. Вода добавлялась в смеситель в количестве, достаточном для того, чтобы вызвать формирование главным образом круглых и сферических гранул. В этом конкретном примере вода являлась свежей водопроводной водой, которая добавлялась в смеситель в количестве, достаточном для обеспечения процентного содержания в размере примерно от 18 до 22 вес.%, основанного на весе каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли в смесителе, хотя это количество может колебаться. В целом, количество воды, использованное в настоящих способах, является таким количеством, которое достаточно для того, чтобы вызвать формирование главным образом круглых и сферических гранул после смешивания. Скорость добавления воды в смеситель не имеет большого значения. При интенсивном смешивании вода распределяется по всей смеси. Во время добавления первой половины общего количества воды лопастной импиллер вращался со скоростью примерно 16 м/с (примерно 568 об/мин) и соответственно вращался при более высокой скорости конца лопатки примерно 32 м/с (примерно 1136 об/мин). Скорость начального вращения лопатки является произвольной. При эксплуатации начальная скорость вращения составляет примерно от 5 до 20 м/с, с последующей более высокой скоростью конца лопатки в диапазоне примерно от 25 до 35 м/с. Специалисты среднего уровня в данной области могут определить, нужно ли регулировать скорость вращения импиллера и/или изменить значения больше или меньше, чем те, которые описаны в этом примере 1, таким образом, чтобы формировались главным образом круглые и сферические гранулы. Каолиновая глина и прокаленная диатомовая земля смешивались с водой в течение примерно 11 мин для достижения формирования в основном круглых и сферических сырых гранул, имеющих целевой размер сырых гранул. Количество времени смешивания, необходимое для формирования таких гранул, колеблется в зависимости от ряда факторов, включающих, но не ограничивающихся количеством материала в смесителе, скоростью работы смесителя, количеством воды, добавленной в смеситель, и целевым размером сырых гранул. Целевой размер спеченных гранул в этом примере 1 составлял 20/40 меш согласно стандарту API, по которому 90% материала проходит между ситом 20 меш и ситом 40 меш. Для компенсации усадки, которая возникает во время спекания, целевой размер сырых гранул для примера 1 был примерно на 1-2 размера больше, чем 20/40 меш. В основном круглые и сферические сырые гранулы были перегружены из смесителя и высушены. В настоящем примере сырые гранулы были насыпаны в поддон из нержавеющей стали и оставлены на ночь в сушильной печи при 110 С, в результате чего сырые гранулы становились высушенными с содержанием влаги менее чем 1 вес.%. Гранулы называются как "сырые" после удаления из сушильной печи, так как они еще не спекались до их окончательного состояния. Сформированные сырые гранулы были помещены в алюминиевые формы, которые были загружены в камерную печь, работающую при условиях, описанных в табл. 2 А. "HR" показывает приблизительную скорость нагрева камеры в С/ч. "Температура выдержки" показывает примерную максимальную температуру обжига печи и "время выдержки" показывает время пребывания гранул в печи при температуре выдержки.- 10015865 Таблица 2A Условия спекания сухой смеси прокаленного каолина и диатомитовой земли Были изучены различные свойства спеченных гранул, изготовленных из каждой партии. Результаты представлены в табл. 2 В. Результат, представленный как "n/a" означает, что свойство не измерялось. Таблица 2 В Свойства спеченных гранул из сухой смеси прокаленного каолина и диатомитовой земли Значения ASG, представленные в табл. 2 В, были определены с помощью вытеснения жидкости (вода) методом Архимеда согласно API Recommended Practices RP60 для тестирования проппанта, который является испытанием, известным и доступным для специалиста среднего уровня в данной области. Общий удельный вес гранул, представленный в табл. 2 В, показывает плотность гранул, включающую закрытую пористость, и был определен с помощью гелиевого пикнометра марки Micromeritics, эксплуатирующегося согласно методике производителя. Насыпная плотность, представленная в табл. 2 В, включает свободное пространство между гранулами как часть объема и определялась с помощью метода ANSI Test Method B74.4-1992 (R-2002), который является испытанием, известным и доступным для специалистов среднего уровня данной области. Раздавливание спекшихся гранул выражается в массовом процентном содержании мелких частиц(т.е. для 20/40 материала это будет материал, который раздавливается до размера более тонкого, чем 40 меш) при давлении 4 Kpsi. Значения раздавливания, представленные в табл. 2 В, были определены в соответствии с API Recommended Practices RP60 для тестирования проппантов, представляющий собой тест, известный специалистам среднего уровня в данной области. Хотя табл. 2 В показывает, что низкие насыпные плотности были достигнуты для каждой из 4 партий, величины раздавливания при 4 Kpsi оказались выше желаемых. Как показано на фиг. 2 и 3, были сделаны оптические микрофотографии образцов гранул из партии 4 с помощью Zeiss Combizoom 400Microscope System, который является комбинацией Stereomicroscope (10-106) и Compound Microscope(40-660). Для получения микрофотографий, представленных на фиг. 2 и 3, образцы гранул были помещены в эпоксидную смолу, отшлифованы до половины толщины гранул и затем отполированы до шероховатости в 1 мкм. Образцы гранул погружались в эпоксидную смолу путем укладки гранул на дно 1,25" пластмассовой загрузочной чаши. Загрузочная чаша затем заполнялась примерно 1/2" эпоксидной смолой и оставлялась для отверждения. В результате отверждения гранулы, помещенные в эпоксидный цилиндр,были удалены из пластмассовой загрузочной чаши и помещены в держатель образцов на автоматическом шлифовальном автомате (Buehler Beta Grinder/Polisher with Vector Power Head). Гранулы затем шлифовались примерно наполовину толщины гранул с помощью карбида кремния зерно 60. Шлифованные гранулы затем полировались до шероховатости 1 мкм с помощью алмазного полировального состава. Полирование керамическим материалом представляет собой процесс, известный специалистам среднего уровня в данной области. Микрофотография, представленная на фиг. 2, была сделана при увеличении 64 и микрофотография, представленная на фиг. 3, была сделана при увеличении 200. Микрофотографии обнаруживают присутствие "макропор" в гранулах. Для удобства примеры макропор помечены как 10 и 12 на фиг. 2 и 3. Как показано на фиг. 2 и 3, макропора 10 имеет диаметр примерно 40 мкм, хотя другие макропоры в гранулах могут быть больше или меньше, чем макропора 10. Использующийся здесь термин "макропора" описывает внутренние пустоты в спекшихся гранулах, которые имеют диаметр больше чем примерно 5 мкм. Известно, что керамические материалы имеют небольшой недостаток, основанный на большом размере трещин. Таким образом, чем больше трещина, тем меньше усилие требуется для разрушения гранулы проппанта. Существовала теория о том, что макропоры представляют собой трещины, способствующие более высоким значениям раздавливания, и таким образом рассматривалось, как уменьшить- 11015865 или устранить размер и/или присутствие макропор. Результатом таких рассуждений стала теория о том,что улучшение степени смешивания между каолиновой глиной и прокаленной диатомитовой землей до их обработки "сухим" способом для формирования сырых гранул будет снижать или устранять размер и/или присутствие макропор. Пример 2. Гранулы, изготовленные из совместно перемолотых прокаленного каолина и порошка диатомитовой земли. Для проверки теории о том, что более качественное смешивание каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли будет улучшать прочность к раздавливанию полученных гранул, три партии гранул были приготовлены из каолиновой глины (которая являлась прокаленной каолиновй глиной, представленной в табл. 1) и прокаленной диатомитовой земли (также представленной в табл. 1), причем каолиновая глина и прокаленная диатомитовая земля, в порошкообразной форме, сначала смешивались методом сухого смешивания в мешалке Eirich в соотношении 85:15 каолиновой глины к диатомитовой земле до тех пор, пока визуально не было определено, что смесь является тщательно смешанной, как описано в примере 1. Как только визуально было определено, что каолиновая глина и прокаленная диатомитовая земля тщательно смешаны, сухая смесь была удалена из мешалки Eirich и совместно перемолота на струйной мельнице в Sturtevantlnc. 4" Open Manifold Micronizer со скоростью подачи примерно 1 фунт/ч. Другое пригодное оборудование и способы для совместного размола сырьевых материалов, таких как прокаленная каолиновая глина и диатомитовая земля, описанные здесь, известны специалисту среднего уровня в данной области. Главным образом круглые и сферические сырые гранулы были сформированы из совместно перемолотой каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли в соответствии с "сухим" способом с помощью мешалки Eirich и добавления воды, как описано в примере 1 выше. Так же как в примере 1,целевой размер спекшихся гранул составлял 20/40 меш. Таким образом, целевой размер сырых гранул составил примерно на 1-2 меш размеров больше. Главным образом круглые и сферические сформированные сырые гранулы были помещены в поддоны из кремнезема, которые загружались в камерную сушильную печь, функционирующую при условиях, описанных в табл. 3 А. Таблица 3 А Условия спекания для совместно перемолотых прокаленного каолина и диатомитовой земли Были изучены различные свойства спекшихся гранул, приготовленных из каждой из трех партий. Результаты представлены в табл. 3 В. Результаты, представленные как "n/а", обозначают, что свойство не определялось. Кратковременные проницаемости спекшихся гранул при давлениях 4 Kpsi и 6 Kpsi были определены в соответствии с API Recommended Practices RP61 для испытания проппантов, являющийся тестом, который известен специалисту среднего уровня в данной области. Таблица 3 В Свойства спекшихся гранул из совместно перемолотых прокаленного каолина и диатомитовой земли Табл. 3 В показывает, что низкие насыпные плотности были достигнуты для каждой из трех партий. Табл. 3 В также показывает, что спекшиеся гранулы, приготовленные из совместно перемолотых материалов, имеют более высокую прочность, о чем свидетельствуют более низкие значения раздавливания,по сравнению со спекшимися гранулами примера 1. Как показано на фиг. 4 и 5, оптические микрофотографии гранул из партии 2 этого примера 2 были получены в соответствии с процедурами, описанными для фиг. 2 и 3, которые показывают, что наблюдаемые в примере 1 макропоры были устранены, тем самым подтверждая теорию о том, что совместное перемалывание каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли будет уменьшать или уст- 12015865 ранять размер и/или присутствие макропор и, следовательно, улучшать прочность на раздавливание конечных продуктов. Микрофотография, представленная на фиг. 4, была сделана при увеличении 64 и микрофотография, представленная на фиг. 5, была сделана при увеличении 200. Пример 3. Контрольные гранулы, изготовленные из совместно перемолотого прокаленного каолина Проппант, который имеет более высокую прочность на раздавливание, в целом обеспечивает более высокую проницаемость при использовании в операции гидравлического разрыва, по сравнению с проппантом, который имеет более низкую прочность на раздавливание. Таким образом, существовала теория о том, что проппант, изготовленный из каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, как описано здесь, должен проявлять более высокую проницаемость, чем известные проппанты, имеющие такой же размер и насыпную плотность, изготовленные с каолиновой глиной, но без добавления по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. Контрольный проппант был приготовлен из прокаленной каолиновой глины, представленной в табл. 1. Прокаленная каолиновая глина была сначала перемешана методом сухого смешивания в мешалке Eirich и затем перемолота на струйной мельнице, как описано в примере 2, но прокаленная диатомитовая земля и обожженная каолиновая глина не добавлялись. Главным образом круглые и сферические сырые гранулы были сформированы из перемолотого на струйной мельнице порошка каолиновой глины в соответствии со способом обработки, в котором используется высокоэффективный смеситель, как описано в примере 1. Сформированные главным образом круглые и сферические сырые гранулы были помещены в поддоны из кремнезема, которые были загружены в камерную сушильную печь, функционирующую в условиях, описанных в табл. 4 А. Таблица 4 А Условия спекания для совместно перемолотого прокаленного каолина Были изучены различные свойства спекшихся гранул, приготовленных из каждой смеси. Результаты представлены в табл. 4 В. Результат, представленный как "n/a", показывает, что свойство не определялось. Таблица 4 В Свойства спекшихся гранул совместно перемолотого прокаленного каолина Табл. 4 В показывает, что низкие насыпные плотности были получены для каждой их трех партий контрольного проппанта. К тому же, в партиях 2 и 3 были достигнуты прочности на раздавливание при 4 Kpsi, которые были соизмеримы с партиями примера 2. Однако партии примера 2, которые были испытаны на проницаемость (пример 2, партия 2), неожиданно имели проницаемости при 4 и 6 Kpsi выше проницаемости, измеренной в контрольном проппанте (пример 3, партия 2) при тех же давлениях. Сравнение кратковременной проиницаемости в табл. 3 В и 4 В показывает, что проппант партии 2 примера 2 имеет проницаемость на 18% выше при 4 Kpsi и проницаемость на 42% выше при 6 Kpsi, чем партия 2 контрольного проппанта примера 3. Фиг. 6 является оптической микрофотографией раздавленного проппанта из партии 2 (температура выдержки 1265 С) контрольного проппанта, изготовленного в примере 3. Микрофотография, показанная на фиг. 6, была сделана сначала проведением испытания на раздавливание образца при 4 psi и затем удерживанием материала, который был просеян через сито 40 меш. Микрофотография удержанного материала (т.е. материала, просеянного через сито 40 меш) была затем получена в соответствии с процедурой, описанной для фиг. 2 и 3. Микрофотография, представленная на фиг. 6, была сделана при увеличении 25,6.- 13015865 Фиг. 7 является оптической микрофотографией раздавленного проппанта из партии 2 (температура выдержки 1300 С), изготовленного из совместно перемолотой каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли в примере 2. Микрофотография, показанная на фиг. 7, была сделана при проведении испытания на раздавливание образца при 4 psi и затем удерживании материала, который был просеян через сито 40 меш. Микрофотография удержанного материала (т.е. материала, просеянного через сито 40 меш) была затем получена в соответствии с процедурой, описанной для фиг. 2 и 3. Микрофотография,представленная на фиг. 7, была сделана при увеличении 25,6. Как видно из фиг. 6 и 7, контрольный проппант раскололся на большое количество маленьких частей в результате образования трещин, в то время как проппант, изготовленный из каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли был расколот на большие части. Большие части менее желательны для миграции в удерживаемой от смыкания трещин скважине и таким образом будет приводить к улучшению проницаемости и, следовательно, увеличению производства нефти и газа. Существовала теория о том, что феномен проппанта, который изготавливался с каолиновой глиной и прокаленной диатомитовой землей и раскалывался на части большего размера, чем проппант, который изготавливался только с каолиновой глиной, был вызван повышенной прочностью матрицы каолина благодаря более высокой температуре спекания (температуре выдержки), которая требовалась для достижения той же насыпной плотности в проппанте, изготовленном с 15% содержанием прокаленной диатомитовой земли (пример 2), что и проппант, который изготавливался из 100% каолиновой глины (пример 3). В основном для достижения одинаковых насыпных плотностей, в случае присутствия диатомитовой земли требуется более высокая температура выдержки, чем в случае ее отсутствия. Пример 4. Гранулы, изготовленные из порошка совместно перемолотого прокаленного и обожженного каолина. Для этого примера 4 были приготовлены три партии проппанта из совместно перемолотой каолиновой глины (прокаленная каолиновая глина представлена в табл. 1) и обожженной каолиновой глины(обожженная каолиновая глина представлена в табл. 1). Каолиновая глина и обожженная каолиновая глина были отдельно перемолоты в порошкообразную форму и затем смешивались сухим методом в мешалке Eirich в соотношении 85:15 каолиновой глины к обожженной каолиновой глине до тех пор, пока визуально порошок был хорошо перемешан, как описано в примере 1. Смешанная сухим методом каолиновая глина и обожженная каолиновая глина были совместно перемолоты на струйной мельнице, как описано в примере 2. Главным образом круглые и сферические сырые гранулы были сформированы из размолотой на струйной мельнице каолиновой глины и обожженной каолиновой глины в соответствии с процессом обработки, в котором использовался высокоэффективный смеситель, как было описано в примере 1. Сформированные в основном круглые и сферические сырые гранулы были помещены в поддоны из кремнезема, которые были загружены в камерную печь, функционирующую при условиях, описанных в табл. 5 А. Таблица 5 А Условия спекания для совместно перемолотых прокаленного и обожженного каолина Были изучены различные свойства спекшихся гранул, приготовленных из каждой смеси. Результаты представлены в табл. 5 В. Результаты, представленные как "n/a", показывают, что свойство не определялось. Таблица 5 В Свойства спекшихся гранул совместно перемолотых прокаленного и обожженного каолина- 14015865 Табл. 5 В показывает, что низкие насыпные плотности были достигнуты для каждой из трех партий. Табл. 5 В также показывает, что спекшиеся гранулы, приготовленные из совместно перемолотой каолиновой глины и обожженной каолиновой глины, имеют прочность раздавливания при 4 Kpsi, которая в основном сопоставима с прочностью на раздавливание при 4 Kpsi спекшихся гранул, приготовленных из совместно перемолотой каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли (пример 2). Фиг. 8 является оптической микрофотографией раздавленного проппанта из партии 3 (температура выдержки 1295 С) этого примера 4. Микрофотография, показанная на фиг. 8, была сделана сначала проведением испытания на раздавливание на образце при 4 psi, и затем удерживанием материала, который был просеян через сито 40 меш. Микрофотография удержанного материала (т.е. материала, просеянного через сито 40 меш) была затем получена в соответствии с процедурой, описанной для фиг. 2 и 3. Микрофотография, представленная на фиг. 8, была сделана при увеличении 25,6. При сравнении фиг. 8 с фиг. 6 станет очевидно, что проппант, изготовленный с каолиновой глиной и обожженной каолиновой глиной, расколот на части большего размера, чем контрольный проппант. Большие части менее склонны к мигрированию в удерживаемой скважине, что должно приводить к улучшению проницаемости и, следовательно, увеличению производства нефти и газа. Сравнение кратковременной проницаемости примеров 2-4 и песка. Фиг. 9 показывает зависимость кратковременной проницаемости от давления закрытия трещин для партии 2 примера 2, партии 2 примера 3 и партии 3 примера 4. Кратковременная проницаемость образца кварцевого песка для гидроразрыва 20/40 меш, полученного от Badger Mining и имеющего насыпную плотность 1,57 г/см 3, также представлена на фиг. 9. Кратковременная проницаемость кварцевого песка была получена, как описано выше, с учетом примеров 2-4. Фиг. 9 показывает, что проппант, приготовленный из каолиновой глины и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, имеет более высокую кратковременную проницаемость, чем такой же проппант низкой насыпной плотности, изготовленный из каолиновой глины и по меньшей мере без одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, и более высокую кратковременную проницаемость, чем кварцевый песок для гидроразрыва аналогичного размера. В частности, было замечено, что кратковременная проницаемость проппанта, изготовленного с каолиновой глиной и по меньшей мере одного из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, была лучше кратковременной проницаемости песка для гидроразрываBadger, и насыпная плотность проппанта была ниже насыпной плотности песка для гидроразрыва Badger,что делало проппант согласно настоящим вариантам особенно эффективным. Проппант, изготовленный с каолиновой глиной и по меньшей мере с одним из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, имеет кратковременную проницаемость, которая на 25% больше, чем кратковременная проницаемость песка для гидроразрыва Badger. Для опытного в данной области специалиста будет очевидно, что представленное здесь описание изобретения может быть воспроизведено путем внесения незначительных изменений в состав материалов или способ производства. При условии, что такие материалы или способы в основном аналогичны,предполагается, что они включены в объем нижеследующей формулы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления проппанта низкой насыпной плотности, включающий формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из сырьевого материала, содержащего воду, прокаленную, частично прокаленную или непрокаленную каолиновую глину; и по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины; и спекание гранул с получением проппанта, имеющего насыпную плотность менее чем примерно 1,60 г/см 3; кратковременная проницаемость которого выше, чем кратковременная проницаемость проппанта,имеющего насыпную плотность меньше чем 1,60 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной каолиновой глины, который имеет свойство раскалываться на части большего размера по сравнению с расколотым проппантом того же размера и плотности, изготовленным из каолиновой глины. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий формирование покрытия на поверхности проппанта с получением готового проппанта, имеющего кажущийся удельный вес ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. 3. Способ по п.1, дополнительно включающий совместное перемалывание каолиновой глины и по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, состоящей из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что кратковременная проницаемость проппанта примерно на 10-50% выше, чем кратковременная проницаемость проппанта, имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленного, частично прока- 15015865 ленного или непрокаленного каолина. 5. Способ изготовления проппанта низкой насыпной плотности, включающий нагревание каолиновой глины, достаточное для изготовления обожженной каолиновой глины, содержащей по меньшей мере 5 вес.% муллита; совместное перемалывание прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной каолиновой глины и обожженной каолиновой глины для формирования совместно перемолотой смеси; формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из совместно перемолотой смеси и воды и спекание гранул с получением проппанта, имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3; кратковременная проницаемость которого выше, чем кратковременная проницаемость проппанта,имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной каолиновой глины, и который имеет свойство раскалываться на части большего размера по сравнению с расколотым проппантом того же размера и плотности, изготовленным из каолиновой глины. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 50 вес.% муллита. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что обожженная каолиновая глина включает по меньшей мере 65 вес.% муллита и по меньшей мере 15 вес.% кристобалита. 8. Способ изготовления проппанта низкой насыпной плотности, включающий совместное перемалывание прокаленной, частично прокаленной или непрокаленной каолиновой глины и прокаленной диатомитовой земли для формирования совместно перемолотой смеси; формирование главным образом круглых и сферических сырых гранул из совместно перемолотой смеси и воды и спекание гранул с получением проппанта, имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3; кратковременная проницаемость которого выше, чем кратковременная проницаемость проппанта,имеющего насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3, изготовленного из гранул, состоящих из воды и прокаленного, частично прокаленного или непрокаленного каолина, и который имеет свойство раскалываться на части большего размера по сравнению с расколотым проппантом того же размера и плотности, изготовленным из каолиновой глины. 9. Способ расклинивания трещин в подземных формациях, включающий смешивание жидкости и проппанта, содержащего множество спеченных, главным образом круглых и сферических частиц, изготовленных из прокаленной, частично прокаленной и непрокаленной каолиновой глины и по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, включающей прокаленную диатомитовую землю и обожженную каолиновую глину, и имеющих насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3 и при 4 Kpsi кратковременную проницаемость выше чем 187 Д; и введение смеси в трещину в подземных горных породах,причем используемый проппант имеет свойство раскалываться на части большего размера по сравнению с расколотым проппантом того же размера и плотности, изготовленным из каолиновой глины. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что главным образом все поверхностные поры проппанта покрывают материалом, таким, что готовый проппант имеет кажущийся удельный вес ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. 11. Проппант, содержащий прокаленную, частично прокаленную или непрокаленную каолиновую глину и по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из прокаленной диатомитовой земли и обожженной каолиновой глины, отличающийся тем, что проппант представляет собой спекшиеся главным образом круглые и сферические частицы, имеющие насыпную плотность меньше чем примерно 1,60 г/см 3, и имеет свойство раскалываться на части большего размера по сравнению с расколотым проппантом того же размера и плотности, изготовленным из каолиновой глины. 12. Проппант по п.11, дополнительно содержащий покрытие, покрывающее в основном все его поверхностные поры, из материала, такого, что кажущийся удельный вес проппанта с покрытием ниже, чем кажущийся удельный вес проппанта без покрытия. 13. Проппант по п.11, имеющий при 4 Kpsi кратковременную проницаемость выше чем 187 Д. 14. Проппант по п.11, отличающийся тем, что изготовлен из смеси, содержащей прокаленную, частично прокаленную или непрокаленную каолиновую глину и обожженную каолиновую глину, причем смесь содержит примерно от 70 до 90 вес.% каолиновой глины и примерно от 10 до 30 вес.% обожженной каолиновой глины. 15. Проппант по п.11, отличающийся тем, что изготовлен из смеси, содержащей прокаленную или непрокаленную каолиновую глину и обожженную каолиновую глину, причем смесь содержит примерно от 80 до 85 вес.% каолиновой глины и примерно от 15 до 20 вес.% обожженной каолиновой глины. 16. Проппант по п.11, отличающийся тем, что обожженная каолиновая глина содержит по меньшей мере 5 вес.% муллита.- 16015865 17. Проппант по п.11, отличающийся тем, что обожженная каолиновая глина содержит по меньшей мере 50 вес.% муллита. 18. Проппант по п.11, отличающийся тем, что обожженная каолиновая глина содержит по меньшей мере 65 вес.% муллита и по меньшей мере 15 вес.% кристобалита. 19. Проппант по п.11, отличающийся тем, что изготовлен из смеси, содержащей прокаленную, частично прокаленную или непрокаленную каолиновую глину и прокаленную диатомитовую землю, причем смесь содержит примерно от 70 до 92,5 вес.% каолиновой глины и примерно от 7,5 до 30 вес.% прокаленной диатомитовой земли. 20. Проппант по п.11, отличающийся тем, что изготовлен из смеси, содержащей прокаленную, частично прокаленную и непрокаленную каолиновую глину и прокаленную диатомитовую землю, причем смесь содержит примерно от 80 до 90 вес.% каолиновой глины и примерно от 10 до 20 вес.% прокаленной диатомитовой земли. 21. Проппант по п.11, отличающийся тем, что изготовлен из смеси, содержащей прокаленную, частично прокаленную или непрокаленную каолиновую глину, прокаленную диатомитовую землю и обожженную каолиновую глину, причем смесь содержит примерно от 75 до 90 вес.% каолиновой глины, примерно от 5 до 10 вес.% прокаленной диатомитовой земли и примерно от 5 до 15 вес.% обожженной каолиновой глины.