Conţinut
- Ce este fracturarea hidraulică?
- Aditivi de fracturare hidraulică
- Aditivii de reducere a frecării (Slickwater)
- Alți aditivi și plante
- Lichidele de fracturare variază de la un joc la altul
- Diluarea și neutralizarea aditivilor
Lichide de fracturare hidraulică: O mare varietate de aditivi chimici sunt folosiți în fluidele de fracturare hidraulică. Acestea includ: acizi diluați, biocide, ruptori, inhibitori de coroziune, reticulante, reducători de frecare, geluri, clorură de potasiu, epatatoare de oxigen, agenți de ajustare a pH-ului, inhibitori de scară și tensioactivi. Acești aditivi chimici pot constitui, de obicei, doar 1/2 până la 2 la sută din fluid. Restul de 98 până la 99 1/2% din fluid este apă. Plante precum nisip, lovitură de aluminiu sau margele ceramice sunt adesea injectate pentru a menține fracturile deschise după finalizarea tratamentului sub presiune.
Ce este fracturarea hidraulică?
Practica curentă pentru tratamente de fracturare hidraulică a rezervoarelor de gaz de șist este de a aplica un eveniment secvențial de pompare în care milioane de galoane de lichide de fracturare pe bază de apă amestecate cu materiale propanante și agenți de îngroșare sunt pompați într-o manieră controlată și monitorizată în formarea de șisturi de mai sus presiunea de fractură.
Aditivi de fracturare hidraulică
Lichidele de fracturare utilizate pentru stimularea sistului de gaz constau în principal din apă, dar includ și o varietate de aditivi. Numărul de aditivi chimici folosiți într-un tratament tipic de fractură variază în funcție de condițiile puțurilor specifice de fracturare.
Un tratament tipic de fractură va utiliza concentrații foarte mici între 3 și 12 substanțe chimice aditive, în funcție de caracteristicile apei și de formarea de șist. Fiecare componentă servește unui scop specific, proiectat.
Aditivii de reducere a frecării (Slickwater)
Lichidele predominante utilizate în prezent pentru tratamente de fractură în sistemul de șisturi de gaze sunt fluidele de fracturare pe bază de apă, amestecate cu aditivi pentru reducerea frecării (numiți apă netedă). Adăugarea reductoarelor de frecare permite pomparea lichidelor de fracturare și a proppantului în zona țintă la o rată mai mare și la o presiune redusă decât dacă s-ar folosi apă singură.
Acest videoclip ilustrează echipamentele, materialele și procedurile utilizate în procesul de fracturare hidraulică. Se aplică la fracturarea hidraulică combinată cu forajul orizontal în dezvoltarea unui puț de gaz natural într-un șist bogat în organice. A fost pregătit de Chesapeake Energy.
Alți aditivi și plante
Pe lângă reductoarele de frecare, alți aditivi includ: biocide pentru a preveni creșterea microorganismelor și pentru a reduce biofoulrea fracturilor; scavengerii de oxigen și alți stabilizatori pentru a preveni coroziunea conductelor metalice; și acizi care sunt folosiți pentru a îndepărta deteriorarea noroiului de foraj în zona aproape de puț. Aceste fluide sunt utilizate nu numai pentru a crea fracturile în formare, ci și pentru a transporta un agent de proppingere (adesea nisip de silice sau bauxită sinterizată) care este depus în fracturile induse.
Componența lichidului de fractură variază de la un bazin sau formare geologică la alta. O listă de aditivi potențiali este prezentată în tabelul 1. Evaluarea volumelor relative ale componentelor unui fluid de fracturare relevă un volum relativ redus de aditivi care sunt prezenți. În general, concentrația de aditivi în majoritatea fluidelor de fracturare a apei netede este relativ consistentă între 0,5% și 2%, iar apa constituie 98% până la 99,5%.
Acest videoclip ilustrează echipamentele, materialele și procedurile utilizate în procesul de fracturare hidraulică.Se aplică la fracturarea hidraulică combinată cu forajul orizontal în dezvoltarea unui puț de gaz natural într-un șist bogat în organice. A fost pregătit de Chesapeake Energy.
Lichidele de fracturare variază de la un joc la altul
Deoarece componența fiecărui fluid de fracturare variază pentru a satisface nevoile specifice ale fiecărei zone, nu există o formulă unică pentru toate aditivele. În clasificarea fluidelor de fracturare și a aditivilor acestora, este important să ne dăm seama că companiile de servicii care furnizează acești aditivi au dezvoltat o serie de compuși cu proprietăți funcționale similare, pentru a fi utilizați în același scop în medii diferite de puțuri.
Diferența dintre formulările aditive poate fi la fel de mică ca o modificare a concentrației unui compus specific. Deși industria de fracturare hidraulică poate avea o serie de compuși care pot fi folosiți într-un fluid de fracturare hidraulică, orice lucrare de fracturare unică ar folosi doar câțiva dintre aditivii disponibili. Nu este neobișnuit ca unele rețete de fracturare să omită unele categorii de compuși dacă proprietățile lor nu sunt necesare pentru aplicația specifică.
Majoritatea proceselor industriale folosesc substanțe chimice și aproape orice substanță chimică poate fi periculoasă în cantități suficient de mari sau dacă nu este manipulată corect. Chiar și substanțele chimice care intră în alimentele noastre sau apa potabilă pot fi periculoase. De exemplu, stațiile de tratare a apei potabile folosesc cantități mari de clor. Atunci când este utilizat și manipulat în mod corespunzător, acesta este sigur pentru muncitori și locuitori din apropiere și oferă apă potabilă curată și sigură pentru comunitate.
Deși riscul este scăzut, potențialul există pentru versiuni neplanificate care ar putea avea efecte grave asupra sănătății umane și asupra mediului. În același timp, fracturarea hidraulică folosește o serie de aditivi chimici care ar putea fi periculoși, dar sunt în siguranță atunci când sunt manevrați corespunzător în conformitate cu cerințele și practicile îndelungate ale industriei. În plus, mulți dintre acești aditivi sunt substanțe chimice comune pe care oamenii le întâlnesc în mod regulat în viața de zi cu zi.
Diluarea și neutralizarea aditivilor
Tabelul 1 oferă un rezumat al aditivilor, compușii principali ai acestora, motivul pentru care aditivul este utilizat într-un fluid de fracturare hidraulic și unele dintre celelalte utilizări comune pentru acești compuși. Acidul clorhidric (HCl) este cea mai mare componentă lichidă folosită într-un fluid de fracturare în afară de apă; în timp ce concentrația acidului poate varia, un amestec de 15% HCl este o concentrație tipică. Un amestec de 15% HCl este compus din 85% apă și 15% acid, prin urmare, volumul de acid este diluat cu 85% cu apă în soluția sa de stoc înainte de a fi pompat în formație în timpul unui tratament de fracturare.
Odată ce s-a injectat întreaga etapă a fluidului de fracturare, volumul total de acid într-un exemplu de fracturare a fluidului din sistul Fayetteville a fost de 0,123%, ceea ce indică faptul că fluidul a fost diluat cu un factor de 122 ori înainte de a fi pompat în formație. Concentrația acestui acid va continua să fie diluată, deoarece este mai mult dispersată în volume suplimentare de apă, care pot fi prezente în subsol. Mai mult, dacă acest acid intră în contact cu mineralele carbonatate din subsol, acesta ar fi neutralizat prin reacția chimică cu mineralele carbonatate care produc apă și dioxid de carbon ca produs secundar al reacției.