Obsah
- Čo je hydraulické štiepenie?
- Prísady do hydraulického štiepenia
- Prísady znižujúce trenie (slickwater)
- Ostatné doplnkové látky a propanty
- Frakčné tekutiny sa menia z jednej hry na druhú
- Riedenie a neutralizácia doplnkových látok
Kvapaliny na hydraulické štiepenie: V kvapalinách na hydraulické štiepenie sa používa široká škála chemických prísad. Zahŕňajú: zriedené kyseliny, biocídy, rozrušovače, inhibítory korózie, zosieťovadlá, reduktory trenia, gély, chlorid draselný, zachytávače kyslíka, činidlá upravujúce pH, inhibítory vodného kameňa a povrchovo aktívne látky. Tieto chemické prísady zvyčajne môžu tvoriť iba 1/2 až 2 percentá tekutiny. Zvyšných 98 až 99 1/2 percenta tekutiny je voda. Po dokončení tlakového ošetrenia sa často injektujú propanty, ako je piesok, hliníkové broky alebo keramické guľôčky, aby držali zlomeniny otvorené.
Čo je hydraulické štiepenie?
Súčasná prax pri hydraulickom štiepení nádrží bridlicového plynu je postupná čerpacia udalosť, pri ktorej sa do cieľovej bridlicovej výplne riadeným a monitorovaným spôsobom prečerpávajú milióny galónov frakčných tekutín na báze vody zmiešaných s propantnými materiálmi a zahusťovadlami. lomový tlak.
Prísady do hydraulického štiepenia
Lámacie kvapaliny používané na stimulovanie bridlicového plynu pozostávajú predovšetkým z vody, ale tiež obsahujú rôzne prísady. Počet chemických prísad použitých pri typickom spracovaní zlomenín sa líši v závislosti od podmienok konkrétnej fraktúry.
Pri typickom spracovaní zlomenín sa použijú veľmi nízke koncentrácie 3 až 12 prísadových chemikálií v závislosti od charakteristík fraktúry vody a bridlicovej formácie. Každý komponent slúži špecifickému účelu.
Prísady znižujúce trenie (slickwater)
Prevažujúcimi tekutinami, ktoré sa v súčasnosti používajú na ošetrenie zlomenín v plynových bridlíc, sú lomové kvapaliny na báze vody zmiešané s prísadami znižujúcimi trenie (nazývané kalová voda). Pridanie reduktorov trenia umožňuje čerpanie štiepiacich tekutín a propantu do cieľovej zóny vyššou rýchlosťou a zníženým tlakom, ako keby sa použila voda samotná.
Toto video zobrazuje zariadenie, materiály a postupy použité v procese hydraulického štiepenia. Vzťahuje sa na použitie hydraulického štiepenia kombinovaného s horizontálnym vŕtaním pri vývoji vrtu zemného plynu v bridlicovej oblasti bohatej na organické látky. Bol pripravený spoločnosťou Chesapeake Energy.
Ostatné doplnkové látky a propanty
Okrem látok znižujúcich trenie patria medzi ďalšie prísady: biocídy na zabránenie rastu mikroorganizmov a na zníženie biologického znečistenia zlomenín; lapače kyslíka a iné stabilizátory na zabránenie korózie kovových rúrok; a kyseliny, ktoré sa používajú na odstránenie poškodenia vŕtacieho bahna v oblasti blízko vrtu. Tieto tekutiny sa používajú nielen na vytváranie zlomenín vo formácii, ale tiež na nesenie propinačného činidla (často kremičitého piesku alebo sintrovaného bauxitu), ktorý sa ukladá v indukovaných zlomeninách.
Zloženie lomovej tekutiny sa líši v závislosti od geologickej nádrže alebo útvaru. Zoznam potenciálnych doplnkových látok je uvedený v tabuľke 1. Vyhodnotenie relatívnych objemov zložiek frakčnej kvapaliny odhalí relatívne malý objem prítomných prísad. Celková koncentrácia prísad vo väčšine tekutín na štiepenie vody je relatívne konzistentná od 0,5% do 2%, pričom voda tvorí 98% až 99,5%.
Toto video zobrazuje zariadenie, materiály a postupy použité v procese hydraulického štiepenia.Vzťahuje sa na použitie hydraulického štiepenia kombinovaného s horizontálnym vŕtaním pri vývoji vrtu zemného plynu v bridlicovej oblasti bohatej na organické látky. Bol pripravený spoločnosťou Chesapeake Energy.
Frakčné tekutiny sa menia z jednej hry na druhú
Pretože zloženie každej štiepnej kvapaliny sa líši v závislosti od konkrétnych potrieb každej oblasti, neexistuje objemový vzorec pre objemy pre každú prísadu. Pri klasifikácii lomných tekutín a ich prísad je dôležité si uvedomiť, že spoločnosti poskytujúce služby, ktoré tieto prísady poskytujú, vyvinuli množstvo zlúčenín s podobnými funkčnými vlastnosťami, ktoré sa majú použiť na ten istý účel v rôznych prostrediach vrtov.
Rozdiel medzi aditívnymi formuláciami môže byť taký malý ako zmena v koncentrácii konkrétnej zlúčeniny. Aj keď priemysel hydraulického štiepenia môže obsahovať množstvo zlúčenín, ktoré sa môžu použiť v kvapaline na hydraulické štiepenie, pri každom jednom štiepení by sa použilo iba niekoľko dostupných prísad. Nie je neobvyklé, že niektoré recepty na fraktúry vynechajú niektoré kategórie zlúčenín, ak ich vlastnosti nie sú potrebné pre konkrétnu aplikáciu.
Väčšina priemyselných procesov používa chemikálie a takmer akákoľvek chemikália môže byť nebezpečná v dostatočnom množstve alebo pri nesprávnej manipulácii. Nebezpečné môžu byť dokonca aj chemikálie, ktoré sa dostanú do nášho jedla alebo pitnej vody. Napríklad zariadenia na úpravu pitnej vody používajú veľké množstvo chlóru. Pri správnom použití a zaobchádzaní s nimi je to bezpečné pre pracovníkov a blízkych obyvateľov a poskytuje pre komunitu čistú a bezpečnú pitnú vodu.
Aj keď je riziko nízke, existuje potenciál pre neplánované úniky, ktoré by mohli mať vážne účinky na ľudské zdravie a životné prostredie. Z rovnakého dôvodu sa pri hydraulickom štiepení používa množstvo chemických prísad, ktoré by mohli byť nebezpečné, ale pri bezpečnom zaobchádzaní s nimi v súlade s požiadavkami a dlhodobými priemyselnými postupmi sú bezpečné. Okrem toho sú mnohé z týchto prísad bežné chemikálie, s ktorými sa ľudia pravidelne stretávajú v každodennom živote.
Riedenie a neutralizácia doplnkových látok
Tabuľka 1 poskytuje zhrnutie prísad, ich hlavných zlúčenín, dôvod použitia prísady v hydraulickej štiepiacej tekutine a niektoré ďalšie bežné použitia týchto zlúčenín. Kyselina chlorovodíková (HCI) je najväčšou kvapalnou zložkou používanou v štiepiacej tekutine okrem vody; zatiaľ čo koncentrácia kyseliny sa môže meniť, typická koncentrácia je 15% HCI. Zmes 15% HCl sa skladá z 85% vody a 15% kyseliny, preto sa objem kyseliny zriedi 85% vodou v jej zásobnom roztoku pred tým, ako sa načerpá do formácie v priebehu spracovania fraktúrovaním.
Po vstreknutí celého stupňa štiepiacej kvapaliny bol celkový objem kyseliny v príkladnej štiepiacej tekutine z bridlice Fayetteville 0,123%, čo naznačuje, že tekutina bola zriedená faktorom 122-krát predtým, ako bola čerpaná do formácie. Koncentrácia tejto kyseliny sa bude naďalej riediť, pretože je ďalej dispergovaná v ďalších objemoch vody, ktoré môžu byť prítomné v podpovrchovej vrstve. Ďalej, ak táto kyselina príde do styku s uhličitanovými minerálmi na povrchu, bola by neutralizovaná chemickou reakciou s uhličitanovými minerálmi za vzniku vody a oxidu uhličitého ako vedľajšieho produktu reakcie.