Obsah
- Co je to hydraulické štěpení?
- Aditiva na hydraulické štěpení
- Přísady snižující tření (slickwater)
- Ostatní aditiva a propanty
- Frakční tekutiny se mění z jedné hry na druhou
- Ředění a neutralizace aditiv
Kapaliny pro hydraulické štěpení: V kapalinách pro hydraulické štěpení se používá celá řada chemických přísad. Zahrnují: zředěné kyseliny, biocidy, rozrušovače, inhibitory koroze, zesíťovadla, reduktory tření, gely, chlorid draselný, zachycovače kyslíku, činidla upravující pH, inhibitory měřítka a povrchově aktivní látky. Tyto chemické přísady obvykle mohou tvořit jen 1/2 až 2 procenta tekutiny. Zbývajících 98 až 99 1/2 procenta tekutiny je voda. Propanty, jako je písek, hliníkové broky nebo keramické kuličky, jsou často vstřikovány, aby udržely zlomeniny otevřené po dokončení tlakového ošetření.
Co je to hydraulické štěpení?
Současná praxe pro hydraulické štěpení nádrží břidlicového plynu je postupná čerpací událost, při které jsou miliony galonů frakčních tekutin na vodní bázi smíchaných s propantními materiály a zahušťovadly čerpány kontrolovaným a monitorovaným způsobem do cílové tvorby břidlic výše lomový tlak.
Aditiva na hydraulické štěpení
Tekuté kapaliny používané ke stimulaci břidlicového plynu se skládají především z vody, ale zahrnují také různé přísady. Počet chemických přísad používaných při typické léčbě zlomenin se liší v závislosti na podmínkách specifické fraktury.
Typické ošetření zlomenin bude používat velmi nízké koncentrace mezi 3 a 12 aditivními chemikáliemi v závislosti na vlastnostech vody a břidlicové formaci břidlic. Každá součást slouží ke konkrétnímu účelu.
Přísady snižující tření (slickwater)
Převládajícími tekutinami, které se v současné době používají při lomových pracích v plynových břidlicových hrách, jsou frakční kapaliny na bázi vody smíchané s přísadami snižujícími tření (nazývané kalová voda). Přidání reduktorů tření umožňuje, aby byly frakční tekutiny a propant čerpány do cílové zóny rychleji a za sníženého tlaku, než kdyby byla použita samotná voda.
Toto video ilustruje zařízení, materiály a postupy použité v procesu hydraulického štěpení. Vztahuje se na použití hydraulického štěpení kombinovaného s horizontálním vrtáním při vývoji studny na zemní plyn v břidlici bohaté na organické látky. Byl připraven společností Chesapeake Energy.
Ostatní aditiva a propanty
Kromě omezovačů tření zahrnují další přísady: biocidy, které zabraňují růstu mikroorganismů a snižují biologické znečištění zlomenin; lapače kyslíku a jiné stabilizátory, které zabraňují korozi kovových trubek; a kyseliny, které se používají k odstranění poškození vrtného bahna v oblasti blízké vrtu. Tyto tekutiny se používají nejen k vytvoření zlomenin ve formaci, ale také k nesení podpůrného činidla (často křemičitého písku nebo sintrovaného bauxitu), který je uložen v indukovaných zlomeninách.
Tvorba lomové tekutiny se liší od jedné geologické pánve nebo formace k druhé. Seznam potenciálních přísad je uveden v tabulce 1. Vyhodnocení relativních objemů složek frakční tekutiny odhalí relativně malý objem přísad, které jsou přítomny. Celkově je koncentrace aditiv ve většině tekutin na lomování vody relativně konzistentní 0,5% až 2%, přičemž voda tvoří 98% až 99,5%.
Toto video ilustruje zařízení, materiály a postupy použité v procesu hydraulického štěpení.Vztahuje se na použití hydraulického štěpení kombinovaného s horizontálním vrtáním při vývoji studny na zemní plyn v břidlici bohaté na organické látky. Byl připraven společností Chesapeake Energy.
Frakční tekutiny se mění z jedné hry na druhou
Protože složení každé frakční kapaliny se mění v závislosti na specifických potřebách každé oblasti, neexistuje žádný objemový vzorec pro objemy pro každou přísadu. Při klasifikaci lomných tekutin a jejich aditiv je důležité si uvědomit, že servisní společnosti, které tyto aditiva poskytují, vyvinuly řadu sloučenin s podobnými funkčními vlastnostmi, které se používají pro stejný účel v různých prostředích vrtu.
Rozdíl mezi aditivními formulacemi může být malý jako změna koncentrace konkrétní sloučeniny. Ačkoli průmysl hydraulického štěpení může obsahovat řadu sloučenin, které mohou být použity v kapalině pro hydraulické štěpení, jakákoli jediná práce při štěpení by používala pouze několik dostupných přísad. U některých receptů na fraktury není neobvyklé vynechat některé kategorie sloučenin, pokud jejich vlastnosti nejsou pro konkrétní aplikaci vyžadovány.
Většina průmyslových procesů používá chemikálie a téměř jakákoli chemikálie může být nebezpečná v dostatečném množství, nebo pokud nebude správně zacházeno. Nebezpečné mohou být dokonce i chemikálie, které vstupují do našich potravin nebo pitné vody. Například úpravny pitné vody používají velké množství chloru. Při správném používání a manipulaci s nimi je to bezpečné pro pracovníky a obyvatele v blízkém okolí a poskytuje čistou a bezpečnou pitnou vodu pro komunitu.
Přestože je riziko nízké, existuje potenciál pro neplánované úniky, které by mohly mít závažné účinky na lidské zdraví a životní prostředí. Stejně tak hydraulické štěpení používá řadu chemických přísad, které by mohly být nebezpečné, ale jsou bezpečné, pokud se s nimi správně zachází v souladu s požadavky a dlouholetými průmyslovými postupy. Navíc, mnoho z těchto přísad jsou běžné chemikálie, s nimiž se lidé pravidelně setkávají v každodenním životě.
Ředění a neutralizace aditiv
Tabulka 1 uvádí shrnutí přísad, jejich hlavních sloučenin, důvod, proč se přísada používá v hydraulické frakční tekutině, a některá další běžná použití těchto sloučenin. Kyselina chlorovodíková (HCI) je jedinou největší kapalnou složkou používanou ve frakční tekutině mimo vodu; zatímco koncentrace kyseliny se může lišit, typická koncentrace je směs 15% HC1. Směs 15% HC1 je složena z 85% vody a 15% kyseliny, proto je objem kyseliny zředěn vodou ve svém zásobním roztoku 85% před tím, než je načerpán do formace během zpracování frakturou.
Jakmile byla injikována celá fáze frakční tekutiny, celkový objem kyseliny v příkladné frakční tekutině z břidlice Fayetteville byl 0,123%, což naznačuje, že tekutina byla zředěna faktorem 122krát před tím, než byla čerpána do formace. Koncentrace této kyseliny bude nadále zředěna, protože je dále dispergována v dalších objemech vody, které mohou být přítomny v podpovrchu. Dále, pokud tato kyselina přijde do styku s uhličitanovými minerály v podpovrchu, byla by neutralizována chemickou reakcí s uhličitanovými minerály, které vytvářejí vodu a oxid uhličitý jako vedlejší produkt reakce.