תוֹכֶן
- מה זה שבר הידראולי?
- תוספי שבר הידראוליים
- תוספים להפחתת חיכוך (Slickwater)
- תוספות ופרופסורים אחרים
- שברירי נוזלים משתנים ממשחק אחד למשנהו
- דילול ונטרול תוספים
נוזלים שבירים הידראוליים: מגוון רחב של תוספים כימיים משמשים בנוזלי שבר הידראוליים. הם כוללים: חומצות מדוללות, ביוצידנים, שוברים, מעכבי קורוזיה, חוצצים, מקטינים חיכוכים, ג'לים, אשלגן כלוריד, נבלות חמצן, חומרים להתאמת pH, מעכבי בקנה מידה וחומרים פעילי שטח. תוספים כימיים אלה בדרך כלל עשויים להכין רק 1/2 עד 2 אחוז מהנוזל. הנותרים 98 עד 99 1/2 אחוז מהנוזל הם מים. נוזלים כמו חול, זריקת אלומיניום או חרוזי קרמיקה מוזרקים לעיתים קרובות כדי לשמור על שברים פתוחים לאחר סיום הטיפול בלחץ.
מה זה שבר הידראולי?
הנוהג הנוכחי לטיפולי שברים הידראוליים של מאגרי גז פצלים הוא להחיל אירוע שאיבה ברצף בו מיליוני גלונים של נוזלי שבר על בסיס מים מעורבבים עם חומרים תומכים וסוכני עיבוי נשאבים בצורה מבוקרת ומפוקחת אל היווצרות פצלי היעד שלמעלה לחץ שבר.
תוספי שבר הידראוליים
נוזלי השבר המשמשים לגירויים מפצלי גז מורכבים בעיקר ממים אך כוללים גם מגוון תוספים. מספר התוספים הכימיים המשמשים לטיפול בשבר טיפוסי משתנה בהתאם לתנאי השבר הספציפי המופרך.
טיפול בשברים טיפוסי ישתמש בריכוזים נמוכים מאוד של בין 12 ל- 12 כימיקלים תוספים, תלוי במאפייני המים ובתצורת פצלי השבר. כל רכיב משרת מטרה ספציפית ומהונדסת.
תוספים להפחתת חיכוך (Slickwater)
הנוזלים השולטים כיום המשמשים לטיפולי שברים במחזורי פצלי הגז הם נוזלי שבר על בסיס מים המעורבים בתוספים המפחיתים את החיכוך (נקראים מים חלקיקים). תוספת של מקטיני חיכוך מאפשרת לשאוב נוזלי שבר ופרופסור לאזור המטרה בקצב גבוה יותר ולחץ מופחת מאשר אם משתמשים במים בלבד.
סרטון זה ממחיש את הציוד, החומרים והנהלים המשמשים בתהליך השבר ההידראולי. זה חל על שימוש בשברים הידראוליים בשילוב קידוח אופקי בפיתוח באר גז טבעי בצלחת אורגנית עשירה. זה הוכן על ידי צ'סאפק אנרגיה.
תוספות ופרופסורים אחרים
בנוסף להפחתת החיכוך, תוספים אחרים כוללים: ביוצידנים למניעת צמיחת מיקרואורגניזם ולהפחתת עיבוד ביולוגי של השברים; נבלות חמצן ומייצבים אחרים למניעת קורוזיה של צינורות מתכת; וחומצות המשמשות להסרת נזקי בוץ קידוח באזור הקידוח הקרוב. נוזלים אלה משמשים לא רק ליצירת השברים בתצורה אלא גם לשאת סוכן חיזוק (לעיתים קרובות חול סיליקה או בוקסיט מסונן) המופקד בשברים המושרים.
איפור נוזל השבר משתנה מאגן גיאולוגי אחד או היווצרותו לאחרת. רשימה של תוספים פוטנציאליים ניתנת בטבלה 1. הערכת הנפחים היחסיים של רכיבי נוזל השבר מגלה את נפח התוספים הקטן יחסית שקיים. בסך הכל, ריכוז התוספים ברוב נוזלי השבר המלוכלכים הוא 0.5% עד 2% עקביים יחסית, כאשר המים מהווים 98% עד 99.5%.
סרטון זה ממחיש את הציוד, החומרים והנהלים המשמשים בתהליך השבר ההידראולי.זה חל על שימוש בשברים הידראוליים בשילוב קידוח אופקי בפיתוח באר גז טבעי בצלחת אורגנית עשירה. זה הוכן על ידי צ'סאפק אנרגיה.
שברירי נוזלים משתנים ממשחק אחד למשנהו
מכיוון שהאיפור של כל נוזל השבר משתנה בהתאם לצרכים הספציפיים של כל אזור, אין נוסחה אחת שמתאימה לכל גודל לנפחים של כל תוסף. בסיווג נוזלי השבר והתוספים שלהם חשוב להבין כי חברות שירות המספקות תוספים אלה פיתחו מספר תרכובות בעלות תכונות פונקציונליות דומות שישמשו לאותה מטרה בסביבות באר שונות.
ההבדל בין פורמולות תוספות עשוי להיות קטן כמו שינוי בריכוז של תרכובת ספציפית. למרות שבתעשיית השברים ההידראוליים עשויים להיות מספר תרכובות בהן ניתן להשתמש בנוזל שבירה הידראולי, כל עבודת שבירה בודדת תשתמש רק בכמה מהתוספים הזמינים. אין זה נדיר שחלק מהמתכונים לשברים מבטלים קטגוריות מורכבות אם תכונותיהם אינן נדרשות ליישום הספציפי.
מרבית התהליכים התעשייתיים משתמשים בכימיקלים וכמעט כל כימיקלים יכולים להיות מסוכנים בכמויות גדולות מספיק או אם לא מטפלים בהן כראוי. אפילו כימיקלים שנכנסים למזון או למי השתייה שלנו עלולים להיות מסוכנים. לדוגמה, במפעלים לטיפול במי שתייה משתמשים בכמויות גדולות של כלור. כאשר משתמשים בהם ומטפלים כראוי, הם בטוחים לעובדים ולתושבים קרובים ומספקים מי שתייה נקיים ובטוחים לקהילה.
למרות שהסיכון הוא נמוך, הפוטנציאל קיים לשחרורים לא מתוכננים שעלולים להשפיע לרעה על בריאות האדם ועל הסביבה. באותה מידה, שבר הידראולי משתמש במספר תוספים כימיים שעלולים להיות מסוכנים, אך הם בטוחים כאשר מטפלים בהם כראוי על פי הדרישות ונהלי התעשייה הוותיקים. בנוסף, רבים מהתוספים הללו הם כימיקלים נפוצים שאנשים נתקלים בהם באופן קבוע בחיי היומיום.
דילול ונטרול תוספים
טבלה 1 מספקת סיכום של התוספים, התרכובות העיקריות שלהם, הסיבה לכך שהתוסף משמש בנוזל שבר הידראולי, וכמה מהשימושים הנפוצים האחרים לתרכובות אלה. חומצה הידרוכלורית (HCl) היא המרכיב הנוזלי היחיד הגדול ביותר המשמש בנוזל שבר בצד מים; בעוד שריכוז החומצה עשוי להשתנות, תערובת HCl של 15% היא ריכוז אופייני. תערובת של 15% HCl מורכבת מ 85% מים ו 15% חומצה, לכן נפח החומצה מדולל ב 85% במים בתמיסת המניה שלה לפני שהיא נשאבת לתבנית במהלך טיפול בשבר.
לאחר שהוזרם כל שלב נוזל השבר, נפח החומצה הכולל בנוזל שבר לדוגמא מפצלי פייטוויל היה 0.123%, מה שמלמד על כך שהנוזל מדולל על ידי גורם של 122 פעמים לפני שהוא נשאב לתצורה. ריכוז חומצה זו ימשיך להיות מדולל שכן הוא מפוזר עוד יותר בנפחי מים נוספים העשויים להיות מתחת לפני השטח. יתר על כן, אם חומצה זו באה במגע עם מינרלים קרבונטים מתחת לפני השטח, היא תנטרל על ידי תגובה כימית עם המינרלים הפחמוניים המייצרים מים ופחמן דו חמצני כתוצר לוואי של התגובה.