NộI Dung
- Bẻ gãy thủy lực là gì?
- Phụ gia bẻ gãy thủy lực
- Phụ gia giảm ma sát (Slickwater)
- Phụ gia và Proppants khác
- Gãy chất lỏng Thay đổi từ trò chơi này sang trò chơi khác
- Pha loãng và trung hòa các chất phụ gia
Chất lỏng thủy lực bẻ gãy: Một loạt các chất phụ gia hóa học được sử dụng trong chất lỏng thủy lực bẻ gãy. Chúng bao gồm: axit loãng, chất diệt khuẩn, chất phá vỡ, chất ức chế ăn mòn, chất liên kết ngang, chất làm giảm ma sát, gel, kali clorua, chất tẩy oxy, chất điều chỉnh pH, chất ức chế quy mô và chất hoạt động bề mặt. Các chất phụ gia hóa học này thường có thể chỉ chiếm 1/2 đến 2 phần trăm chất lỏng. 98 đến 99 1/2 phần trăm chất lỏng còn lại là nước. Các sản phẩm đầu ra như cát, nhôm bắn hoặc hạt gốm thường được tiêm để giữ gãy xương sau khi xử lý áp lực hoàn tất.
Bẻ gãy thủy lực là gì?
Thực tiễn hiện nay đối với phương pháp xử lý nứt thủy lực của các hồ chứa khí đá phiến là áp dụng một sự kiện bơm tuần tự trong đó hàng triệu gallon chất lỏng nứt vỡ nước trộn với vật liệu proppant và chất làm đặc được bơm theo cách thức được kiểm soát và theo dõi vào sự hình thành đá phiến mục tiêu ở trên áp lực gãy xương.
Phụ gia bẻ gãy thủy lực
Các chất lỏng nứt vỡ được sử dụng để kích thích đá phiến khí bao gồm chủ yếu là nước nhưng cũng bao gồm nhiều loại phụ gia. Số lượng phụ gia hóa học được sử dụng trong điều trị gãy xương điển hình khác nhau tùy thuộc vào các điều kiện của giếng bị vỡ cụ thể.
Một phương pháp điều trị gãy xương điển hình sẽ sử dụng nồng độ rất thấp từ 3 đến 12 hóa chất phụ gia tùy thuộc vào đặc tính của nước và sự hình thành đá phiến bị phá vỡ. Mỗi thành phần phục vụ một mục đích cụ thể, thiết kế.
Phụ gia giảm ma sát (Slickwater)
Các chất lỏng chiếm ưu thế hiện đang được sử dụng để điều trị gãy xương trong các trò chơi đá phiến khí là chất lỏng nứt nẻ dựa trên nước trộn với các chất phụ gia làm giảm ma sát (gọi là slickwater). Việc bổ sung các bộ giảm ma sát cho phép chất lỏng nứt vỡ và đầu ra được bơm đến vùng mục tiêu với tốc độ cao hơn và giảm áp suất so với khi chỉ sử dụng nước.
Video này minh họa các thiết bị, vật liệu và quy trình được sử dụng trong quá trình thủy lực bẻ gãy. Nó áp dụng cho việc sử dụng thủy lực bẻ gãy kết hợp với khoan ngang trong quá trình phát triển giếng khí tự nhiên trong đá phiến giàu hữu cơ. Nó được chuẩn bị bởi Chesapeake Energy.
Phụ gia và Proppants khác
Ngoài các chất làm giảm ma sát, các chất phụ gia khác bao gồm: chất diệt khuẩn để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và làm giảm quá trình sinh học của các vết nứt; dụng cụ nhặt oxy và chất ổn định khác để chống ăn mòn ống kim loại; và các axit được sử dụng để loại bỏ thiệt hại bùn khoan trong khu vực gần giếng. Những chất lỏng này không chỉ được sử dụng để tạo ra các vết nứt trong quá trình hình thành mà còn mang một tác nhân propping (thường là cát silic hoặc bauxite thiêu kết) được lắng đọng trong các gãy xương gây ra.
Thành phần của chất lỏng nứt vỡ thay đổi từ một lưu vực địa chất hoặc sự hình thành khác. Một danh sách các chất phụ gia tiềm năng được đưa ra trong Bảng 1. Đánh giá khối lượng tương đối của các thành phần của chất lỏng nứt cho thấy khối lượng phụ gia tương đối nhỏ có mặt. Nhìn chung, nồng độ của các chất phụ gia trong hầu hết các chất lỏng nứt vỡ nước là tương đối phù hợp 0,5% đến 2% với nước chiếm từ 98% đến 99,5%.
Video này minh họa các thiết bị, vật liệu và quy trình được sử dụng trong quá trình thủy lực bẻ gãy.Nó áp dụng cho việc sử dụng thủy lực bẻ gãy kết hợp với khoan ngang trong quá trình phát triển giếng khí tự nhiên trong đá phiến giàu hữu cơ. Nó được chuẩn bị bởi Chesapeake Energy.
Gãy chất lỏng Thay đổi từ trò chơi này sang trò chơi khác
Bởi vì cấu tạo của mỗi chất lỏng nứt khác nhau để đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng khu vực, không có công thức một kích cỡ phù hợp cho tất cả các khối lượng cho mỗi phụ gia. Trong việc phân loại chất lỏng nứt và chất phụ gia của chúng, điều quan trọng là phải nhận ra rằng các công ty dịch vụ cung cấp các chất phụ gia này đã phát triển một số hợp chất có tính chất chức năng tương tự được sử dụng cho cùng một mục đích trong các môi trường giếng khác nhau.
Sự khác biệt giữa các công thức phụ gia có thể nhỏ như sự thay đổi nồng độ của một hợp chất cụ thể. Mặc dù ngành công nghiệp thủy lực bẻ gãy có thể có một số hợp chất có thể được sử dụng trong chất lỏng thủy lực bẻ gãy, bất kỳ công việc bẻ gãy đơn lẻ nào cũng chỉ sử dụng một vài chất phụ gia có sẵn. Không có gì lạ khi một số công thức bẻ khóa bỏ qua một số loại hợp chất nếu các thuộc tính của chúng không được yêu cầu cho ứng dụng cụ thể.
Hầu hết các quy trình công nghiệp sử dụng hóa chất và hầu như bất kỳ hóa chất nào cũng có thể nguy hiểm với số lượng đủ lớn hoặc nếu không được xử lý đúng cách. Ngay cả các hóa chất đi vào thực phẩm hoặc nước uống của chúng ta cũng có thể nguy hiểm. Ví dụ, các nhà máy xử lý nước uống sử dụng lượng lớn clo. Khi được sử dụng và xử lý đúng cách, nó an toàn cho công nhân và người dân gần đó và cung cấp nước uống sạch, an toàn cho cộng đồng.
Mặc dù rủi ro là thấp, nhưng tiềm năng tồn tại đối với các bản phát hành ngoài dự kiến có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường. Tương tự như vậy, nứt vỡ thủy lực sử dụng một số chất phụ gia hóa học có thể gây nguy hiểm, nhưng an toàn khi được xử lý đúng theo yêu cầu và thực tiễn công nghiệp lâu đời. Ngoài ra, nhiều chất phụ gia này là những hóa chất phổ biến mà mọi người thường gặp trong cuộc sống hàng ngày.
Pha loãng và trung hòa các chất phụ gia
Bảng 1 cung cấp tóm tắt về các chất phụ gia, các hợp chất chính của chúng, lý do phụ gia được sử dụng trong chất lỏng thủy lực bẻ gãy và một số cách sử dụng phổ biến khác cho các hợp chất này. Axit clohydric (HCl) là thành phần chất lỏng lớn nhất được sử dụng trong chất lỏng nứt vỡ ngoài nước; trong khi nồng độ của axit có thể thay đổi, hỗn hợp HCl 15% là nồng độ điển hình. Hỗn hợp HCl 15% bao gồm 85% nước và 15% axit, do đó, thể tích axit được pha loãng 85% với nước trong dung dịch gốc trước khi được bơm vào sự hình thành trong quá trình xử lý vết nứt.
Khi toàn bộ giai đoạn của chất lỏng nứt vỡ đã được tiêm, tổng thể tích axit trong chất lỏng nứt vỡ từ đá phiến Fayetteville là 0,125%, điều này cho thấy chất lỏng đã được pha loãng với hệ số 122 lần trước khi được bơm vào hệ tầng. Nồng độ của axit này sẽ chỉ tiếp tục được pha loãng vì nó được phân tán thêm trong các thể tích nước bổ sung có thể có trong lớp dưới bề mặt. Hơn nữa, nếu axit này tiếp xúc với các khoáng chất cacbonat ở dưới bề mặt, nó sẽ bị trung hòa bởi phản ứng hóa học với các khoáng chất cacbonat tạo ra nước và carbon dioxide như một sản phẩm phụ của phản ứng.