Tartalom
- Ütésálló homok olaj- és gázkúthoz
- Hogyan kell használni a Frac Sandot?
- A Frac Sand mint „támaszpont”
- Milyen típusú homok?
- Frac homokfeldolgozó üzemek
- Hol gyártják és használják a Frac Sandot?
- Frac Sand források és árak
- Szinterelt bauxit támaszkodók
Frac homok: A töréshomok (jobb oldalon) és a hasonló szemcseméretű tipikus homok (bal oldalon) közeli képe. Vegye figyelembe, hogy a töréshomok szemcsemérete egységesebb, szépen lekerekített formájú és egyenletes összetételű. Ez egy nagyon kemény anyag, amely ellenáll akár néhány tonna / hüvelyk nyomásig. A képen látható szemek mérete körülbelül 0,50 mm.
Frac homok előállítása: Ez a táblázat szemlélteti a törmelékhomok termelésének látványos növekedését az Egyesült Államokban. Az Egyesült Államok Földtani Survey Minerals Yearbooks-i adatai, 2005-2015.
Ütésálló homok olaj- és gázkúthoz
A "Frac sand" egy nagyon tiszta kvarc homok, nagyon tartós és nagyon kerek szemcsékkel. Összetörésgátló anyag, amelyet a kőolajipar számára gyártanak. A hidraulikus repesztési eljárásban ("frakkolás" néven) kőolaj folyadékok, például olaj, földgáz és földgáz folyadékok előállítására használják kőzet egységekből, amelyeknek nincs megfelelő pórus helye a folyadékok kútba történő áramlásához. A legtöbb frac-homok természetes anyag, nagy tisztaságú homokkőből készül. Alternatív termék a szinterelt bauxitból készült kerámia gyöngy vagy az alumíniumból készült kicsi fémgyöngy.
A törmelék-homok iránti kereslet az elmúlt években felrobbant, mivel a hidraulikus repesztési folyamat segítségével több ezer olaj- és földgázkút stimulálódik. (Lásd a termelési diagramot.) Az egyik kút hidraulikus repesztése néhány ezer tonna homokot igényelhet. A speciális fúrások e hullámai rendkívül rövid idő alatt milliárd dolláros frac-homokipart hoztak létre. 2005 és 2015 között drasztikusan megnőtt az olaj- és gázipar által használt törmelékhomok mennyisége.
Frac sand video: Az USA Silica által készített videó, amely bemutatja a kiváló minőségű frac-homok tulajdonságait.
Hogyan kell használni a Frac Sandot?
Egyes felszín alatti kőzetek, például a szerves pala, nagy mennyiségben tartalmaznak olajat, földgázt vagy földgáz folyadékokat, amelyek nem folynak szabadon a kútba. Nem kerülnek kútba, mert a kőzet vagy nem rendelkezik permeabilitással (összekapcsolt pórusterek), vagy a kő pórus terei olyan kicsik, hogy ezek a folyadékok nem tudnak átfolyni rajtuk.
A hidraulikus repesztési folyamat ezt a problémát oldja meg azzal, hogy töréseket generál a kőzetben. Ennek célja egy kút fúrása a kőzetbe, a kút egy részének lezárása az olajhordozó zónában, és nagy nyomás alatt a víz pumpálása a kút ezen részébe. Ezt a vizet általában vegyi anyagokkal és sűrítőkkel, például guargumival kezelik, hogy viszkózus gélt kapjanak. Ez a gél megkönnyíti a víz képességét, hogy szétválasztva töréshomok szemét hordozza.
A Föld felszínén lévő nagy szivattyúk növelik a víznyomást a kút lezárt részében, amíg ez nem elég magas ahhoz, hogy meghaladja a környező sziklák törési pontját. Amikor elérték a törési pontot, hirtelen törnek, és a víz gyorsan a törésekbe siet, felfújva őket, és mélyebben kiterjesztve a sziklába. Ez a hirtelen vízforrás milliárdnyi homokszemcsét vezet be mélyen a törésekbe. Egy-egy kút stimulálásához néhány ezer tonna törmelék-homok szükséges.
Frac sand video: Az USA Silica által készített videó, amely bemutatja a kiváló minőségű frac-homok tulajdonságait.
Hidraulikus repesztés: A földgázkút egyszerűsített vázlata, amelyet vízszintes fúrással építettek a Marcellus palán keresztüli behatolás hosszának növelése érdekében. A hidraulikus repesztést általában a kút vízszintes részében végzik, hogy ösztönözzék a gáz áramlását a palaból. Ezt a kútkonfigurációt használják az Egyesült Államok palaglejátszásaiban.
A Frac Sand mint „támaszpont”
Amikor a szivattyúkat kikapcsolják, a törések leereszkednek, de nem záródnak be teljesen - mert milliárd darab töréshomok nyitja meg őket. Ez csak akkor fordul elő, ha elegendő mennyiségű homokszemcsét szállítottak be a kőzetbe, hogy ellenálljanak a záró törések erőinek.
A kőzetben lévő új törések, amelyeket a tartós homok szemcsék nyitnak meg, pórus térhálót alkotnak, amely lehetővé teszi, hogy a kőzetből kőolajfolyadékok folyjanak ki. A töréshomok úgy ismert, mint "hajlékony", mert ez elősegíti a töréseket.
További anyagok, amelyeket hajlítóként használtak, a kerámia gyöngyök, alumínium gyöngyök és szinterelt bauxit. A Frac homok általában a legmagasabb szintű teljesítményt nyújtja, és jelenleg a kőolajiparban a leggyakrabban használt támasz.
Jordan Sandstone térkép: Számos olyan sziklaegység, amelyből jelenleg bányászik homokfúrást, szintén víztartó réteg. Ez teszi a felszín alatti vizekkel kapcsolatos kutatási publikációkat, például az Egyesült Államok Földtani Felügyeletének talajvíz-atlasz-sorozatát, értékes kutató dokumentumokat a homokkő-kőzetek jelenlétének, vastagságának és szerkezetének meghatározására.Ez a térkép az Iowa, Michigan, Minnesota és Wisconsin talajvíz-atlaszából származik. Megmutatja a jordán homokkő földrajzi kiterjedését és vastagságát Minnesotában és Iowában. Hasonló térképeket jelentettek meg ebben a sorozatban más homokkő-kőzetekre és más földrajzi területekre vonatkozóan.
Milyen típusú homok?
A kőolajiparban alkalmazott alkalmazásoknak meg kell felelniük a nagyon igényes előírásoknak. A kiváló minőségű frac-homok jellemzői a következők:
- nagy tisztaságú szilícium-dioxid-homok
- szemcseméret tökéletesen illeszkedik a munkakövetelményekhez
- gömb alakú, amely lehetővé teszi a minimális turbulenciájú hidraulikus repesztőfolyadékban való szállítását
- tartósság, hogy ellenálljon a záró törések zúzóerőinek
A Frac homokot az ügyfél specifikációjától függően 0,1 mm átmérőjű átmérőtől több mint 2 mm átmérőjű méretekben gyártják. A felhasznált töréshomok nagy része 0,4 és 0,8 milliméter között van.
A sziklaegységek, például a Szent Péter homokkő, a Jordán homokkő, az Olajpatak homokkő és a Hickory homokkő potenciális forrásai a töréshomok anyagának. Ezek a kőzet egységek kvarcszemcsékből állnak, amelyek több időjárási időjárási és eróziós cikluson mentek keresztül. Ez a hosszú történelem szinte valamennyi ásványi szemet eltávolította, kivéve a kvarcot, és nagyon kerek alakú szemeket produkált. Ezért valószínűtlen, hogy a folyókból merített, a teraszokból kiásott vagy a strandoktól eltávolított homok jó terméket eredményez.
Ahol ezeket a kőzetelemeket előállítják, általában lágyak, gyengén cementettek és néha enyhén viharvertek. Ez lehetővé teszi azok ásatását és összetörését, a kvarcszemcse minimális károsodásával. A nagy tisztaságú homok olyan területektől, mint például az Appalachiaiak, gyakran nem alkalmas frac-homokra, mert tektonikus erőknek vetik alá, amelyek deformálják a kőzetet és gyengítették a homok szemcséjét.
Frac homokbánya Wisconsinban: A légi felvétel a frac homok bányászati művelet Wisconsinban. A Frac homok egy nagyon speciális termék, amelyet csak kis számú homoklerakódásból lehet előállítani.
Frac homok feldolgozó létesítmény: A légi felvétel a frac homok feldolgozó üzem Wisconsinban.
Frac homokfeldolgozó üzemek
A Frac homokot nem egyenesen a talajból használják. A teljesítmény optimalizálása érdekében feldolgozást igényel. Bányászat után egy feldolgozóüzembe szállítják. Ott mosni, hogy eltávolítsa a finom részecskéket.
Mosás után a homokot halomba rakják, hogy a mosóvíz kiszivárogjon. Ezt a műveletet szabadban hajtják végre, és az évszakokra korlátozódik, amikor a hőmérséklet meghaladja a fagyasztást. A homok leeresztése után egy légszárítóba helyezzük, hogy eltávolítsuk az összes nedvességet. A száraz szemcséket ezután szűrjük, hogy különféle méretű frakciókat kapjunk a különböző vásárlók számára.
A frakkolásra alkalmatlan homokot elválasztják és más felhasználásra értékesítik. Bizonyos töréshomok bevonható gyantával, hogy javítsák annak teljesítményét a frakcionálás során. Ezt az anyagot prémium termékként fogják eladni. A feldolgozás után a homokot közvetlenül a vasúti kocsikba töltik a vasúti szállítás céljából.
Néhány feldolgozóüzem található az akna helyén. A feldolgozóüzemek építése azonban nagyon drága, és néha több bánya osztja meg őket. Ezek több akna központjában helyezkednek el, és a homok teherautóval, vonattal vagy szállítószalaggal kerül kiszállításra.
Hol gyártják és használják a Frac Sandot?
Néhány évvel ezelőtt a wisconsini és texasi termelők az olaj- és gázipar által használt törmelékhomok nagy részét szállították. A földgáz és a palackolaj fellendülése miatt felmerült óriási kereslet azonban számos vállalatot arra késztette, hogy ezt a terméket szállítsa. Ezek közül a vállalatok közül sok az Egyesült Államok központi részén található, ahol a Szent Péter homokkő és hasonló sziklaegységek a felszín közelében vannak, és könnyen kinyerhetők. Ezeken a területeken a tektonikus erők nem okoztak súlyos behajtást a sziklaegységeken és gyengítették a homok szemcséjét. A legfontosabb terület a középnyugati államokban található (Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Minnesota, Michigan, Missouri, Nebraska és Wisconsin).
Az Egyesült Államokban a magas tisztaságú szilícium-dioxid-homok többsége évtizedek óta ismert. Üveggyártáshoz és kohászathoz használták őket. A frac-homok jelenlegi keresése nem az „új homokforrások felfedezéséről” szól, hanem annak meghatározásáról, hogy mely források előállítanak kiváló anyagokat.
A frac-homokot földgáz, földgáz folyadékok és olaj előállítására használják a palaból és más szoros kőzetekből, ahol hidraulikus repesztés szükséges. Ezek magukban foglalják: a Marcellus Shale, az Utica Shale, a Bakken Formation, a Haynesville Shale, a Fayetteville Shale, az Eagle Ford Shale, a Barnett Shale és sok más palajáték az Egyesült Államokban.
Szent Péter homokkő: Fotó a Szent Péter homokkőből, a Joachim Dolomit lefedésével, a Missouri-i Csendes-óceán közelében. Kbh3rd közkincs képe.
Frac Sand források és árak
Észak-Amerikában a törmelékhomok iránti kereslet az Egyesült Államok és Kanada számos részén kialakult számos palapalak miatt reagálva hirtelen emelkedett az elmúlt néhány évben. Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata e termelés forrását jelentette:
A középnyugati Ordovićus Szent Péter homokkő sokféle végfelhasználás szempontjából a szilícium-homok elsődleges forrása, és a törmelék-homok egyik fő forrása. Öt államban bányászik, a Szent Péter homokkövétől származó frac-homok ésszerű szállítási távolságra van számos földgázt előállító föld alatti palapalakzatból.2011-ben a frac-homok 59% -át a középnyugaton termelték.
Az USA Geológiai Survey Minerals Yearbook-ban a frac-homok bejelentett átlagos árai 2010-ben 45 tonna és 50 tonna között változtak. 2011-ben az átlagos ár 54,83 dollárra emelkedett. Ez lényegesen magasabb, mint az építőiparon kívül értékesített speciális homok tonnánkénti átlagos, 35 dollár / tonna ára.
Szinterelt bauxit támaszkodók
A porított bauxit apró gyöngyökké nagyon magas hőmérsékleten olvasztható. Ezeknek a gyöngyöknek nagyon magas a törésállósága, és ezért alkalmassá teszik őket támaszként. A gyöngyök fajsúlya és mérete hozzáigazítható a hidraulikus repesztőfolyadék viszkozitásához és a kőzetben várhatóan kialakuló törések méretéhez. A gyártott támasztékanyagok széles választékot biztosítanak a szemcseméret és a fajsúly alapján, összehasonlítva a természetes homokkal. A Frac-homokot jelenleg a gyártott támaszok helyett használják, mivel költség-és szállítási elõnyei vannak.