Блог

Feb 19, 2024

Гидравлический разрыв пласта 101

Обзор процесса гидроразрыва, а также проблем и последствий, связанных с этим процессом добычи нефти и газа. Геологические формации могут содержать большое количество нефти или газа, но иметь низкую скорость потока.

Обзор процесса гидроразрыва, а также проблем и последствий, связанных с этим процессом добычи нефти и газа.

Геологические формации могут содержать большие количества нефти или газа, но иметь низкую скорость потока из-за низкой проницаемости или из-за повреждения или засорения формации во время бурения. Это особенно справедливо для плотных песков, сланцев и метановых пластов угольных пластов.

Гидроразрыв пласта (он жегидроразрыв , что рифмуется с крекингом) стимулирует скважины, пробуренные в этих пластах, что делает добычу прибыльной, а в противном случае - непомерно дорогой. За последнее десятилетие сочетание гидроразрыва пласта с горизонтальным бурением привело к открытию сланцевых месторождений по всей стране и привело к крупномасштабному бурению природного газа в новых регионах.

Процесс гидроразрыва происходит после того, как пробурена скважина и в ствол скважины вставлена ​​стальная труба (обсадная колонна). Обсадная колонна перфорирована внутри целевых зон, содержащих нефть или газ, так что, когда жидкость для гидроразрыва закачивается в скважину, она течет через перфорации в целевые зоны.

В конечном итоге целевой пласт не сможет поглощать жидкость так быстро, как ее закачивают. В этот момент создаваемое давление приводит к растрескиванию или разрушению пласта. После образования трещин закачка прекращается, и жидкости гидроразрыва начинают течь обратно на поверхность.

Материалы, называемые проппантами (например, обычно песок или керамические шарики), которые вводились как часть смеси жидкости гидроразрыва, остаются в целевом пласте, удерживая трещины открытыми.

Обычно в породу или угольный пласт закачивают смесь воды, проппантов и химикатов. Однако существуют и другие способы гидроразрыва скважин. Иногда трещины создаются закачкой таких газов, как пропан или азот, а иногда одновременно с гидроразрывом происходит кислотная обработка. Кислотная обработка включает закачку кислоты (обычно соляной кислоты) в пласт для растворения части горного материала, очистки пор и обеспечения более легкого поступления газа и жидкости в скважину.

Некоторые исследования показали, что более 90% жидкостей для гидроразрыва могут оставаться под землей. Использованные жидкости гидроразрыва, которые возвращаются на поверхность, часто называют обратными, и эти отходы обычно хранятся в открытых карьерах или резервуарах на буровой площадке до утилизации.

Процесс разрыва скважины далеко не безобиден. В следующих разделах представлен обзор некоторых проблем и последствий, связанных с этим методом стимуляции скважин.

В 2010 году Агентство по охране окружающей среды США подсчитало, что для гидроразрыва 35 000 скважин в США ежегодно используется от 70 до 140 миллиардов галлонов воды. Это примерно годовое потребление воды 40–80 городами с населением 50 000 человек каждый. При обработке трещин в метановых скважинах угольных пластов используется от 50 000 до 350 000 галлонов воды на скважину, в то время как в более глубоких горизонтальных сланцевых скважинах для разрыва одной скважины может использоваться от 2 до 10 миллионов галлонов воды. Добыча такого большого количества воды для гидроразрыва вызвала обеспокоенность по поводу экологических последствий для водных ресурсов, а также обезвоживания водоносных горизонтов питьевой воды.

Подсчитано, что для транспортировки от двух до пяти миллионов галлонов воды (пресной или сточной) требуется 1400 поездок на грузовиках. Таким образом, вода, используемая для гидроразрыва пласта, не только истощает запасы пресной воды и влияет на водную среду обитания, но и транспортировка такого большого количества воды также создает локальные проблемы с качеством воздуха, безопасностью и ремонтом дорог.

В обычных нефтяных и газовых скважинах используется в среднем 300 000 фунтов проппанта, при гидроразрыве угольных пластов используется от 75 000 до 320 000 фунтов проппанта, а в скважинах сланцевого газа может использоваться более 4 миллионов фунтов проппанта на скважину.

Песчаные шахты по гидроразрыву возникают по всей стране, от Висконсина до Техаса, принося с собой свои последствия. Добыча песка для использования проппанта приводит к ряду негативных последствий, включая потребление воды и выбросы в воздух, а также потенциальные проблемы со здоровьем, связанные с кристаллическим кремнеземом.