什麼是壓裂砂在水力壓裂?

氣頁岩井場水力壓裂設備。 照片(c)WL陽光

術語“壓裂砂”(或“壓裂砂”)是指在水力壓裂過程中使用的砂和類似的小材料,這是一種從頁岩氣地層中提取地下天然氣的方法。 壓裂砂是一種“支撐劑”。支撐劑是一種用於“支撐”開啟壓裂過程中天然氣採收的地下裂縫的材料。 這些氣體包括石油流體,如來自岩石單元的石油,天然氣和天然氣液體(沒有足夠的孔隙空間允許流體流入井中)。

支撐劑在壓力下被噴射到頁岩氣井中,以及大量的水和工業流體。 這個過程會刺激天然氣生產。

什麼是壓裂砂製成的?

典型的支撐劑包括實際的砂晶(例如來自高質量石英砂的砂子,具有非常耐用和非常圓的顆粒)。 大部分壓裂砂採用的是由高純度砂岩製成的天然材料。 沙子然後經歷了工業塗覆樹脂(稱為樹脂增強砂),陶瓷晶體或其他合適材料的過程。 砂岩的替代產品是由燒結鋁土礦或鋁製小金屬珠製成的微小陶瓷珠。 大多數壓裂砂的顆粒或珠子的寬度在0.1毫米和2毫米之間。

如何使用壓裂砂?

一些地下岩石單元如有機頁岩含有大量的石油,天然氣或天然氣液體,不會自由流入井中。

它們不會流動,因為岩石單元缺乏滲透性(即相互連通的孔隙空間)或岩石中的孔隙空間非常小,這些流體不能流過它們。

水力壓裂通過在岩石中產生裂縫來解決這個問題。 這是通過在岩石中鑽一口井,在含油區對井的一部分進行密封,並在高壓下將水泵入該井的那部分來完成的。

這種水通常用化學品和瓜爾膠等增稠劑處理,形成粘稠的凝膠。 該凝膠有助於水能夠攜帶壓裂砂懸浮物。

多少壓裂砂被使用?

業內專家估計,每個頁岩氣井需要大約500萬磅沙子或其他支撐劑用於水力壓裂過程。 取決於具體的地質變化和頁岩地層的特徵,支撐劑的量可以從低至250萬磅至高達約700萬磅不等。 據估計,僅2014年,估計美國就有950億磅壓裂砂和陶瓷被泵入地下,但需求繼續上升(和下降),與天然氣價格上漲和下降的變量保持一致。

對這種專業沙子的需求突然激增對目前製造沙子的公司來說是一個福音。 分析師預計需求會更高。

壓裂砂的副作用是什麼?

根據政府的警告,暴露於高水平的精石英壓裂砂可能導致矽肺和其他呼吸問題的工人。 壓裂行業承認這些危害,但現有的暴露水平法規是過時的,並沒有考慮到壓裂技術的進步。

隨著對石油需求的不斷升級以及石油公司加緊努力,通過壓裂工藝確保天然氣的安全,需要對此進行監控。