Kandungan
- A Sand Crush-Resistant untuk Wells Minyak dan Gas
- Bagaimana Frac Sand Digunakan?
- Frac Sand sebagai "Proppant"
- Apakah Jenis Pasir?
- Tumbuhan Pemprosesan Pasir Frac
- Di manakah Frac Sand dihasilkan dan digunakan?
- Sumber dan Harga Pasir Frac
- Properti Bauksit Sintered
Pasir Frac: Pandangan pasir frac (di sebelah kanan) dan pasir biasa saiz bijirin yang sama (di sebelah kiri). Perhatikan bagaimana pasir frac mempunyai saiz butir yang lebih seragam, bentuk biji yang baik, dan komposisi seragam. Ia juga merupakan bahan yang sangat sukar yang boleh menahan daya mampatan sehingga beberapa tan setiap inci persegi. Bijian dalam imej ini adalah kira-kira 0.50 milimeter.
Pengeluaran pasir Frac: Carta ini menggambarkan peningkatan hebat dalam pengeluaran pasir frac di Amerika Syarikat. Data dari Buku Tahunan Galian Penyiasatan Geologi Amerika Syarikat, 2005-2015.
A Sand Crush-Resistant untuk Wells Minyak dan Gas
"Pasir pasir" adalah pasir kuarza kemurnian tinggi dengan bijian yang sangat tahan lama dan sangat bulat. Ia adalah bahan tahan hancur yang dihasilkan untuk kegunaan industri petroleum. Ia digunakan dalam proses patah hidraulik (dikenali sebagai "fracking") untuk menghasilkan cecair petroleum, seperti minyak, gas asli dan cecair gas asli dari unit-unit batu yang kekurangan ruang liang yang mencukupi untuk cairan ini mengalir ke sebuah sumur. Kebanyakan pasir frac adalah bahan semulajadi yang terbuat dari batu pasir kemurnian tinggi. Produk alternatif adalah manik seramik yang diperbuat daripada bauksit sintered atau manik logam kecil yang diperbuat daripada aluminium.
Permintaan untuk pasir frac telah meletup dalam beberapa tahun yang lalu apabila beribu-ribu sumur minyak dan gas asli dirangsang menggunakan proses patah hidraulik. (Lihat carta pengeluaran.) Kerja patah hidraulik pada satu telaga boleh memerlukan beberapa ribu tan pasir. Lonjakan penggerudian khusus ini telah mewujudkan satu industri pasir frac berbilion dolar dalam masa yang sangat singkat. Antara tahun 2005 dan 2015, jumlah pasir frac yang digunakan oleh industri minyak dan gas meningkat secara dramatik.
Video pasir Frac: Video oleh US Silica menunjukkan ciri-ciri pasir frac berkualiti tinggi.
Bagaimana Frac Sand Digunakan?
Beberapa unit batuan bawah tanah seperti syal organik mengandungi sejumlah besar minyak, gas asli atau cecair gas asli yang tidak akan mengalir dengan bebas ke telaga. Mereka tidak akan mengalir ke sumur kerana unit batu tidak mempunyai kebolehtelapan (ruang liang yang saling berkait) atau ruang liang di dalam batu sangat kecil sehingga cairan ini tidak dapat mengalir melalui mereka.
Proses patah hidraulik menyelesaikan masalah ini dengan menghasilkan fraktur di dalam batu. Ini dilakukan dengan menggerudi sebuah sumur ke dalam batu, menyegarkan bahagian telaga dalam zon penampang petroleum, dan mengepam air di bawah tekanan tinggi ke bahagian telaga tersebut. Air ini biasanya dirawat dengan bahan kimia dan pemekat seperti gusi guar untuk menghasilkan gel kental. Gel ini memudahkan keupayaan air untuk membawa butiran pasir frac dalam penggantungan.
Pam besar di permukaan Bumi meningkatkan tekanan air dalam bahagian tertutup telaga sehingga ia cukup tinggi untuk melepasi titik pecah batu-batu di sekelilingnya. Apabila titik pecah mereka tercapai, mereka patah secara tiba-tiba dan air bergegas ke dalam patah tulang, menaikkannya dan memanjangkannya ke dalam batu. Beribu-ribu biji pasir dibawa jauh ke dalam fraktur dengan tergesa-gesa air ini secara tiba-tiba. Beberapa ribu tan pasir frac diperlukan untuk merangsang satu sumur.
Video pasir Frac: Video oleh US Silica menunjukkan ciri-ciri pasir frac berkualiti tinggi.
Pemecahan hidraulik: Gambar gambarajah sederhana dari sumur gas asli yang telah dibina dengan penggerudian mendatar untuk meningkatkan panjang penembusan melalui Marcellus Shale. Keretakan hidraulik biasanya dilakukan di bahagian mendatar telaga untuk merangsang aliran gas dari syal. Konfigurasi ini juga digunakan dalam drama syal di Amerika Syarikat.
Frac Sand sebagai "Proppant"
Apabila pam dimatikan, patah tulang mengalir tetapi tidak ditutup sepenuhnya - kerana ia disokong terbuka oleh berbilion-bilion butiran pasir frac. Ini hanya berlaku jika biji pasir yang cukup untuk menahan daya patah penutup telah dihantar ke dalam batu.
Pecah baru di dalam batu, disokong terbuka oleh baja pasir yang tahan lama, membentuk rangkaian ruang liang yang membolehkan cecair petroleum mengalir keluar dari batu dan ke dalam telaga. Pasir frac dikenali sebagai "proppant" kerana ia memegang fraktur terbuka.
Bahan-bahan lain yang telah digunakan sebagai penyokong termasuk manik seramik, manik aluminium, dan bauksit sintered. Pasir pasir umumnya menyampaikan prestasi tertinggi, dan pada masa ini, proppant yang paling kerap digunakan oleh industri petroleum.
Jordan Sandstone map: Banyak unit batu yang sedang ditambang untuk pasir frac juga akuifer. Ini menjadikan penerbitan penyelidikan air bawah tanah, seperti siri atlas air bawah tanah Penyiasatan Geologi Amerika Syarikat, dokumen prospek berharga untuk menentukan kehadiran, ketebalan dan struktur unit batu pasir.Peta ini berasal dari Air Atlas di Amerika Syarikat untuk Iowa, Michigan, Minnesota dan Wisconsin. Ia menunjukkan keluasan dan ketebalan geografi Jordan Sandstone di Minnesota dan Iowa. Peta yang sama telah diterbitkan dalam siri ini untuk unit batu pasir lain dan kawasan geografi yang lain.
Apakah Jenis Pasir?
Sarang industri petroleum mesti memenuhi spesifikasi yang sangat menuntut. Ciri pasir frac berkualiti tinggi termasuk:
- pasir silika kemurnian tinggi
- saiz butir sempurna sesuai dengan keperluan kerja
- bentuk sfera yang membolehkannya dibawa dalam bendalir hidraulik fraktur dengan sedikit pergolakan
- ketahanan untuk menahan daya penghancuran patah tulang
Pasir pasir dihasilkan dalam pelbagai saiz dari sekecil diameter 0.1 milimeter hingga lebih daripada 2 milimeter diameter bergantung kepada spesifikasi pelanggan. Kebanyakan pasir frac yang dimakan adalah antara 0.4 dan 0.8 milimeter.
Unit Rock seperti Batu Pasir Sandstone, Pasir Pasir Jordan, Pasir Batu Batu dan Batu Pasir Hickory menjadi sumber berpotensi bahan pasir frac. Unit-unit batuan ini terdiri daripada bijih kuarza yang telah melalui pelbagai kitaran cuaca dan hakisan. Sejarah yang panjang telah menghilangkan hampir semua butiran mineral selain daripada kuarza dan menghasilkan bijirin dengan bentuk yang sangat bulat. Inilah sebabnya mengapa pasir dikeruk dari sungai, digali dari teres, atau dikeluarkan dari pantai tidak mungkin menghasilkan produk yang baik.
Di mana unit-unit rock dihasilkan, ia biasanya lembut, kurang disusun dan kadang-kadang perlahan. Ini membolehkan mereka digali dan dihancurkan dengan kerosakan minima kepada butiran kuarza. Pasir pasir yang tinggi dari kawasan seperti Appalachian sering tidak sesuai untuk pasir frac kerana ia telah tertakluk kepada kuasa tektonik yang telah cacat batu dan melemahkan biji pasir.
Lombong pasir Frac di Wisconsin: Pemandangan udara operasi penambangan pasir frac di Wisconsin. Pasir pasir adalah produk yang sangat khusus yang hanya boleh dihasilkan dari sebilangan kecil simpanan pasir.
Kemudahan pemprosesan pasir Frac: Pemandangan udara dari kemudahan pemprosesan pasir frac di Wisconsin.
Tumbuhan Pemprosesan Pasir Frac
Pasir pasir tidak digunakan terus dari tanah. Ia memerlukan pemprosesan untuk mengoptimumkan prestasinya. Selepas perlombongan, ia dibawa ke loji pemprosesan. Di sana ia dibasuh untuk mengeluarkan zarah halus.
Selepas mencuci, pasir disusun dalam buasir untuk membolehkan air basuh hancur. Operasi ini dilakukan di luar dan terhad kepada masa-masa tahun apabila suhu di atas beku. Selepas pasir disalirkan, ia diletakkan di dalam pengering udara untuk mengeluarkan semua kelembapan. Bijirin kering kemudian ditapis untuk mendapatkan pecahan saiz khusus untuk pelanggan yang berbeza.
Pasir yang tidak sesuai untuk fracking dipisahkan dan dijual untuk kegunaan lain. Sesetengah pasir frac mungkin bersalut resin untuk meningkatkan prestasinya dalam operasi fracking. Bahan ini akan dijual sebagai produk premium. Selepas memproses kebanyakan pasir dimuatkan terus ke dalam kereta api untuk penghantaran kereta api.
Beberapa loji pemprosesan terletak di tapak lombong. Walau bagaimanapun, kilang pemprosesan sangat mahal untuk membina dan kadang-kadang dikongsi oleh pelbagai lombong. Ini terletak di tengah-tengah beberapa lombong dan pasir disampaikan oleh trak, kereta api, atau penghantar.
Di manakah Frac Sand dihasilkan dan digunakan?
Beberapa tahun yang lalu pengeluar di Wisconsin dan Texas telah membekalkan banyak pasir frac yang digunakan oleh industri minyak dan gas. Walau bagaimanapun, peningkatan besar dalam permintaan yang disebabkan oleh gas asli dan ledakan minyak syal telah mendorong banyak syarikat untuk menyediakan produk ini. Kebanyakan syarikat-syarikat ini berada di bahagian tengah Amerika Syarikat di mana St Peter Sandstone dan unit-unit batu yang serupa dekat dengan permukaan dan mudah digali. Kawasan-kawasan ini juga di mana kuasa tektonik tidak menyebabkan lipatan batu teruk yang teruk dan melemahkan biji pasir. Kawasan utama berada di negeri-negeri pertengahan barat (Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Minnesota, Michigan, Missouri, Nebraska dan Wisconsin).
Kebanyakan silikon silika yang tinggi di Amerika Syarikat telah diketahui selama beberapa dekad. Mereka telah digunakan untuk pembuatan kaca dan kegunaan metalurgi. Carian semasa untuk pasir frac bukan mengenai "mencari sumber baru pasir," sebaliknya mengenai menentukan sumber mana menghasilkan bahan yang unggul.
Pasir pasir digunakan untuk menghasilkan gas asli, cecair gas asli, dan minyak dari syal dan batuan ketat yang lain di mana fraktur hidraulik diperlukan. Ini termasuk: Marcellus Shale, Utica Shale, Formasi Bakken, Haynesville Shale, Fayetteville Shale, Eagle Ford Shale, Barnett Shale, dan banyak syal lain di seluruh Amerika Syarikat.
Batu pasir St. Peter: Foto St Peter Sandstone yang dihadkan oleh Joachim Dolomite yang diambil berhampiran Pacific, Missouri. Imej domain awam oleh Kbh3rd.
Sumber dan Harga Pasir Frac
Permintaan untuk pasir frac di Amerika Utara telah meningkat dengan ketara dalam beberapa tahun kebelakangan ini sebagai tindak balas kepada pelbagai syal berkembang di banyak bahagian Amerika Syarikat dan Kanada. Kajian Geologi Amerika Syarikat melaporkan sumber pengeluaran ini:
The Ordovician St. Peter Sandstone di Midwest adalah sumber utama pasir silika untuk kegunaan banyak kegunaan dan merupakan sumber utama pasir frac. Dihidupkan di lima negeri, pasir frac dari St Peter Sandstone berada dalam jarak pengangkutan yang munasabah untuk banyak formasi syal bawah tanah yang menghasilkan gas asli.Pada tahun 2011, 59% daripada pasir frac dihasilkan di Midwest.
Harga purata yang dilaporkan untuk pasir frac dalam Gelaran Tahunan Geologi Tinjauan Geologi A.S. adalah antara $ 45 satu tan dan $ 50 satu tan pada tahun 2010. Pada tahun 2011 harga purata telah meningkat kepada $ 54.83. Ini jauh lebih tinggi daripada harga purata $ 35 satu tan untuk pasir khusus yang dijual di luar industri pembinaan.
Properti Bauksit Sintered
Bauksit serbuk boleh disatu menjadi manik kecil pada suhu yang sangat tinggi. Manik-manik ini mempunyai rintangan menghancurkan yang sangat tinggi, dan itu menjadikannya sesuai untuk digunakan sebagai proppant. Graviti spesifik manik dan saiznya boleh dipadankan dengan kelikatan bendalir hidraulik patah dan saiz patah yang dijangka berkembang di dalam batu. Proppan yang dihasilkan menghasilkan pelbagai saiz bijian dan graviti spesifik berbanding dengan sebilangan semulajadi yang dikenali sebagai pasir frac. Pasir pasir kini digunakan bukannya proppants yang dihasilkan kerana ia mempunyai kelebihan kos dan pengangkutan.