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油圧破砕液： 多種多様な化学添加剤が水圧破砕流体に使用されています。それらには、希酸、殺生物剤、破壊剤、腐食防止剤、架橋剤、摩擦低減剤、ゲル、塩化カリウム、脱酸素剤、pH調整剤、スケール防止剤、界面活性剤が含まれます。これらの化学添加剤は、通常、液体のわずか1/2〜2パーセントを占める場合があります。液体の残りの98〜99 1/2パーセントは水です。砂、アルミニウムショット、またはセラミックビーズなどのプロパントが頻繁に注入され、加圧治療が完了した後に骨折を開いた状態に保ちます。
水圧破砕とは何ですか？
シェールガス貯留層の水圧破砕処理の現在の慣行は、プロパント材料および増粘剤と混合された数百万ガロンの水ベースの破砕流体が制御され監視された方法で上記のシェール層に汲み上げられるシーケンスポンピングイベントを適用することです破壊圧力。
水圧破砕添加剤
ガスシェール刺激に使用される破砕流体は、主に水で構成されていますが、さまざまな添加剤も含まれています。典型的な破砕処理で使用される化学添加剤の数は、破砕される特定のウェルの条件によって異なります。
典型的な破砕処理では、破砕される水とシェール層の特性に応じて、3〜12の非常に低濃度の添加化学物質を使用します。各コンポーネントは、特定の設計された目的に役立ちます。
摩擦低減（スリックウォーター）添加剤
現在、ガスシェール劇の破壊処理に使用されている主な流体は、摩擦低減添加剤（スリックウォーターと呼ばれる）と混合した水ベースの破砕流体です。摩擦低減剤を追加すると、水だけを使用した場合よりも高い速度と減圧で破砕流体とプロパントをターゲットゾーンに送り込むことができます。
このビデオは、水圧破砕プロセスで使用される機器、材料、および手順を示しています。有機物に富む頁岩の天然ガス井の開発における水平掘削と組み合わせた水圧破砕の使用に適用されます。 Chesapeake Energyによって準備されました。
その他の添加物とプロパント
摩擦低減剤に加えて、他の添加剤には次のものが含まれます。微生物の増殖を防ぎ、骨折の生物付着を減らすための殺生物剤。金属パイプの腐食を防ぐための脱酸素剤およびその他の安定剤;坑井付近の掘削泥の損傷を除去するために使用される酸。これらの流体は、地層に割れ目を作るためだけでなく、誘起された割れ目に堆積するプロップ剤（多くの場合、ケイ砂または焼結ボーキサイト）を運ぶために使用されます。
破砕流体の構成は、地質学的盆地または地層ごとに異なります。潜在的な添加物のリストを表1に示します。破砕流体の成分の相対体積を評価すると、存在する添加物の量が比較的少ないことがわかります。全体的に、ほとんどのスリックウォーター破砕流体の添加物の濃度は、0.5％から2％と比較的一貫しており、水は98％から99.5％を占めています。
このビデオは、水圧破砕プロセスで使用される機器、材料、および手順を示しています。有機物に富む頁岩の天然ガス井の開発における水平掘削と組み合わせた水圧破砕の使用に適用されます。 Chesapeake Energyによって準備されました。
フラクチャリング流体はプレイごとに異なる
各フラクチャリング流体の構成は、各エリアの特定のニーズを満たすために変化するため、各添加剤の体積について万能の式はありません。破砕流体とその添加剤の分類において、これらの添加剤を提供するサービス会社が、異なる井戸環境で同じ目的に使用される類似の機能特性を持つ多くの化合物を開発したことを認識することが重要です。
添加製剤間の違いは、特定の化合物の濃度の変化と同じくらい小さい場合があります。水圧破砕業界では、水圧破砕流体に使用できる化合物がいくつかありますが、1つの破砕作業で使用できる添加剤はごくわずかです。特定のアプリケーションでプロパティが必要ない場合、一部のフラクチャリングレシピで一部の化合物カテゴリを省略することは珍しくありません。
ほとんどの工業プロセスは化学物質を使用しており、ほとんどすべての化学物質は、十分に大量に、または適切に処理しないと危険な場合があります。食品や飲料水に含まれる化学物質も危険です。たとえば、飲料水処理施設では大量の塩素を使用しています。適切に使用および処理されると、労働者および近くの住民にとって安全であり、コミュニティに清潔で安全な飲料水を提供します。
リスクは低いものの、人間の健康と環境に深刻な影響を及ぼす可能性のある計画外の放出の可能性があります。同様に、水圧破砕では、危険となる可能性のある多くの化学添加剤を使用しますが、要件や長年の業界慣行に従って適切に処理すれば安全です。さらに、これらの添加剤の多くは、人々が日常生活で定期的に遭遇する一般的な化学物質です。
添加剤の希釈と中和
表1に、添加剤、その主な化合物、水圧破砕流体で添加剤が使用される理由、およびこれらの化合物の他の一般的な用途の概要を示します。塩酸（HCl）は、水以外の破砕流体で使用される最大の液体成分です。酸の濃度は異なる場合がありますが、15％HClミックスが一般的な濃度です。 15％HClミックスは、85％の水と15％の酸で構成されているため、破砕処理中に地層にポンプで送られる前に、酸の量が原液の水で85％希釈されます。
破砕流体の全段階が注入されると、フェイエットビル頁岩からの破砕流体の例の酸の総量は0.123％であり、これは流体が地層に圧送される前に122倍に希釈されたことを示しています。この酸の濃度は、地下に存在する可能性がある追加の水にさらに分散されるため、希釈され続けるだけです。さらに、この酸が地下の炭酸塩鉱物と接触すると、炭酸塩鉱物との化学反応によって中和され、反応の副産物として水と二酸化炭素が生成されます。