Co to jest proppant?
Proppant, w jego użyciu jako część procesu szczelinowania hydraulicznego, lub „szczelinowania”, jest okrzyknięty jedną z najbardziej wpływowych innowacji pól naftowych XXI wieku, pomimo faktu, że jest on używany od czasu, gdy pojęcie nowoczesnego szczelinowania zostało opracowane prawie 70 lat temu. Wynika to z faktu, że konkretne postępy technologiczne poczynione w ciągu ostatnich 30 lat naprawdę zrewolucjonizowały branżę. Łącząc lepsze techniki wiercenia z ultra-wyrafinowanymi projektami szczelin, dzisiejsze rozwiązania proppantowe pomagają poprawić wydajność produkcyjną odwiertów, dostarczając więcej ropy i gazu ziemnego, dzień po dniu.
Aby zrozumieć, czym jest proppant i jaka jest jego rola w biznesie produkcji ropy naftowej, należy zrozumieć podstawowy proces szczelinowania:
Jak przeprowadza się szczelinowanie?
Początki szczelinowania sięgają prawie 200 lat wstecz, kiedy producenci odkryli, że eksplozje pod ziemią mogą ułatwić wydobywanie ropy na powierzchnię. Różne grupy testowały różne formy tej teorii we wczesnych i średnich latach 1900, a punktem kulminacyjnym był test Standard Oil na polu gazowym Hugoton w 1947 roku. W ramach tego testu firma wstrzyknęła 1000 funtów zżelowanej benzyny i piasku do podziemnego wapienia. Dwa lata później firma Halliburton przeprowadziła podobny test, a skuteczność szczelinowania została udowodniona.
Choć szczelinowanie okazało się skuteczne w wydobywaniu cieczy ropopochodnych, takich jak gaz ziemny i ropa naftowa, szczelinowanie, jakie znamy dzisiaj, nie zostało opracowane aż do lat 90-tych, kiedy to George P. Mitchell połączył istniejącą technologię szczelinowania z wierceniem poziomym, aby uzyskać dostęp do bogatych w ropę naftową złóż łupków tysiące stóp pod ziemią.
Dzisiaj, poziome wiercenie odbywa się poprzez wiercenie pionowo do warstwy łupków jest osiągnięty. W tym momencie wiertło obraca się na bok i rozszerza odwiert na zewnątrz, co pozycjonuje długi boczny odcinek rury do bogatych w węglowodory łupków. Łupki z natury są nieprzepuszczalne, co oznacza, że nie posiadają naturalnie występujących szczelin, przez które mogłaby przepływać ropa naftowa lub gaz ziemny. Aby rozpocząć wydobycie, odwiert musi zostać „ukończony”, co jest oddzielną fazą procesu wiercenia, w której wykonuje się perforacje wzdłuż całego połączenia bocznego odwiertu. Podczas fazy uzbrajania (szczelinowania) mieszanina wody, chemikaliów i proppantu jest wtłaczana do otworu wiertniczego pod bardzo wysokim ciśnieniem, szczelinując łupki, umożliwiając w ten sposób wydostanie się płynów naftowych przez perforacje i do poziomu gruntu.
Jak dużo proppantu jest potrzebne do szczelinowania? To się różni w zależności od odwiertu, w zależności od całkowitej długości otworu wiertniczego i właściwości fizycznych skały. Typowy odwiert Wolfcamp wykonany w Basenie Permskim ma 8 500 stóp długości i wymaga 13 milionów funtów piasku do szczelinowania.
Jak proppant jest używany do szczelinowania?
Gdy płynna mieszanina proppantu, chemikaliów i wody jest wprowadzana do odwiertu, nagłe uderzenie otwiera szczeliny w skale. Jeśli nic nie zostanie użyte do utrzymania tych szczelin otwartych, zamkną się one, a liczba węglowodorów, które mogą się wydostać, będzie znacznie niższa.
W dzisiejszych projektach szczelinowania wykorzystuje się albo naturalnie występujący krystaliczny piasek krzemionkowy, albo opracowany materiał proppantu, w tym ceramikę. Ze względu na ich zastosowanie w środowiskach o bardzo wysokim ciśnieniu (często 10 000 stóp pod powierzchnią), proppanty są wysoce odporne na kruszenie, aby utrzymać szczeliny otwarte tak długo, jak to możliwe, pomagając zwiększyć produktywność odwiertu.
Nowocześni producenci nadal starają się udoskonalać swoje projekty zakończeń. Dzięki poszukiwaniu optymalnej równowagi między długością odwiertu a intensywnością stosowania proppantów, na horyzoncie może pojawić się jeszcze większy wzrost krajowej produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego.
.