Ce este proppant?
Proppantul, în utilizarea sa ca parte a procesului de fracturare hidraulică sau „fracturare”, este aclamat ca fiind una dintre cele mai de impact inovații din domeniul petrolier din secolul 21, în ciuda faptului că a fost folosit încă de când a fost dezvoltată noțiunea de fracturare modernă, cu aproape 70 de ani în urmă. Acest lucru se datorează faptului că progresele tehnologice specifice realizate în ultimii 30 de ani au revoluționat cu adevărat industria. Prin combinarea unor tehnici de foraj mai bune cu proiecte de fracturare ultrasofisticate, soluțiile de proppant de astăzi ajută la îmbunătățirea capacității de producție a puțurilor, livrând mai mult petrol și gaze naturale, zi de zi.
Pentru a înțelege ce este proppantul și rolul său în activitatea de producție petrolieră, trebuie să înțelegem procesul de bază al fracturării:
Cum se realizează fracturarea?
Originea fracturării poate fi urmărită cu aproape 200 de ani în urmă, când producătorii au descoperit că exploziile din subteran ar putea facilita aducerea petrolului la suprafață. Diferite grupuri au testat forme ale acestei teorii la începutul și mijlocul anilor 1900, culminând cu testul efectuat de Standard Oil la câmpul de gaz Hugoton în 1947. În cadrul acestui test, compania a injectat 1.000 de kilograme de benzină gelificată și nisip în calcarul subteran. Doi ani mai târziu, Halliburton a efectuat un test similar, iar eficacitatea fracturării a fost dovedită.
În timp ce fracturarea s-a dovedit a fi un succes pentru extragerea lichidelor petroliere, cum ar fi gazele naturale și petrolul, fracturarea așa cum o cunoaștem astăzi nu a fost dezvoltată până în anii 1990, când George P. Mitchell a combinat tehnologia de fracing existentă cu forajul orizontal pentru a accesa depozitele de șisturi bogate în petrol aflate la mii de metri sub pământ.
Astăzi, forajul orizontal se realizează prin forarea pe verticală până când se ajunge la un strat de șisturi. În acest punct, burghiul se întoarce în lateral și extinde puțul spre exterior, ceea ce poziționează un segment lateral lung de țeavă spre șisturile bogate în hidrocarburi. Șisturile sunt, prin natura lor, impermeabile, ceea ce înseamnă că nu prezintă fisuri naturale prin care să poată curge petrol sau gaze naturale. Pentru a declanșa producția, puțul trebuie să fie „completat”, care este o fază separată a procesului de forare prin care se fac perforații de-a lungul întregii legături a sondei laterale. În timpul fazei de finalizare (fracturare), un amestec de apă, substanțe chimice și agent de adaos este forțat în puțul de foraj la o presiune foarte mare, fracturând șisturile, permițând astfel lichidelor petroliere să iasă prin perforații și să urce până la nivelul solului.
Cât de mult agent de adaos este necesar pentru fracturare? Aceasta variază în funcție de sondă, în funcție de lungimea totală a sondei și de caracteristicile fizice ale rocii. O sondă Wolfcamp tipică forată în Bazinul Permian are o laterală de 8.500 de picioare și necesită 13 milioane de kilograme de nisip de fracturare.
Cum se utilizează agentul de proppant în fracturare?
Când amestecul lichid de agent de proppant, substanțe chimice și apă este propulsat într-o sondă, impactul brusc deschide fracturi în rocă. Dacă nu se folosește nimic pentru a menține aceste fracturi deschise, ele se vor închide, iar numărul de hidrocarburi care pot scăpa va fi mult mai mic.
Proiectele de extracție din prezent utilizează fie nisip de siliciu cristalin natural, fie un material de proppant proiectat, inclusiv ceramică. Datorită utilizării lor în medii de presiune foarte ridicată (adesea la 10.000 de metri sub suprafață), proppanții sunt foarte rezistenți la strivire pentru a menține fracturile deschise cât mai mult timp posibil, contribuind la creșterea productivității sondei.
Producătorii din zilele noastre continuă să perfecționeze proiectele de finalizare. Căutând să găsească un echilibru optim între lungimile laterale și intensitatea de proppant, s-ar putea să se întrevadă și mai multe câștiguri în producția internă de petrol și gaze naturale.