מדוע שבירה של חול כה פופולרית בתעשיית הנפט
מדוע האמריקאים אוהבים להשתמש בכל כך הרבה חול סיליקה בשדה הנפט והגז? כדי לענות על שאלה זו, אתה צריך להבין שבר.
בשדה הנפט, שבירה מתייחסת לטכנולוגיה של שימוש בכוח הידראולי ליצירת סדקים במאגרי נפט וגז במהלך הפקת נפט או גז, המכונה גם שבירה הידראולית.
טכנולוגיית שבירה הידראולית מתייחסת לשאיבת נוזל שבירה לתוך באר הנפט בלחץ גבוה כדי ליצור לחץ גבוה בתחתית הבאר. כאשר הלחץ מספיק לשבור את הסלע, יווצרו סדקים בתצורה ויתרחבו קדימה לחלל מסוים. על מנת לשמור על הסדקים פתוחים, יש למלא את הסדקים בתשתיות נוזל שבירה לאחר השבירה. לאחר אספקת התמיסה, הצמיגות של נוזל השבירה יורדת וזורמת חזרה, ובכך מייצרים סדקים בעלי מוליכות חזקה.
כיום ניתן לחלק את תומכי השבר הנפט המשמשים בעולם ל-3 סוגים: חול שבירה סיליקטי,תומכי קרמסיטותמיסים מצופים.
בשנים האחרונות, עם המשך הצניחה במחירי הנפט והגז, הפחתת עלויות ושיפור היעילות הפכו לנושא המרכזי של פיתוח הנפט והגז. בנוסף להגברת מהירות ויעילות הקידוח, צפון אמריקה שקלה באופן מקיף את עלויות השבר וההשפעות הכלכליות, הפחיתה משמעותית את כמות הקרמיסיט והפחיתה את עלות חומרי השבר. תומכי חול שבירה שלטו ביישום.
תכולת SiO2 בחול קוורץ קשורה קשר הדוק לגודל החלקיקים של חול קוורץ. בדרך כלל, ככל שגודל החלקיקים גדול יותר, כך תכולת SiO2 גבוהה יותר. תכולת ה- SiO2 של חול סיליקה המשמש כחומר תומך היא בדרך כלל בסביבות 80%, בעוד שחלק מחולות סיליקה איכותיים הם בעלי תכולת SiO2 של עד 98%.
בשל שימושים שונים, תכולת SiO2 בשבירת חול אינה הגורם העיקרי. אז איך בוחרים חול שבירה טוב? להלן 6 טיפים שכדאי לשים אליהם לב.
כיצד לבחור את החול השבר הנכון
1. כדוריות ועגלגלות
כדוריות מתייחסת למידת הסמיכות של חומר השבר (חול שבר) לכדור. עגולות מתייחסת ל"עגולות" של חלקיקי חול נשברים. ככל שלחלקיק חול נשבר יש יותר קצוות ופינות, כך העגלגלות גרועה יותר; לעומת זאת, ככל שהקצוות והפינות חלקים יותר, כך העגלגלות טובה יותר. חלקיקים עגולים בגודל דומה יכולים להבטיח את העקביות של חדירות, ובכך לספק מוליכות שבר גדולה יותר.
הכדוריות והעיגול של חול שבר טבעי לא צריכים להיות קטנים או שווה ל-0.6. בבדיקה בפועל, דיאגרמת הכדוריות והעיגול של ההנעה משמשים לבדיקת הכדוריות והעגלגלות.
2. מסיסות חומצה
מסיסות חומצה מתייחסת לשיעור המסה של התמיסה המומסת בתמיסת החומצה.
עמידות לחומצה היא אינדיקטור חשוב לשבירה של חומרי שבירה. חומרים תומכים בעלי עמידות טובה לחומצה יכולים לעבוד בתצורות חומציות לאורך זמן ולשמור על מוליכות טובה. ראוי לציין שתקני מסיסות החומצה עבור שבירה של חול ותומכי קרמסיט זהים.
3. עכירות
עכירות תומך מתייחסת לעכירות הנוזל לאחר הוספת מסה מסוימת של תומך לנפח מוגדר של מים מזוקקים,
לנער אותו היטב ולהשאיר אותו לפרק זמן מסוים. היחידה היא FTU.
עכירות מתארת את החלקות של משטח התומך. על פי התקן, העכירות של חול frac צריכה להיות פחות או שווה ל-100FTU. זה יכול להיפתר על ידי כביסה במהלך העיבוד.
4. עמידות בדחיסה
התנגדות לריסוק היא קצב הריסוק שנקבע על ידי בדיקת לחץ של כמות מסוימת של משענת חול פראק בלחץ מדורג. הגורמים העיקריים המשפיעים על קצב הריסוק הם עגולות, כדוריות, גימור פני השטח, מבנה מיקרו וכו'.
קצב הריסוק של משענת חול frac משפיע על מוליכות השבר. המכון האמריקאי לנפט (API) דורש חול מפורק שיעמוד בלחצים של 4,000–6,000 psi.
5. גודל
גודלו של משענת חול frac קשור לצמיגות מערכת הנוזלים וליכולתה להעביר חול לתוך השבר. טווח הגודל של התווך חשוב מאוד. גדלים טיפוסיים של תומכי חול frac הם בדרך כלל בין 20 - 140 mesh (106μm - 850μm), כגון 20 - 40 mesh (420μm - 840μm), 40 - 70 mesh (212μm - 420μm) או {{120μm mesh) או {{1126} ).
מפרטים שונים נבחרים בהתאם לעומק הבאר. רשת 1 מתייחסת למספר הרווחים על המסך לאינץ' מרובע. ככל שמספר הרשת גבוה יותר, כך גודל החלקיקים שיכול לעבור דרך המסך קטן יותר.
6. צפיפות פרופנט
הצפיפות של משענת חול frac היא מסת המשענת ליחידת נפח (g/cm³), המתארת את הצפיפות הכוללת של הצטברות ההשעיה. הגורמים העיקריים המשפיעים על הצפיפות הם עגלגלות, כדוריות, גימור פני השטח וכו'. הצפיפות הנמוכה של חול נפט מקלה על השאיבה לתוך הבאר; הצפיפות הגבוהה מקשה על ההשעיה בנוזל השבירה ומילוי הסדקים.