Садржај
- Пијесак отпоран на дробљење за нафтне и гасне бушотине
- Како се користи Фрац Санд?
- Фрац Санд као "богатство"
- Која врста песка?
- Постројења за обраду песка Фрац
- Где се производи и користи Фрац Санд?
- Извори и цене фрак песка
- Синтеред Боуките Проппантс
Фрац песак: Поглед изблиза фрацког песка (с десне стране) и типичног песка сличне величине зрна (са леве стране). Приметите да фраксов песак има једноликију величину зрна, лепо заобљене облике зрна и једноличну композицију. Такође је врло тврд материјал који може да одоли притисним силама до неколико тона по квадратном инчу. Зрно на овој слици је величине око 0,50 милиметра.
Производња фрац песка: Овај графикон приказује спектакуларни пораст производње фракционог песка у Сједињеним Државама. Подаци из америчких годишњака о геолошком истраживању минерала, 2005-2015.
Пијесак отпоран на дробљење за нафтне и гасне бушотине
"Фрац санд" је кварцни песак високе чистоће, са врло издржљивим и врло округлим зрнима. То је материјал отпоран на дробљење произведен за употребу у нафтној индустрији. Користи се у поступку хидрауличног ломљења (познат као "фрацкинг") за производњу нафтних течности, као што су нафта, природни гас и течност од природног гаса из камених јединица којима недостаје одговарајућег пора за течне течности да би се течности убациле у бунар. Већина песка фрака је природни материјал направљен од пешчењака високе чистоће. Алтернативни производ су керамичке куглице направљене од синтерованог боксита или мале металне перле од алуминија.
У протеклих неколико година потражња за фракционим песком је експлодирала пошто се хиљаде бунара нафте и природног гаса стимулише помоћу поступка хидрауличног ломљења. (Погледајте производну табелу.) За посао хидрауличног ломљења једног бунара може бити потребно неколико хиљада тона песка. Овакав пораст специјализованог бушења створио је индустрију песка од милијарду долара у врло кратком року. Између 2005. и 2015., количина фракционог песка коју користи индустрија нафте и гаса драматично је порасла.
Фрац песак видео: Видео америчког силицијума који показује карактеристике висококвалитетног песка.
Како се користи Фрац Санд?
Неке подземне камене јединице као што су органски шкриљац садрже велике количине нафте, природног гаса или течности од природног гаса које неће слободно тећи у бунар. Неће тећи у бунар јер камена јединица или нема пропусност (међусобно повезани поре поре) или су поре пора у стијени толико мали да течности не могу да пролазе кроз њих.
Процес хидрауличног ломљења решава овај проблем стварајући ломове у стени. То се постиже бушењем бунара у стени, заптивањем дела бунара у зони нафтне нафте и пумпањем воде под високим притиском у тај део бушотине. Ова вода се углавном третира са хемикалијама и згушњивачима као што је гуар гума за стварање вискозног гела. Овај гел олакшава способност воде да у себи носи зрно брашнастог песка.
Велике пумпе на земљиној површини повећавају притисак воде у заптивеном делу бушотине све док није довољно висок да пређе тачку лома околних стијена. Када се постигне тачка лома, они се изненада ломе и вода брзо пукне у ломовима, надувајући их и продуживши све дубље у стијену. Милијарди зрна песка носе се дубоко у ломовима овом изненадном налетом воде. За стимулацију једног бунара може бити потребно неколико хиљада тона песка.
Фрац песак видео: Видео америчког силицијума који показује карактеристике висококвалитетног песка.
Хидраулични ломљења: Поједностављени дијаграм бушотине за природни гас који је направљен хоризонталним бушењем да би се повећала дужина продора кроз шкриљевац Марцеллус. Хидраулично ломљење се обично врши у водоравном делу бушотине да би се стимулисао проток гаса из шкриљаца. Ова конфигурација бунара се користи у представама шкриљаца у Сједињеним Државама.
Фрац Санд као "богатство"
Када се пумпе искључе, ломови попуштају, али се не затварају у потпуности - јер су отворени милијардама зрна песка. То се догађа само ако је у стијену испоручено довољно зрна пијеска да се одупру сили прелома који се затварају.
Нови преломи у стени, отворени издржљивим зрнцима песка, формирају мрежу пора пора који омогућава да течни нафтни флуиди истјечу из стијене и у бунар. Фрац пијесак је познат као "проппант", јер подупире пријеломе.
Остали материјали који су кориштени као пропан су керамичке куглице, алуминијске куглице и синтерирани боксит. Фрацни пијесак углавном даје највиши ниво перформанси, а тренутно је богатство које нафтна индустрија најчешће користи.
Карта Јордан Сандстоне: Многе стенске јединице које се тренутно ископавају ради песка такође су водоносници. То чини публикације о подземним водама, попут серије атласа подземне воде америчког Геолошког завода, вредним истражним документима за утврђивање присуства, дебљине и структуре јединица камена пешчењака.Ова мапа је из Атласа подземних вода Сједињених Држава за Ајову, Мичиген, Минесоту и Висконсин. Приказује географски обим и дебљину јорданског пешчара у Минесоти и Ајови. Сличне мапе су објављене у овој серији и за остале камене јединице пешчењака и друга географска подручја.
Која врста песка?
Пропанти нафтне индустрије морају да испуњавају веома захтевне спецификације. Карактеристике висококвалитетног фрацког песка укључују:
- силикатни песак високе чистоће
- величина зрна савршено одговара захтевима посла
- сферични облик који омогућава да се носи у флуиду са хидрауличним ломљењем уз минималну турбуленцију
- трајност да се одупру силама лома због затварања
Фрац пијесак се производи у распону величина од пречника 0,1 милиметара до преко 2 милиметра у пречнику, овисно о спецификацијама купца. Већина конзумираног фраксовог песка величине је између 0,4 и 0,8 милиметара.
Каменске јединице као што су Ст. Петер Сандстоне, Јордан Сандстоне, Оил Цреек Сандстоне и Хицкори Сандстоне су потенцијални извори фрацког песка. Ове стенске јединице сачињене су од зрна кварца која су прошла кроз више циклуса временских прилика и ерозије. Та дуга историја уклонила је готово сва минерална зрна осим кварца и произвела зрна врло округлих облика. То је разлог зашто песак кован из река, ископан са терасе или уклања са плажа не може да створи добар производ.
Тамо где се производе ове стенске јединице, оне су обично меке, слабо цементиране и понекад лагано мекане. То омогућава да се ископају и дробе уз минимално оштећење зрна кварца. Песак високе чистоће са подручја као што су Аппалацхианс често није погодан за фрак песак, јер је био изложен тектонским силама које су деформисале стену и ослабиле зрна песка.
Рудник песка Фрац у Висконсину: Поглед из ваздуха у операцији вађења фразног песка у Висцонсину. Брачни песак је високо специјализован производ који се може произвести само из малог броја песка.
Постројење за обраду песка Фрац: Поглед из ваздуха постројења за обраду песка фрака у Висцонсину.
Постројења за обраду песка Фрац
Брачни песак се не користи равно са земље. За оптимизацију перформанси потребна је обрада. Након ископавања одводи се у постројење за прераду. Тамо се пере ради уклањања ситних честица.
Након прања, песак се слаже у хрпе да би се омогућила вода за прање. Ова операција се изводи напољу и ограничена је на доба године када су температуре изнад смрзавања. Након што се песак испразни, смешта се у сушач за ваздух да би се уклонила сва влага. Затим се сува зрна прегледају да би се добиле фракције одређене величине за различите купце.
Пијесак који није погодан за фракирање се одваја и продаје у друге сврхе. Неки песак од фрака може се премазати смолом да би се побољшале његове перформансе у раду фракирања. Овај материјал ће се продавати као врхунски производ. Након обраде, највећи део песка укрцава се директно у вагоне за испоруку шина.
Неки погони за прераду налазе се на локацији рудника. Међутим, постројења за прераду веома су скупа за изградњу и понекад их деле више рудника. Они су централно смештени у неколико рудника, а песак се допрема камионом, возом или транспортним возилом.
Где се производи и користи Фрац Санд?
Пре неколико година, произвођачи из Висцонсина и Тексаса испоручили су добар део песка који користи нафта и гасна индустрија. Међутим, велики пад потражње узрокован налетом природног гаса и шкриљаца, мотивирао је многе компаније да понуде овај производ. Многе од ових компанија налазе се у централном делу Сједињених Држава, где се Ст. Петер Сандстоне и сличне стенске јединице налазе близу површине и лако се ископавају. Ова подручја су такође тамо где тектонске силе нису проузроковале тешко савијање стенских јединица и ослабиле зрнца песка. Примерак је у средњозападним државама (Илиноис, Индијана, Ајова, Канзас, Кентуцки, Минесота, Мичиген, Мисури, Небраска и Висконсин).
Већина силиконских пескова високе чистоће у Сједињеним Државама познат је већ деценијама. Користе се за израду стакла и металуршку употребу. Тренутно тражење фракционог песка није у "откривању нових извора песка", већ о утврђивању који извори производе врхунске материјале.
Брачни песак се користи за производњу природног гаса, течности од природног гаса и уља из шкриљаца и других чврстих стена где је потребно хидраулично ломљење. Ту спадају: Марцеллус Схале, Утица Схале, Баккен формација, Хаинесвилле Схале, Фаиеттевилле Схале, Орао Форд Схале, Барнетт Схале и многе друге представе о шкриљевцима широм Сједињених Држава.
Ст. Петер Сандстоне: Фотографија Светог Петра Пешчењака натписана Јоахим Доломитом снимљена у близини Пацифика у Мисурију. Слика јавне домене од Кбх3рд.
Извори и цене фрак песка
Потражња за песком фрака у Северној Америци нагло је порасла у последњих неколико година као одговор на бројне игре из шкриљаца који се развијају у многим деловима Сједињених Држава и Канаде. Амерички геолошки институт извештава о извору ове производње:
Ордовицијски песак Светог Петра на средњем западу је примарни извор силикатног песка за бројне намене и такође је главни извор брасног песка. Избачен у пет држава, песак фрацка из песка Св. Петра налази се на разумној транспортној удаљености до бројних подземних шкриљачких формација које производе природни гас.У 2011. години на Средњем западу је произведено 59% фракташког песка.
Извештаване просечне цене песка фрака у америчком Годишњаку минерала у геолошком истраживању биле су између 45 долара по тони и 50 долара по тони у 2010. години. Просечна цена у 2011. години порасла је на 54,83 долара. То је значајно више од просечне цене од 35 долара по тони специјалног песка који се продаје ван грађевинске индустрије.
Синтеред Боуките Проппантс
Боксит у праху може се стопити у сићушне куглице на врло високим температурама. Ове перле имају врло високу отпорност на дробљење, што их чини погодним за употребу као пропан. Специфична тежина перлица и њихова величина могу се ускладити са вискозитетом течности за хидраулично ломљење и величином ломова који се очекују да се развију у стени. Произведени пропанти пружају широк избор величине зрна и специфичне тежине у поређењу с природним пропантом познатим као фрак песак. Фрац-песак се тренутно користи уместо произведених пропанса, јер има трошкове и транспортну предност.