Hydraulinen murtaminen eli fracking on hyväksi todettu ja tiukasti säännelty tekniikka, jota öljy- ja kaasuyhtiöt ovat käyttäneet jo yli 60 vuoden ajan.

Fracking perustuu perusperiaatteeseen, jonka mukaan kallio halkaistaan ja avataan, jotta öljy ja kaasu pääsevät virtaamaan pintaan. Vaikka periaate on yksinkertainen, jatkuvat innovaatiot ovat johtaneet erittäin kehittyneiden tekniikoiden kehittämiseen, jotka ovat mahdollistaneet pääsyn valtaviin uusiin öljy- ja kaasuvaroihin ja vauhdittaneet tuotannon uutta kasvua – erityisesti viimeisten 15 vuoden aikana.

Mitä on hydraulinen murtaminen eli fracking?

Yleisen uskomuksen vastaisesti fracking ei ole porausprosessi. Fracking tapahtuu sen jälkeen, kun kaivo on porattu, kaseerattu ja sementoitu. Fracking on prosessi, jossa käytetään nestettä stimuloimaan öljyn ja maakaasun virtausta kaivon pintaan.

Fracking on huolellisesti suunniteltu prosessi, jossa otetaan huomioon monet olosuhteet ennen käsittelyn aloittamista, mukaan lukien seuraavat:

• muodostuman kivilaji
• kaivon syvyys
• kaivon lämpötila

Nämä olosuhteet ja lisäominaisuudet mallinnetaan tietokoneella, jotta voidaan havainnollistaa suunnitellun käsittelyn tuloksena syntyvien murtumien odotettavissa olevat ulottuvuudet. Näiden yksityiskohtien avulla laaditaan suunnitelma suorituskyvyn optimoimiseksi ja mahdollisten riskien lieventämiseksi murtotoiminnan aikana.

Kentällä murtoprosessi kestää 3-4 päivää kutakin kaivoa kohti, ja siihen kuuluvat seuraavat perusvaiheet:

1. Vesi, proppantti (murtohiekka) ja kemikaalit kuljetetaan ja varastoidaan kaivokohteessa. Frac-laitteisto saapuu paikalle ja asetetaan paikoilleen.
   Huomautus: Graphic being upgraded by Streamflow
   

   Kuvan luotto : Trican

2. Frac-neste, joka tunnetaan myös nimellä hydraulinen murtoneste tai liukas vesi, sekoitetaan paikan päällä, ja frac-pumpperit pumppaavat nesteen kaivoon riittävän korkealla paineella, jotta se saa aikaan pieniä (millimetrin levyisiä) halkeamia kohteena olevaan kalliomuodostumaan syvällä pinnan alla.

   Kun väli tai vaihe on murtunut riittävästi, pumput sammutetaan, paine vähenee ja halkeamat alkavat sulkeutua. Frac-hiekka “pönkittää” halkeamat auki, jotta hiilivetyjen molekyylit pääsevät virtaamaan halkeamiin ja sitten kaivoon.

   Fracking aloitetaan tyypillisesti vaakasuuntaisen jalan kärjestä tai päästä, ja se jatkuu takaisin kaivon pystysuoraan osaan. Prosessia kutsutaan monivaiheiseksi hydrauliseksi murtamiseksi. Yleensä tarvitaan keskimäärin 10-15 vaihetta, jotta voidaan varmistaa säiliön riittävä peittävyys sen sisältämän öljyn tai kaasun talteenoton maksimoimiseksi. Vaiheiden määrä riippuu kaivon sivupituudesta.

3. Suunniteltujen vaiheiden suorittaminen kestää yleensä noin 3-4 päivää. Tämän jälkeen murtovarusteet poistetaan porauspaikalta ja asennetaan virtauksen testaus- ja/tai tuotantolaitteet. Nyt öljyä tai maakaasua pääsee virtaamaan kaivosta.
4. Aluksi öljyn tai kaasun annetaan virrata kaivosta yhdessä suurimman osan murtonesteestä, jota kutsutaan takaisinvirtausnesteeksi. Flowback-neste erotetaan maakaasusta tai öljystä ja varastoidaan porauspaikalle. Kaivo voi virrata (tai tuottaa) vuosikausia, mutta nesteen takaisinvirtaus tapahtuu vain päivien tai kuukausien aikana.

   Huolellisesti talteenotettu takaisinvirtausneste joko käytetään uudelleen toisessa porausreiässä tai hävitetään viranomaisten hyväksymissä laitoksissa. Toiminnanharjoittajien on seurattava takaisinvirtausnesteen määriä ja raportoitava ne sääntelyviranomaisille.

Frac-neste

Frac-nesteen valinta riippuu säiliön ominaisuuksista, kustannuksista ja saatavuudesta.

Fracking-prosessissa käytettävä frac-neste koostuu:

• perusnesteestä: tavallisimmin vedestä, mutta voi olla myös nestemäistä hiilidioksidia (CO2) tai typpeä (N2)
• proppantista tai frac-hiekasta: tavallisesti puhtaasta kvartsihiekasta, mutta voi olla myös hartsipinnoitettua hiekkaa tai keraamisia helmiä
• lisäaineista: yleiset lisäaineet, jotka muuttavat nesteen suorituskykyä koko murtoprosessin ajan ja suojaavat säiliötä ja laitteita

Frak-neste = perusneste + proppantti + lisäaineet

Frac Fluid Disclosure

Kanadan öljy- ja kaasuteollisuus ymmärtää, että yleisöllä on kysyttävää frackingin aikana käytettävistä lisäaineista, ja siksi se on sitoutunut julkistamaan käyttämänsä frac-nesteet. Valtaosaa murtonesteissä käytetyistä lisäaineista käytetään myös tavallisissa teollisuus- ja kotitalousprosesseissa, kuten shampoossa, huulipunassa, antiperspiranteissa ja jäätelössä.

Palveluyritykset, jotka suorittavat murtamista kentällä, ovat sitoutuneet toimittamaan asiakkailleen, etsintä- ja tuotantoyhtiöille (E&P), luettelon niiden käyttämissä murtonesteissä käytetyistä lisäaineista.

E&P-yhtiöt puolestaan ovat sitoutuneet julkistamaan omistamiensa porauskaivojen murtamiseen käytetyt lisäaineet. FracFocus isännöi julkista rekisteriä, johon yritykset lataavat tietoja hydraulisen murtamisen toiminnoistaan Kanadassa.

Murtamisen turvallisuuden ja vastuullisuuden varmistaminen

Murtamistoiminnan jatkuva, reaaliaikainen seuranta on keskeistä työntekijöiden ja ympäristön turvallisuuden varmistamiseksi. Fracking-toimintaan osallistuu hyvin koulutettua työvoimaa, joka sekoittaa nesteen ja valvoo pumppauspaineita, -nopeuksia ja -määriä varmistaakseen, että fracking-toiminnassa noudatetaan suunniteltua, paikkakohtaista suunnitelmaa. Pumppauslaitteisto voidaan pysäyttää missä tahansa vaiheessa, jos toiminta poikkeaa suunnitelmasta tai jos se joudutaan keskeyttämään jostain muusta syystä.

Mikroseisminen seuranta on reaaliaikaista seurantaa indusoidusta seismisyydestä, jota esiintyy murtamisen aikana. Mikroseisminen seuranta luo kuvan jokaisesta murtovaiheesta, jotta toiminnanharjoittaja voi olla varma siitä, että murtoprosessi tapahtuu aiotulla tavalla kohteena olevassa kalliomuodostumassa.

Monitorointi tuottaa tietoa säiliön muuttuvasta jännityksestä. Näistä tiedoista operaattorit voivat osoittaa, kuinka pitkälle halkeamat ulottuvat. Halkeamat kasvavat enemmän vaakasuunnassa kuin pystysuunnassa. Esimerkiksi Horn River Basinissa Koillis-Britannian Kolumbiassa murtumat voivat ulottua satoja metrejä sivusuunnassa ja kymmeniä metrejä pystysuunnassa.

Fracking, kuten kaikki öljy- ja kaasutoiminta Kanadassa, on tiukasti säänneltyä. Jokaiselle öljyn ja kaasun kehittämisen vaiheelle on haettava viranomaishyväksyntä, ennen kuin työt voidaan aloittaa.

Säädösten lisäksi Kanadan teollisuus ja hallituksen henkilökunta ovat yhdessä kehittäneet teollisuuden suosittelemia käytäntöjä (Industry Recommended Practices, IRP) murtamista varten. IRP:t on kehitetty yhteistyössä, ja niissä yksilöidään parhaat käytännöt ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä varten, joilla vähennetään riskejä fracking-toiminnan aikana.

Loppujen lopuksi kaikki teollisuuden työ ei tapahdu kentällä. Monilla hydraulista murtamista harjoittavilla yrityksillä on huippuluokan tutkimus- ja kehityskeskuksia, jotka keskittyvät murtotekniikoiden jatkuvaan parantamiseen. Näissä laboratorioissa tehty työ johtaa edistykseen porauspaikalla seuraavilla aloilla:

• Ympäristöystävälliset nesteet, vihreät kemikaalit ja uudet tekniikat, jotka mahdollistavat murtamisen vähemmällä makealla vedellä
• Tracer-järjestelmät, joita käytetään murtojakauman ja tuottavuuden arvioimiseen
• Alareiän seurantatekniikat, joiden avulla voidaan tehostaa kunkin murtovaiheen tehokkuutta
• Innovaatiot, jotka liittyvät murtonesteiden uudelleenkäyttöön ja kierrätykseen