A hidraulikus repesztés, vagy fracking, egy bevált és szigorúan szabályozott technika, amelyet az olaj- és gázipari vállalatok már több mint 60 éve alkalmaznak.
A fracking alapelve a kőzet feltörése és megnyitása, hogy az olaj és a gáz a felszínre juthasson. Bár az elv egyszerű, a folyamatos innováció olyan rendkívül fejlett technológiák kifejlesztéséhez vezetett, amelyek lehetővé tették a hatalmas új olaj- és gázforrásokhoz való hozzáférést, és ösztönözték a termelés újbóli növekedését – különösen az elmúlt 15 évben.
Mi a hidraulikus repesztés vagy fracking?
A közhiedelemmel ellentétben a fracking nem fúrási eljárás. A fracking azután történik, hogy a kutat megfúrták, kibélelték és bebetonozták. A fracking egy olyan eljárás, amely folyadékkal serkenti az olaj és a földgáz áramlását a kút felszínére.
A fracking egy gondosan megtervezett folyamat, amely a kezelés megkezdése előtt számos feltételt figyelembe vesz, többek között a következőket:
- A formációban lévő kőzet típusa
- A kút mélysége
- A fúrás hőmérséklete
Ezeket a feltételeket és további tulajdonságokat számítógép segítségével modellezik, hogy bemutassák a tervezett kezelés eredményeként keletkező repedések várható méreteit. Ezekkel a részletekkel tervet dolgoznak ki a teljesítmény optimalizálására és a lehetséges kockázatok mérséklésére a repesztési műveletek során.
A terepen a repesztési folyamat kútonként 3-4 napot vesz igénybe, és a következő alapvető lépéseket foglalja magában:
- A vizet, a proppantot (repesztőhomok) és a vegyszereket a kút helyszínén szállítják és tárolják. A frac-berendezések megérkeznek és felállítják őket.
Megjegyzés: A grafikát a Streamflow
Fotó hitel: Trican
- A frac-folyadékot, más néven hidraulikus repesztőfolyadékot vagy slick vizet a helyszínen keverik össze, és a frac-pumpák a folyadékot elég nagy nyomással pumpálják a kútba ahhoz, hogy a felszín alatt mélyen a célzott kőzetformációban kis (milliméteres szélességű) repedéseket hozzanak létre.
Amikor az intervallum vagy szakasz megfelelően megrepedt, a szivattyúkat leállítják, a nyomást csökkentik, és a repedések elkezdenek záródni. A törőhomok “kitámasztja” a repedéseket, hogy a szénhidrogénmolekulák a repedésekbe, majd a kútba áramolhassanak.
A feltörés általában a vízszintes szakasz lábánál vagy végén kezdődik, és a kút függőleges része felé halad. A folyamatot többlépcsős hidraulikus repesztésnek nevezik. Általában átlagosan 10-15 szakaszra van szükség ahhoz, hogy a tározó megfelelő lefedettségét biztosítsák a benne lévő olaj vagy gáz maximális kinyeréséhez. A szakaszok száma a kút laterális hosszától függ.
- A tervezett szakaszok elvégzése általában 3-4 napot vesz igénybe. Ezután a fracking-berendezéseket eltávolítják a kút helyéről, és áramlásvizsgálati és/vagy kitermelő berendezéseket telepítenek. Most már olaj vagy földgáz áramolhat a kútból.
- Az olaj vagy a földgáz kezdetben a fúrófolyadék nagy részével, az úgynevezett visszaáramló folyadékkal együtt áramolhat a kútból. A visszaáramló folyadékot elválasztják a földgáztól vagy olajtól, és a kút helyén tárolják. A kút akár évekig is folyhat (vagy termelhet), de a folyadék visszaáramlása csak napok vagy hónapok alatt történik meg.
A gondosan visszanyert visszaáramló folyadékot vagy újra felhasználják egy másik kútnál, vagy a kormány által jóváhagyott létesítményekben ártalmatlanítják. Az üzemeltetőknek nyomon kell követniük a visszaáramló folyadék mennyiségét, és jelenteniük kell a szabályozó hatóságoknak.
Frac Fluid
A frac folyadék kiválasztása a tározó tulajdonságaitól, a költségektől és a rendelkezésre állástól függ.
A fracfolyadék, amelyet a fracking során használnak, a következőkből áll:
- Bázisfolyadék: leggyakrabban víz, de lehet folyékony szén-dioxid (CO2) vagy nitrogén (N2)
- Proppant vagy frac-homok: általában tiszta kovahomok, de lehet gyantával bevont homok vagy kerámia gyöngyök is
- Adalékanyagok:
Frac Fluid = Base Fluid + Proppant + Additives
Forrásfolyadék = Base Fluid + Proppant + Additives
Forrásfolyadék = Base Fluid + Proppant + Additives
forrás: A kanadai olaj- és gázipar megérti, hogy a nyilvánosságnak kérdései vannak a fracking során használt adalékanyagokkal kapcsolatban, ezért elkötelezett az általuk használt frac folyadékok nyilvánosságra hozatala mellett. A repesztőfolyadékokban használt adalékanyagok túlnyomó többségét a szokásos ipari és háztartási folyamatokban, például samponokban, rúzsokban, izzadásgátlókban és jégkrémekben is használják.
A frackinget a terepen végző szolgáltató vállalatok elkötelezték magukat amellett, hogy a feltáró és kitermelő (E&P) vállalatok, azaz ügyfeleik rendelkezésére bocsátják a frac-folyadékokban használt adalékanyagok listáját.
Az E&P vállalatok viszont elkötelezték magukat amellett, hogy nyilvánosságra hozzák a tulajdonukban lévő kutak töréséhez használt adalékanyagokat. A FracFocus egy nyilvános nyilvántartásnak ad otthont, ahová a vállalatok adatokat töltenek fel a Kanadában végzett hidraulikus repesztési műveleteikről.
Ensuring Fracking is Safe and Responsible
A repesztési műveletek folyamatos, valós idejű nyomon követése kulcsfontosságú a munkavállalók és a környezet biztonságának biztosításához. A fracking-műveletekhez jól képzett munkaerő tartozik, amely keveri a folyadékot, és figyelemmel kíséri a szivattyúzási nyomást, sebességet és mennyiséget annak biztosítása érdekében, hogy a fracking-tevékenységek a tervezett, helyspecifikus tervet kövessék. A szivattyúberendezés bármikor leállítható, ha a művelet eltér a tervtől, vagy ha bármilyen más okból leállításra van szükség.
A mikroszeizmikus megfigyelés a fracking során fellépő indukált szeizmicitás valós idejű megfigyelése. A mikroszeizmikus monitorozás képet készít minden egyes frac-fázisról, így az üzemeltető megbizonyosodhat arról, hogy a fracking-folyamat a célzott kőzetformációban a tervezett módon zajlik.
A monitorozás információt szolgáltat a tározó változó feszültségéről. Ezekből az adatokból az üzemeltetők be tudják mutatni, hogy a repedések milyen messzire terjednek. A repedések vízszintes irányban jobban nőnek, mint függőleges irányban. Például a British Columbia északkeleti részén található Horn River-medencében a repedések oldalirányban több száz méterre, függőlegesen pedig több tíz méterre is kiterjedhetnek.
Forrás: A fúrás, mint minden olaj- és gázipari tevékenység Kanadában, szigorúan szabályozott. Az olaj- és gázfejlesztés minden fázisában hatósági engedélyt kell kérni a munka megkezdése előtt.
A szabályozás mellett a kanadai ipar és a kormányzat munkatársai közösen dolgozták ki a frackingre vonatkozó ajánlott iparági gyakorlatokat (IRP). Az IRP-ket közös erőfeszítéssel dolgozzák ki, és a legjobb gyakorlatokat határozzák meg a fracking-műveletek során felmerülő kockázatok csökkentését célzó megelőző intézkedésekre vonatkozóan.
Végezetül, az ipar nem minden munkáját végzi a terepen. Számos hidraulikus repesztéssel foglalkozó vállalat rendelkezik korszerű kutatási és fejlesztési központokkal, amelyek a repesztési technikák folyamatos fejlesztésére összpontosítanak. Az ezekben a laboratóriumokban folyó munka a következő területeken vezet előrelépésekhez a kút helyén:
- Környezetbarát folyadékok, zöld vegyi anyagok és új technológiák, amelyek lehetővé teszik a kevesebb édesvízzel történő repesztést
- Tracer-rendszerek, amelyeket a repedéseloszlás és a termelékenység értékelésére használnak
- Lenti monitoring technikák az egyes repesztési szakaszok hatékonyságának fokozására
- Innovációk a repesztőfolyadékok újrafelhasználása és újrahasznosítása terén
Forrás: Trican