Hydraulisch breken, of fracking, is een beproefde en streng gereguleerde techniek die al meer dan 60 jaar door olie- en gasbedrijven wordt gebruikt.

Fracking volgt het basisprincipe van het kraken van gesteente en het openbreken ervan om olie en gas naar de oppervlakte te laten stromen. Hoewel het principe eenvoudig is, heeft voortdurende innovatie geleid tot de ontwikkeling van zeer geavanceerde technologieën die toegang hebben gegeven tot enorme nieuwe olie- en gasvoorraden en nieuwe productiegroei hebben gestimuleerd – met name in de afgelopen 15 jaar.

Wat is Hydraulic Fracturing of Fracking?

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is fracking geen boorproces. Fracking vindt plaats nadat de boorput is geboord, van cement is voorzien en gecementeerd. Fracking is een proces waarbij vloeistof wordt gebruikt om de stroom van olie en aardgas naar de oppervlakte van de put te stimuleren.

Fracking is een zorgvuldig ontworpen proces waarbij rekening wordt gehouden met een groot aantal omstandigheden voordat de behandeling wordt gestart, waaronder de volgende:

• Soort gesteente in de formatie
• Diepte van de put
• Downhole temperatuur

Deze omstandigheden en aanvullende eigenschappen worden gemodelleerd met een computer om de verwachte afmetingen van de breuken te illustreren die uit de voorgestelde behandeling zullen voortvloeien. Met deze details wordt een plan ontwikkeld om de prestaties te optimaliseren en potentiële risico’s tijdens fracking-operaties te beperken.

In het veld duurt het fracking-proces 3 tot 4 dagen per put en omvat het de volgende basisstappen:

1. Water, proppant (frac-zand) en chemicaliën worden op de putlocatie vervoerd en opgeslagen. Frac-apparatuur arriveert en wordt opgesteld.
   Noot: Grafiek wordt bijgewerkt door Streamflow
   

   Foto: Trican

2. Frac-vloeistof, ook bekend als hydraulische breekvloeistof of slick water, wordt ter plaatse gemengd, en frac-pompers pompen de vloeistof in de put met een druk die hoog genoeg is om kleine (millimeter brede) scheuren in de beoogde rotsformatie diep onder het oppervlak te creëren.

   Als het interval, of stadium, eenmaal voldoende is gebroken, worden de pompen stilgelegd, wordt de druk verminderd en beginnen de scheuren zich te sluiten. Het frac-zand “stut” de scheuren open om de koolwaterstofmoleculen in de scheuren en vervolgens naar de put te laten stromen.

   Fracking begint meestal aan de teen, of het einde van de horizontale poot, en werkt terug naar het verticale deel van de put. Dit proces wordt “multi-stage hydraulic fracturing” genoemd. Gewoonlijk zijn er gemiddeld 10 tot 15 fasen nodig om het reservoir voldoende te bedekken voor een maximale winning van de olie of het gas dat het reservoir bevat. Het aantal fasen hangt af van de laterale lengte van de put.

3. Het voltooien van de geplande fasen neemt gewoonlijk ongeveer 3 tot 4 dagen in beslag. Daarna wordt de fracking-apparatuur van de boorput verwijderd en wordt er flow-test- en/of productieapparatuur geïnstalleerd. Nu kan de olie of het aardgas uit de put stromen.
4. In eerste instantie laat men de olie of het gas uit de put stromen samen met het grootste deel van de frac-vloeistof, de zogeheten terugstroomvloeistof. De terugvloeiingsvloeistof wordt gescheiden van het aardgas of de olie en op de wellsite opgeslagen. De put kan jarenlang stromen (of produceren), maar het terugstromen van de vloeistof gebeurt slechts in de loop van dagen of maanden.

   De zorgvuldig teruggewonnen terugstromingsvloeistof wordt ofwel hergebruikt voor een andere put, ofwel verwijderd in door de overheid goedgekeurde faciliteiten. Exploitanten moeten de hoeveelheden terugvloeiende vloeistof bijhouden en melden aan de regelgevende instanties.

Frac Fluid

De keuze van frac-vloeistof is afhankelijk van de eigenschappen van het reservoir, de kosten en de beschikbaarheid.

De frac-vloeistof die tijdens het fracking-proces wordt gebruikt, bestaat uit:

• Een basisvloeistof: meestal water, maar kan ook vloeibaar kooldioxide (CO2) of stikstof (N2)
• Proppant of frac-zand: meestal zuiver kiezelzuurzand, maar kan ook met hars bedekt zand of keramische korrels zijn
• Additieven: gemeenschappelijke additieven die de prestaties van de vloeistof tijdens het fracking-proces veranderen en het reservoir en de apparatuur beschermen

Frac Fluid = Base Fluid + Proppant + Additives

Frac Fluid Disclosure

De olie- en gasindustrie in Canada begrijpt dat het publiek vragen heeft over de additieven die bij fracking worden gebruikt en zet zich daarom in voor de openbaarmaking van de frac-vloeistoffen die zij gebruiken. De overgrote meerderheid van de additieven die in frac-vloeistoffen worden gebruikt, worden ook gebruikt in gangbare industriële en huishoudelijke processen, zoals shampoo, lippenstift, antitranspiratiemiddelen en ijs.

Servicebedrijven die fracking in het veld uitvoeren, hebben zich ertoe verbonden exploratie- en productiebedrijven (E&P), hun klanten, een lijst te verstrekken van additieven die in hun frac-vloeistoffen worden gebruikt.

Op hun beurt hebben E&P-bedrijven zich ertoe verbonden openbaar te maken welke additieven worden gebruikt om de putten die zij bezitten te breken. FracFocus houdt een openbaar register bij waar bedrijven gegevens uploaden over hun hydraulische breekwerkzaamheden in Canada.

Zorgen dat fracking veilig en verantwoord is

Continue, real-time monitoring van fracking-werkzaamheden is essentieel om de veiligheid van werknemers en het milieu te waarborgen. Bij fracking-activiteiten is goed opgeleid personeel betrokken dat de vloeistof mengt en de pompdruk, -snelheid en -volumes controleert om ervoor te zorgen dat de fracking-activiteiten volgens het ontworpen, locatiespecifieke plan verlopen. De pompapparatuur kan op elk moment worden stilgelegd als de operatie afwijkt van het plan of als om een andere reden moet worden gestopt.

Micro-seismisch toezicht is het in realtime monitoren van de geïnduceerde seismiciteit die optreedt tijdens fracking. Micro-seismische monitoring creëert een beeld van elke frac-fase, zodat de operator er zeker van kan zijn dat het fracking-proces plaatsvindt zoals bedoeld binnen de beoogde rotsformatie.

De monitoring levert informatie over de veranderende spanning van een reservoir. Aan de hand van deze gegevens kan de exploitant aantonen hoe ver de scheuren zich uitstrekken. De scheuren groeien meer in de horizontale richting dan in de verticale richting. Zo kunnen fracs in het Horn River Basin in het noordoosten van British Columbia honderden meters lateraal en tientallen meters verticaal uitsteken.

Fracking, zoals alle olie- en gasactiviteiten in Canada, is strikt gereglementeerd. Voor elke fase van de olie- en gasontwikkeling moet goedkeuring van de regelgevende instanties worden aangevraagd voordat met de werkzaamheden kan worden begonnen.

Naast de regelgeving hebben de Canadese industrie en overheidsmedewerkers samengewerkt om Industry Recommended Practices (IRP’s) voor fracking te ontwikkelen. IRP’s worden ontwikkeld door middel van gezamenlijke inspanningen en ze identificeren beste praktijken voor preventieve maatregelen om risico’s te beperken tijdens fracking operaties.

Finitief, niet al het werk van de industrie wordt gedaan in het veld. Veel bedrijven die zich bezighouden met hydraulische fracturering beschikken over ultramoderne onderzoeks- en ontwikkelingscentra die zich richten op de voortdurende verbetering van fracking-technieken. Het werk in deze laboratoria leidt tot vooruitgang op de boorputten op de volgende gebieden:

• Milieuvriendelijke vloeistoffen, groene chemicaliën en nieuwe technologieën die fracturering met minder zoet water mogelijk maken
• Tracer-systemen die worden gebruikt om de breukverdeling en productiviteit te evalueren
• Downhole monitoring-technieken om de effectiviteit van elke frac-fase te verbeteren
• Innovaties in het hergebruik en de recycling van frac-vloeistoffen