Co to jest szczelinowanie hydrauliczne?

Szczelinowanie hydrauliczne jest metodą stosowaną do rozbijania formacji skalnych zawierających ropę i gaz, tworząc korytarze dla przepływu paliwa ze skały do ​​odwiertu produkcyjnego. Osiąga się to za pomocą ciśnienia hydraulicznego w celu wstrzyknięcia płynu zawierającego piasek lub inny materiał ścierny do skały z wystarczającą siłą, aby spowodować pęknięcia. Technologia jest wykorzystywana do stymulowania przepływu ropy lub gazu w nowych odwiertach oraz do ożywienia produkcji w odwiertach, które uznano za wyeksploatowane.

Proces szczelinowania hydraulicznego został opracowany w 1903 roku, ale minęło czterdzieści lat, zanim technologia została po raz pierwszy zastosowana komercyjnie w 1948 roku. Większość odwiertów produkcyjnych w USA i na całym świecie stosuje szczelinowanie hydrauliczne, w tym odwierty w krajach takich jak Meksyk, Brazylia, Francja, Wielka Brytania, Kolumbia, Argentyna, Rumunia, Wenezuela, Indonezja i Rosja. Szczelinowanie jest uważane za cenny mechanizm zwiększania krajowej produkcji energii poprzez udostępnianie wcześniej niedostępnych rezerw.

Szczelinowanie hydrauliczne jest również kluczem do finansowej opłacalności wydobycia ropy z łupków. Producenci gazu twierdzą, że większość zasobów łupkowych w Stanach Zjednoczonych znajduje się w skałach, do których nie można uzyskać dostępu bez szczelinowania. Łupek to skała osadowa wytworzona ze sprasowanej gliny, mułu i organicznego materiału roślinnego. Skała ta nie jest przepuszczalna, co oznacza, że ​​nie przepuszczają przez nią cieczy, więc wydobycie gazu z łupków wymaga szczelinowania.

Szczelinowanie hydrauliczne polega na pompowaniu cieczy przez studnię do podziemnej formacji skalnej przy użyciu ciśnienia wystarczającego do spowodowania pęknięć w skale. Najczęściej stosowanym ciekłym środkiem jest woda, chociaż w niektórych przypadkach można stosować olej napędowy, ropa naftowa, rozcieńczony kwas solny lub naftę. Woda jest mieszana z kilkoma chemikaliami i guarem, naturalną substancją z ziaren, która nadaje wodzie żelową konsystencję. Mieszanina wodna jest przede wszystkim systemem dostarczania środka do podsadzki, zwykle substancji ziarnistej, takiej jak piasek lub granulki aluminiowe, które utrzymują pęknięcie otwarte po wycofaniu wody.

Ciśnienie hydrauliczne służy do pompowania mieszaniny wody przez rurę wiertniczą lub rurę do skały. Gdy woda utworzy kilka pęknięć w formacji skalnej, ciśnienie zostaje uwolnione, a woda cofa się do studni. Pęknięcia zaczynają się zamykać, ale są „podpierane” przez piasek lub inny środek do podsadzki, umożliwiając przepływ gazu lub ropy w kierunku odwiertu. Obudowy studni i cement są instalowane jako część procesu, aby zapobiec ucieczce płynów ze studni do lustra wody.

Niewielkie ślady płynnej mieszanki pozostają w skale, a obecność toksycznych chemikaliów w mieszance jest powodem do obaw o środowisko. Nieustannie dokonuje się postępu technologicznego, aby zapobiec przedostawaniu się zbiorników do wód gruntowych. W Stanach Zjednoczonych Agencja Ochrony Środowiska (EPA), Rada Ochrony Wód Gruntowych (GUPC) oraz Interstate Oil and Gas Compact Commission (IOGCC) przeprowadziły testy w celu określenia wpływu szczelinowania hydraulicznego na środowisko. Badania przeprowadzone przez EPA objęły płytkie studnie, które najprawdopodobniej mogą stanowić zagrożenie dla wód gruntowych. W każdym przypadku testy nie były w stanie wykryć żadnego negatywnego wpływu na środowisko.