มารไม่ได้น่ากลัวขนาดนั้น: สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีพร่าพรายไฮดรอลิก? อะไรดีสำหรับรัสเซีย แล้ว fracking สำหรับส่วนที่เหลือ คุณสมบัติของไฮดรอลิกพร่าพรายสำหรับหินทรายอัด

เป็นเวลา 65 ปีมาแล้วที่การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นเพียงวิธีการหนึ่งที่เป็นที่รู้จักในการกระตุ้นการผลิตไฮโดรคาร์บอน ซึ่งไม่ได้มีความสำคัญมากเท่าที่ควรในยุโรปและยูเครนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และขณะนี้เชื่อมโยงกับการผลิตก๊าซจากชั้นหินอย่างแยกไม่ออก อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีนี้เป็นที่รู้จักในดินแดนของอดีตสหภาพโซเวียตมานานก่อนที่จะเริ่มการผลิตก๊าซจากชั้นหินในเชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกาเมื่อต้นศตวรรษนี้ ในพื้นที่หลังโซเวียต รัสเซียเป็นผู้นำด้านการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิก โดยให้ตำแหน่งในจำนวนปฏิบัติการเฉพาะกับสหรัฐอเมริกาเท่านั้น - ในระดับโลก

น่าแปลก แต่เป็นความจริง: วันนี้ห้ามไม่ให้มีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกเฉพาะในประเทศที่ไม่มีการผลิตก๊าซในหลักการ: ฝรั่งเศส, สาธารณรัฐเช็ก, บัลแกเรีย ด้วยเหตุ "บังเอิญ" ที่แปลกประหลาด สหพันธรัฐรัสเซียจึงเป็นผู้จัดหาก๊าซหลักสำหรับประเทศเหล่านี้ เป็นเรื่องที่แตกต่างกับยูเครน: ประเทศสกัดก๊าซ ~ 20 พันล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี (ให้ ~ 40% ของความต้องการ) และต้องขอบคุณการมีอยู่ของสำรอง แผน และโครงการสำหรับการผลิตก๊าซจากแหล่งที่ไม่เป็นทางการ (หินทราย หินดินดาน , ตะเข็บถ่านหิน ฯลฯ ) ลดการพึ่งพาก๊าซจากแก๊ซพรอม

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่รัสเซียเป็นผู้จัดหาก๊าซผูกขาดให้กับยูเครน ซึ่งขณะนี้กำลังพัฒนาโครงการเพื่อกระจายแหล่งจ่ายก๊าซ เนื่องจากการสกัดก๊าซจากชั้นหินในแหล่งภายในประเทศ เฉพาะในช่วงสองปีที่ผ่านมาด้วยการประหยัดและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ยูเครนสามารถจัดการเพื่อลดการนำเข้าก๊าซรัสเซียได้อย่างมีนัยสำคัญ (จาก 40 ถึง 30 พันล้านลูกบาศก์เมตร) ในขณะที่การเพิ่มการผลิตของตัวเองถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดก๊าซที่มากเกินไป การพึ่งพาก๊าซแก๊ซพรอม ...

ในการเชื่อมต่อกับการลดปริมาณการนำเข้าก๊าซของรัสเซียไปยังยูเครน ความคิดริเริ่มดังกล่าวของประเทศโดยธรรมชาติไม่ได้กระตุ้นการมองโลกในแง่ดีท่ามกลางการผูกขาดก๊าซของรัสเซีย ซึ่งสูญเสียตำแหน่งในตลาดก๊าซยุโรปไปแล้วเนื่องจากการปฏิวัติจากชั้นหินในสหรัฐ รัฐ รัสเซียยังไม่มีแผนที่จะมองหาก๊าซจากชั้นหิน แต่ก็ไม่ได้ต่อต้านการสำรวจความเป็นไปได้ของการผลิตน้ำมันจากชั้นหิน ซึ่งยังคงใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกในแหล่งน้ำมันอย่างกว้างขวาง

ก๊าซจากชั้นหิน: ตำแหน่งของแก๊ซพรอม

หลังจากผลลัพท์ที่เป็นบวกอย่างเห็นได้ชัดของสหรัฐอเมริกา เมื่อได้ปริมาณก๊าซเพิ่มเติมที่มีนัยสำคัญอย่างแม่นยำอันเนื่องมาจากการพัฒนาของหินดินดาน (ในปี 2552 มีการผลิตก๊าซจากชั้นหิน 67 พันล้านลูกบาศก์เมตร กล่าวคือ ~ 11.3% ของการผลิตก๊าซทั้งหมดใน สหรัฐอเมริกา) “ Gazprom เริ่มติดตามการพัฒนาอุตสาหกรรมก๊าซจากชั้นหิน ตอนนี้ ในไตรมาสที่ 4 ของทุกปี การผูกขาดได้เผยแพร่รายงานการตรวจสอบสำหรับอุตสาหกรรมนี้

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2010 ตามผลการตรวจสอบปีแรก เป็นที่ทราบกันว่า Gazprom มีเทคโนโลยีของตัวเอง คล้ายกับที่ใช้ในการผลิตก๊าซจากชั้นหินและใช้ในการสกัดก๊าซถ่านหินใน Kuzbass (Gazprom, 29 ตุลาคม 2553 http: //www.gazprom.ru/press/news/2010/october/article104865/)
การเปิดตัวในปี 2554 ระบุว่าการผูกขาดก๊าซของรัสเซียกำลังศึกษาหัวข้อหินดินดานในตลาดภูมิภาค และในปี 2555 แก๊ซพรอมมุ่งเน้นไปที่ประสบการณ์เชิงลบของอุตสาหกรรมนี้ในยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบุว่าได้ออกคำสั่งห้าม frac ในหลายประเทศ

“… Gazprom มีเทคโนโลยีของตนเองสำหรับการพัฒนาก๊าซจากชั้นหิน…”, - Igor Yusufov สมาชิกคณะกรรมการบริหารของ Gazprom ผู้ก่อตั้งกองทุนพลังงาน อดีตรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงานของรัสเซียกล่าวในปี 2544-2547 กล่าว (บทความ "ก๊าซจากชั้นหินเป็นธุรกิจที่ขาดทุนและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก" 25 เมษายน 2013) อย่างไรก็ตาม Gazprom ไม่เห็นความจำเป็นในการพัฒนาชั้นหินดินดานของตัวเอง เชื่อว่าก๊าซธรรมชาติ 28 ล้านล้านลูกบาศก์เมตรในงบดุลของบริษัทนั้นเพียงพอสำหรับทศวรรษแล้วที่จะตอบสนองความต้องการภายในประเทศของเศรษฐกิจรัสเซียและปฏิบัติตามพันธกรณีที่มีต่อพันธมิตรใน CIS และต่างประเทศ

ดังนั้น รัสเซียจึงยังไม่มีความจำเป็นเชิงกลยุทธ์ที่จะพึ่งพาก๊าซจากชั้นหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเผชิญกับการผลิตก๊าซธรรมชาติที่มากเกินไปและปริมาณการจัดหาก๊าซในต่างประเทศที่ลดลงอย่างร้ายแรง อย่างไรก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การซื้อ TNK-BP ครั้งล่าสุดโดย Rosneft ตามที่นักธรณีวิทยาชาวยูเครนบางคนกล่าวว่า สาเหตุหลักมาจากผลประโยชน์เชิงกลยุทธ์ของการได้มาซึ่งเทคโนโลยีที่ TNK-BP ประสบความสำเร็จในการผลิตไฮโดรคาร์บอนที่กู้คืนได้ยาก แหล่งก๊าซแหกคอก

ในเวลาเดียวกัน การแตกหักของไฮดรอลิกได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางโดยบริษัทน้ำมันของรัสเซีย ซึ่งรวมถึง Gazprom Neft (เดิมชื่อ Sibneft) ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ Gazprom ซึ่งถือหุ้น 95.68%
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อวันที่ 8 เมษายน 2556 Gazprom Neft และ Royal Dutch Shell plc ได้ลงนามในบันทึกข้อตกลงยืนยันข้อตกลงหุ้นส่วนทั่วไปสำหรับการสำรวจและผลิตน้ำมันจากชั้นหิน ทั้งสองฝ่ายจะจัดตั้งบริษัทร่วมทุนที่จะมีส่วนร่วมในโครงการใหม่สำหรับการสำรวจและพัฒนาหินน้ำมันใน Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้รัสเซียเป็นผู้นำในตลาดน้ำมันโลก

รัสเซียใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกอย่างกว้างขวางสำหรับการผลิตน้ำมัน (ก๊าซยังคงไหลด้วยตัวเอง) ยิ่งกว่านั้น มีเพียงสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่ใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกมากกว่า และรัสเซียรั้งอันดับสองของโลกอย่างมั่นใจ จนถึงตอนนี้ ไม่มีปัญหาใหญ่เกี่ยวกับการผลิตก๊าซ แต่น้ำมันไม่ใช่ทุกอย่างที่ดีนัก เกียรติยศของผู้นำระยะยาวด้านการผลิตน้ำมันดูเหมือนจะหลอกหลอนรัสเซีย ซึ่งได้พยายามมาหลายปีเพื่อกำหนดการแข่งขันกับซาอุดิอาระเบีย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการดำเนินการอย่างเป็นชิ้นเป็นอัน รวมทั้งพิจารณาจากผลลัพธ์ของแต่ละเดือน (รูปที่ 1)

แม้จะมีราคาโลกสูง แต่น้ำมันในฐานะแหล่งพลังงานหลักในสมดุลพลังงานโลก (น้ำมัน - 33% ถ่านหิน - 30% ก๊าซ - 24%) ยังคงแข่งขันกับราคาก๊าซรัสเซียที่สูงเกินควร รัสเซียยังคงใช้การกำหนดราคาก๊าซของตนเองในตะกร้าผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมต่อไป แต่สิ่งนี้ได้กลายเป็นกรณีพิเศษไปแล้วตั้งแต่ หลายประเทศกำลังย้ายออกจากความผูกพันนี้ โดยให้ความสำคัญกับการค้าขายในศูนย์ที่เชี่ยวชาญด้านการค้าก๊าซ (แลกเปลี่ยน ศูนย์กลาง)

ผ่านการใช้เทคโนโลยีการแตกร้าวด้วยไฮดรอลิกแบบหลายขั้นตอนและการเจาะแนวนอนเท่านั้นที่รัสเซียยังคงสามารถเพิ่มการผลิตน้ำมันได้ เหล่านี้เป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่สหรัฐอเมริกาใช้ในการสกัดก๊าซจากชั้นหินและน้ำมัน

จนถึงขณะนี้ บริษัทของรัสเซียดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 8 ขั้นตอน ในขณะที่บริษัทตะวันตก - โดยเฉลี่ยสูงสุด 40 ขั้นตอน ดำเนินการ 20 ขั้นตอน ในเดือนกรกฎาคม 2013 บริษัทอเมริกัน NCS Oilfield Services ได้ทำการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 60 ขั้นตอนในบ่อน้ำแห่งหนึ่งในแคนาดา ซึ่งสร้างสถิติใหม่ ในแง่ของปริมาณสำรองน้ำมัน รัสเซียอยู่ในอันดับที่ 8 ของโลก รองจากหลายประเทศในกลุ่มโอเปกและแคนาดา ปริมาณสำรองน้ำมันที่พิสูจน์แล้วของรัสเซียนั้นน้อยกว่าของซาอุดิอาระเบีย 3-4 เท่า (รูปที่ 2) ซึ่งเป็นผู้นำระดับโลกด้านการผลิตน้ำมัน แต่ถึงกระนั้นรัสเซียก็สกัดปริมาณจากลำไส้เทียบได้กับของราชอาณาจักร น้ำมันที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ส่งออกไป ซึ่งถือเป็นรายได้ทางการเงินที่สำคัญของประเทศ

ด้วยความเป็นไปได้และสภาวะการผลิตน้ำมันที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด การแข่งขันเพื่อความเป็นผู้นำระหว่างซาอุดีอาระเบียและสหพันธรัฐรัสเซียยังคงดำเนินต่อไป นั่นคือเหตุผลที่บริษัทชั้นนำของรัสเซียรวมถึง สถานประกอบการของ Gazprom ในอุตสาหกรรมน้ำมันกำลังดำเนินการและปรับปรุงวิธีการผลิตไฮโดรคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น (ทำให้เข้มข้นขึ้น) รวมถึงการแตกหักด้วยไฮดรอลิก (หรือที่เรียกว่าการแตกร้าว)

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเคลื่อนที่ทั่วรัสเซีย

"... รัสเซียเป็นหนึ่งในผู้บริโภครายใหญ่ที่สุดของบริการพร่าพรายด้วยไฮดรอลิกทั้งเพื่อกระตุ้นการผลิตน้ำมันและเพื่อเพิ่มการกู้คืนน้ำมัน" - Gazprom Neft, 5.12.2012

ตั้งแต่ปี 1985 มีการจัดตั้งบริษัทเฉพาะทางขึ้นในรัสเซีย ซึ่งต่อมาได้ดำเนินการการแตกหักด้วยไฮดรอลิกนับพันครั้งต่อปี สำหรับบ่อน้ำที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่ การแตกหักของไฮดรอลิกได้กลายเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตน้ำมัน การแตกหักด้วยไฮดรอลิกใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดในบ่อน้ำของรัสเซียโดยมีอ่างเก็บน้ำที่มีการซึมผ่านต่ำ บ่อยครั้ง เป็นเพราะการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเท่านั้นจึงเป็นไปได้ที่จะบรรลุระดับการผลิตบ่อน้ำที่ทำกำไรได้ ในไซบีเรีย มีการขุดหลุม 500 หลุมต่อปี เมื่อถึงต้นปี 2548 ปริมาณสำรองสำหรับการผลิตน้ำมันในรัสเซียมากกว่า 40% อยู่ในอ่างเก็บน้ำที่มีการซึมผ่านต่ำและคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 70% ในอนาคต ดังนั้นจึงให้ความสนใจอย่างมากกับโอกาสในการใช้การแตกหักแบบไฮดรอลิก (Yu.D. Kachmar, V.M. Svitlitskiy และอื่น ๆ "การทำให้กรดไหลย้อนของคาร์โบไฮเดรตเข้มข้นขึ้นในภูมิภาค Sverdlovsk" - Lviv, 2005. - 414 หน้า)

ในอดีตที่ผ่านมา บริษัทน้ำมันเอกชน Yukos และ Sibneft ใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกในสาขาของตน แต่ข้อมูลนี้ไม่เปิดเผยต่อประชาคมระหว่างประเทศทั่วไป
ในเดือนมีนาคม 2013 ที่การประชุม CERA Week (ฮูสตัน รัฐเท็กซัส สหรัฐอเมริกา) บริษัทน้ำมันของรัสเซียได้บอกกับโลกเกี่ยวกับความสำเร็จของพวกเขาและแผนการที่จะใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเพื่อเพิ่มการผลิตในแหล่งน้ำมันเก่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บริษัทน้ำมันรายงานว่า:
ภายในสามปีข้างหน้า Gazprom Neft ร่วมกับ Shell จะเริ่มพัฒนา strata ซึ่งเป็นเขตที่มีโครงสร้างทางธรณีวิทยาคล้ายกับเขตหินดินดาน Bakken (สหรัฐอเมริกา) Rosneft และ Exxon Mobil จะเข้าร่วมในโครงการนี้ด้วย
ในปี 2013 Rosneft วางแผนที่จะใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกที่ 50 หลุม (ในปี 2555 - ที่ 3) จนถึงปี 2011 Lukoil ไม่ได้ใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิก แต่เมื่อต้นปี 2556 บริษัท มีหลุมแนวนอนแล้ว 215 หลุมและในสามปีจำนวนของพวกเขาจะเพิ่มขึ้นเป็น 450

ในโอเพ่นซอร์ส การค้นหาตัวเลขที่น่าประทับใจสำหรับการใช้การแตกหักของไฮดรอลิกโดยบริษัทน้ำมันของรัสเซียไม่ใช่เรื่องยาก

ในปี 2555 NK Gazprom Neft เจาะหลุมแนวนอน 68 หลุม โดย 19 หลุมใช้การแตกร้าวแบบไฮดรอลิกหลายขั้นตอน (สูงสุด 6 ขั้นตอน) จนถึงปี 2013 Gazprom Neft ได้เสร็จสิ้นงานการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 2.5 พันงานแล้ว มีการดำเนินงานแตกหักด้วยไฮดรอลิกประมาณ 500 ครั้งต่อปี และบริษัทยังไม่ได้วางแผนที่จะลดตัวเลขนี้

สำหรับปี 2556 มีการวางแผนที่จะเจาะ 120 หลุม รวม 70 พร้อมการแตกหักแบบไฮดรอลิกหลายขั้นตอน เมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 Gazprom Neft ได้ดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 8 ขั้นตอนแรกที่แหล่งน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท Vyngapurovskoye ตำแหน่งของ บริษัท น้ำมันของรัฐรัสเซียที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับการแตกหักของไฮดรอลิกนั้นชัดเจนจากคำปราศรัยของประธานาธิบดี Rosneft, II Sechin ในการประชุม CERA Week ในเมืองฮุสตัน รัฐเท็กซัส เมื่อวันที่ 6 มีนาคม 2013

“… Rosneft มุ่งมั่นที่จะเป็นบริษัทเทคโนโลยี ในการผลิต เราใช้วิธีการต่างๆ เช่น การแตกหักด้วยไฮดรอลิกแบบหลายขั้นตอนร่วมกับการเจาะแนวนอน ลักษณะเฉพาะของอ่างเก็บน้ำของเราจำเป็นต้องมีการพัฒนาและปรับตัวของเทคโนโลยีการกระตุ้นอ่างเก็บน้ำ และเรากำลังดำเนินโปรแกรมนี้อยู่โดยได้รับความร่วมมือจากพันธมิตรจาก Statoil และ ExxonMobil ผู้เชี่ยวชาญของเราใช้การเจาะหลุมแนวนอนอย่างกว้างขวางโดยมีระยะเอื้อมถึง 7 กม. รวม บนชั้นวางและด้วยการเดินสายที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 1 กม. ในชั้นหนาเพียง 3-4 เมตร การพัฒนาตะกอนคาร์บอเนตที่มีการซึมผ่านต่ำโดยหลุมแนวนอน หลายลำกล้อง ... ", - I. Sechin ตั้งข้อสังเกต

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้นเดือนพฤศจิกายน 2549 ที่แหล่งน้ำมัน Priobskoye ซึ่งดำเนินการโดย LLC RN-Yuganskneftegaz (บริษัท ย่อยของ Rosneft ซึ่งได้รับการควบคุมสินทรัพย์หลักของ YUKOS - Yuganskneftegaz) ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้เชี่ยวชาญจาก Newco Well Service มีการแตกหักของอ่างเก็บน้ำน้ำมันที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซีย การดำเนินการนี้กินเวลา 7 ชั่วโมงและถ่ายทอดสดผ่านอินเทอร์เน็ตไปยังสำนักงาน Yuganskneftegaz ตามโอเพ่นซอร์ส ภายในเดือนพฤษภาคม 2555 Yuganskneftegaz เสร็จสิ้นงานการแตกหักด้วยไฮดรอลิกมากกว่า 10,000 งาน

ในปี 2552-2553 Rosneft ยังคงเป็นลูกค้ารายใหญ่ที่สุดของบริษัทให้บริการสำหรับการแตกหักด้วยไฮดรอลิก และปัจจุบันมีการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 2,000 วอนต่อปี และบ่อน้ำใหม่ส่วนใหญ่ได้รับมอบหมายหลังจากแตกหักด้วยไฮดรอลิก NK TATNEFT วางแผนที่จะดำเนินการ 579 งานแตกหักด้วยไฮดรอลิกในปี 2556 (376 ในปี 2555) ในช่วงครึ่งแรกของปี Tatneft-RemService LLC ได้ดำเนินการการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 309 ครั้งสำหรับ Tatneft ซึ่งมากกว่า 113 ครั้งในช่วง 6 เดือนของปี 2555 (Oil of Russia, 31 กรกฎาคม 2013)

จากรายงานประจำปีของ NK Lukoil สำหรับปี 2555 เป็นที่ทราบกันดีว่าบริษัทใช้การแตกหักของไฮดรอลิกในการทำงาน “ในปี 2555 การลงทุนในวิธีการพัฒนาที่มีเทคโนโลยีสูง เช่น การขุดเจาะบ่อน้ำแนวนอนและการแตกหักของไฮดรอลิก ทำให้บริษัทสามารถแนะนำทุนสำรองเพิ่มเติมในการพัฒนาในแคสเปี้ยนเหนือและสาธารณรัฐโคมิ ...”

“เทคโนโลยีที่ก้าวล้ำของ NK Lukoil ซึ่งเปิดตัวในปี 2555 ได้แก่ การเจาะหลุมแนวนอนที่มีการแตกหักแบบไฮดรอลิกหลายขั้นตอน ในปี 2555 มีการว่าจ้างหลุม 99 หลุมที่มีการแตกหักหลายขั้นตอน อัตราการผลิตน้ำมันเฉลี่ย - 43.5 ตัน/วัน หากในปี 2554 เทคโนโลยีการแตกหักแบบไฮดรอลิกหลายขั้นตอนถูกใช้ในไซบีเรียตะวันตกเท่านั้นในปี 2555 - ที่ทุ่ง OOO LUKOIL-PERM, OOO LUKOIL-Komi .... “… ในปี 2555 กลุ่ม Lukoil ดำเนินการ 5,605 EOR (การกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้น) ซึ่งสูงกว่าในปี 2554 ถึง 15% ในปี 2555 การผลิตเพิ่มเติมเนื่องจากการใช้วิธี EOR ในรัสเซียมีจำนวน 23.1 ล้านตัน การผลิตเพิ่มเติมจำนวนมาก (15.1 ล้านตัน) ได้มาจากวิธีการทางกายภาพซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการแตกหักด้วยไฮดรอลิก "

“ในปี 2555 มีการดำเนินการแยกส่วนด้วยไฮดรอลิก 867 ครั้งที่ทุ่งของกลุ่มบริษัท โดยมีการผลิตน้ำมันเฉลี่ยเพิ่มขึ้น 8.1 ตันต่อวัน มีการผลิตน้ำมันเกือบ 8 ล้านตันจากวิธี EOR อื่นๆ เช่น อุทกพลศาสตร์ ความร้อน เคมี การเพิ่มความเข้มข้นในการผลิต ในปี 2555 การเปิดตัวเทคโนโลยีเคมีล่าสุดอย่างต่อเนื่อง (ดำเนินการ 1,602 ครั้งเทียบกับ 1,417 ในปี 2554)” NK Lukoil รายงานต่อผู้ถือหุ้น

ผลลัพธ์รวมถึงแผนการทำงานของบริษัทน้ำมันของรัสเซีย บ่งชี้ว่าพวกเขาไม่น่าจะเปลี่ยนทัศนคติต่อการแตกหักของไฮดรอลิกในอนาคตอันใกล้ เนื่องจากมีการผลิตน้ำมันในปริมาณมาก การใช้การแตกหักของไฮดรอลิกดำเนินการอย่างแข็งขันในแหล่งก๊าซ แต่ด้วยเหตุผลที่ชัดเจนข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งนี้จึงปิดมากขึ้น

การใช้การแตกหักของไฮดรอลิกในแหล่งก๊าซในรัสเซียได้รับรายงานโดยหุ้นส่วนระยะยาวของ Gazprom ซึ่งเป็นความกังวลของ BASF ของเยอรมนี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาพูดคุยเกี่ยวกับ Achimgaz (การร่วมทุนระหว่าง Gazprom และ Wintershall) ซึ่งใช้เทคโนโลยีการแตกหักของไฮดรอลิกใน Urengoy: "... Wintershall บริษัท ย่อยของเราซึ่งปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดได้ใช้เทคโนโลยีนี้ในการผลิตมาหลายทศวรรษ . น้ำมันและก๊าซโดยเฉพาะในรัสเซีย, อาร์เจนตินา, เนเธอร์แลนด์และเยอรมนี. จนถึงตอนนี้ ยังไม่มีกรณีมลพิษทางน้ำบาดาลแม้แต่กรณีเดียว” กล่าวโดย Harald Schwager สมาชิกคณะกรรมการบริหารของ BASF SE ที่รับผิดชอบธุรกิจน้ำมันและก๊าซ หนังสือพิมพ์ Frankfurter Allgemeine วิทยานิพนธ์หลักของ BASF และ H. Schwager โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: "... เทคโนโลยี fracking จะแพร่หลายในอนาคตในส่วนต่าง ๆ ของโลก การใช้งานอย่างแข็งขันจะเปลี่ยนระบบการจัดหาพลังงานและราคาพลังงานอย่างจริงจัง"

ใครเป็นผู้ดำเนินการแตกหักของไฮดรอลิกในรัสเซีย

บริการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในรัสเซียให้บริการโดยบริษัทผู้ให้บริการเฉพาะทางของตะวันตกเป็นหลัก อุทยานอุปกรณ์พร่าพรายไฮดรอลิก (กองเรือ) ที่มีอยู่ในรัสเซียเป็นของทั้งบริษัทบริการเฉพาะทางและแผนกบริการของบริษัทน้ำมันและก๊าซของรัสเซีย Trican Well Service, Surgutneftegaz, KATCO Oil, Schlumberger, CalFrac, TatRemService, MeKamiNeft, Weatherford, Halliburton และบริษัทอื่นอีกจำนวนหนึ่งดำเนินการในรัสเซีย ในเดือนกุมภาพันธ์ 2013 Tatneft ได้ซื้อกองเรือชุดที่สองใหม่ สำหรับการแตกหักของไฮดรอลิก ซึ่งผลิตในเบลารุสภายใต้ใบอนุญาตของ บริษัท "อเมริกัน" "NOV ​​​​Fidmash" ("Oil of Russia", 25.02.2013)

เมื่อปลายเดือนพฤษภาคม 2556 การทดสอบอุปกรณ์ในประเทศล่าสุดสำหรับการแตกหักของไฮดรอลิกของอ่างเก็บน้ำน้ำมันและก๊าซเสร็จสิ้นในรัสเซีย

การใช้การแตกหักของไฮดรอลิกอย่างแพร่หลายในแหล่งน้ำมันและก๊าซของรัสเซียเป็นหัวข้อเร่งด่วนที่สุดของอุตสาหกรรมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ความต้องการที่เพิ่มขึ้นของบริษัทรัสเซียสำหรับการแตกหักด้วยไฮดรอลิกเมื่อหลายปีก่อน กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซียสั่งการพัฒนาคอมเพล็กซ์เทคโนโลยีประสิทธิภาพสูงสำหรับการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในปี 2554 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการเป้าหมายของรัฐบาลกลาง "การวิจัยและพัฒนาในพื้นที่ลำดับความสำคัญของการพัฒนาศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่ง รัสเซียสำหรับปี 2550-2556"

การพัฒนาทางการทหารเป็นพื้นฐานของการแก้ปัญหาทางเทคนิคขั้นสูง ผลผลิตของคอมเพล็กซ์พร่าพรายไฮดรอลิกถูกกำหนดโดยความจุของหน่วยสูบน้ำ เช่นเดียวกับจำนวนปั๊มที่เกี่ยวข้องในกระบวนการพร่าพรายไฮดรอลิก เทคโนโลยีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกล่าสุดของรัสเซียใช้โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซที่พัฒนากำลังสูงสุด 2250 แรงม้า และสามารถรักษาไว้ได้นาน เครื่องยนต์กังหันก๊าซที่คล้ายกันได้รับการติดตั้งในถัง T80 ของรัสเซียและ American Abrams
ตั้งแต่ปี 2013 สมาคม RFK ซึ่งเป็นสมาคมของผู้ประกอบการด้านการผลิตเครื่องจักรของรัสเซียที่นำโดย Russian Fracturing Company LLC จะมีส่วนร่วมในการผลิตต่อเนื่องของคอมเพล็กซ์การแตกหักด้วยไฮดรอลิกที่มีประสิทธิภาพสูง วันนี้ นอกเหนือจาก PKB Avtomatika และ Tikhoretsk Machine-Building Plant แล้ว สมาคมยังรวมถึง PromSpetsService ซึ่งเป็นกลุ่มการสร้างเครื่องจักรอีกด้วย ค่าใช้จ่ายของคอมเพล็กซ์มือถือ RFK มีการวางแผนในช่วง 200-300 ล้านรูเบิล (เว็บไซต์ "RFK" http://www.fracturing.ru/newsblender.html)

การแตกหักด้วยไฮดรอลิก: จาก "การประดิษฐ์ที่มีประโยชน์" เป็น "วิธีการป่าเถื่อน"

ในขณะที่ Rosneft เป็นลูกค้ารายใหญ่ที่สุดของบริษัทบริการต่างประเทศสำหรับการแตกหักด้วยไฮดรอลิก และ Lukoil เรียกการแตกหักด้วยไฮดรอลิกแบบหลายขั้นตอนว่าเป็นเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำ ผู้บริหารระดับสูงของรัสเซียต้องมีไหวพริบ - แยกตัวออกจากการแตกหักด้วยไฮดรอลิก

เหตุผลก็คือการรณรงค์ต่อต้านหินดินดานที่แผ่ขยายออกไปในดินแดนอันกว้างใหญ่ของยุโรปและยูเครน ซึ่งการแตกหักด้วยไฮดรอลิกจัดอยู่ในประเภทการทำเหมืองที่ไม่ปลอดภัย มีร่องรอยของรัสเซียที่สนับสนุนตำแหน่งดังกล่าวแม้ว่าจะเป็นทางอ้อมก็ตาม สิ่งนี้ชัดเจนที่สุดในบัลแกเรียและยูเครน

"การแตกหักแบบไฮดรอลิกเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีประโยชน์ของรัสเซีย แต่มันได้กลายเป็นวิธีการผลิตน้ำมันที่ป่าเถื่อน" - สรุปหัวหน้าฝ่ายวิเคราะห์ก๊าซยุโรปตะวันออก Mikhail Korchemkin จากผลการวิจัยของเขาเอง: "ก่อนที่จะกลายเป็น" วิธีการป่าเถื่อน "ของน้ำมัน การผลิตเทคโนโลยีนี้ถือเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีประโยชน์ของรัสเซียซึ่งจำเป็นสำหรับความทันสมัยและการพัฒนาทางเทคนิคของเศรษฐกิจของประเทศ”

พื้นฐานของข้อสรุปนี้คือตำแหน่งอย่างเป็นทางการของรัสเซีย: “... สำหรับวิธีการอื่นๆ ในการสกัดน้ำมันด้วยตัวมันเองโดยใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกและวิธีที่ค่อนข้างป่าเถื่อน คุณเข้าใจว่าสิ่งนี้นำไปสู่อะไร ผู้เชี่ยวชาญรู้เรื่องนี้เป็นอย่างดี” V. Putin กล่าวในการประชุมของคณะกรรมการว่าด้วยยุทธศาสตร์การพัฒนาเชื้อเพลิงและพลังงานที่ซับซ้อนและความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อมเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 2556

ตำแหน่งนี้เหมาะสมกับแผนของ บริษัท น้ำมันของรัสเซียเกี่ยวกับการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกในทุ่งของรัสเซียในระดับใด รัสเซียจะสูญเสียตำแหน่งผู้นำระดับโลกในด้านการผลิตน้ำมันและรายรับจากงบประมาณโดยปราศจากการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเพราะ มันเป็นวิธีการเพิ่มความเข้มข้นในการผลิตที่อนุญาตให้ท้าทายความเป็นผู้นำของซาอุดิอาระเบียเป็นเวลาหลายปี

ความแตกต่างบางประการในตำแหน่งของสหพันธรัฐรัสเซียและยูเครนเกี่ยวกับก๊าซจากชั้นหินและการแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นวิธีการผลิตไม่ชัดเจนในทันที: สหพันธรัฐรัสเซียไม่สนับสนุนการผลิตก๊าซจากชั้นหิน ทุ่งน้ำมันของมัน ในยูเครนการผลิตก๊าซจากชั้นหินได้รับการสะท้อนโดยส่วนใหญ่เนื่องจากความกลัวผลที่ตามมาของการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกแม้ว่าในความเป็นจริงวิธีนี้เช่นเดียวกับในรัสเซียมีประวัติการใช้งานมายาวนาน เป็นไปได้ว่าด้วยวิธีการแตกหักแบบไฮดรอลิกในยุค 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา ยูเครนได้รับผลลัพธ์ที่ไม่เคยมีมาก่อนในการผลิตก๊าซ

Alexander Laktionov
หัวหน้าผู้เชี่ยวชาญด้านการวิจัยตลาดพลังงาน Smart Energy, Ph.D.

นักวิจัยชาวอังกฤษวิเคราะห์วิธีการแตกหักของไฮดรอลิก (การแตกหักด้วยไฮดรอลิก วิธีการกระตุ้นการทำงานของบ่อน้ำมันและก๊าซ) จากมุมมองของความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม เป็นผลให้วิธีการพร่าพรายไฮดรอลิกอยู่ในอันดับที่เจ็ดในการจัดอันดับแหล่งพลังงานเก้าแหล่ง บางทีอาจมีการศึกษาที่คล้ายกันในอเมริกา - ในประเทศเดียวในโลกที่วิธีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในการผลิตน้ำมันถือเป็นหนึ่งในวิธีหลัก

ระดับความปลอดภัยต่ำ

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นกระบวนการที่ขัดแย้งกัน โดยการฉีดน้ำ ทราย และสารเคมีภายใต้ความดันสูงเข้าไปในชั้นหิน เพื่อสร้างการแตกหักที่เอื้อต่อการผลิตน้ำมันและ/หรือก๊าซ

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ได้รวบรวมการจัดอันดับของแหล่งพลังงาน (เช่น ถ่านหิน ลม แสงแดด) เพื่อประเมินผลกระทบจากการใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกส์ในสหราชอาณาจักร โดยประเมินความปลอดภัยในการใช้งานจากมุมมองของ สิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม นักวิทยาศาสตร์วางวิธีการแตกหักแบบไฮดรอลิกไว้ที่ตำแหน่งที่เจ็ดของการให้คะแนน

นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าเพื่อให้วิธีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกมีความปลอดภัยเท่ากับลมและพลังงานแสงอาทิตย์ จำเป็นต้องลดผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมให้ได้มากถึง 329 เท่า

นักวิจัยได้คาดการณ์ต่างๆ ในอนาคต และได้พิจารณาแล้วว่าสถานการณ์ที่วิธีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกจะมีสัดส่วน 1 มากกว่า 8% ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในสหราชอาณาจักรนั้นน่าพึงพอใจกว่า

Fracking ในบริบท

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่างานวิจัยส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการแตกหักด้วยไฮดรอลิกมีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกา ผู้เชี่ยวชาญชาวอังกฤษให้เหตุผลว่าด้านสังคมและเศรษฐกิจยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ พวกเขาเรียกโครงการวิจัยของพวกเขาว่ากลุ่มแรกเพื่อดูผลกระทบของการแตกหักของไฮดรอลิกต่อสิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และสังคม

Adiza Azapadzhik ศาสตราจารย์ "สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถประเมินความปลอดภัยในการใช้วิธีการโดยรวม โดยไม่ต้องให้ความสนใจเพียงด้านเดียว เช่น การจราจร เสียง หรือมลพิษทางน้ำ ซึ่งปัจจุบันมีการพูดคุยกันอย่างแข็งขันในการศึกษาก๊าซจากชั้นหิน" ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์บอกกับ The Independent

ในบางรัฐ วิธีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกถูกห้าม และในขณะนี้ อเมริกาเป็นประเทศเดียวที่ใช้วิธีนี้ในวงกว้าง บางทีการศึกษาของอังกฤษอาจกระตุ้นให้ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันทำการวิเคราะห์ด้วยตนเอง หากในอเมริกามีการประเมินความปลอดภัยของวิธีการแตกหักแบบไฮดรอลิกในระดับต่ำ ผู้กำหนดนโยบายอาจหันไปใช้แหล่งพลังงานที่เป็นอันตรายน้อยกว่า

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกของตะเข็บถ่านหินเป็นครั้งแรกในสหภาพโซเวียตดำเนินการในปี 2497 โดยสถาบันรัสเซีย "Promgaz" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของงานเกี่ยวกับการทำให้เป็นแก๊สใต้ดินของถ่านหิน Donbass ปัจจุบันผู้ผลิตภาครัฐและเอกชนมักใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นวิธีกระตุ้นการผลิตน้ำมันและก๊าซ ตัวอย่างเช่น ปัจจุบัน Rosneft ดำเนินการเกี่ยวกับการแตกหักด้วยไฮดรอลิกประมาณ 2,000 ครั้งต่อปี การแตกร้าวด้วยไฮดรอลิกถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อแยกก๊าซมีเทนออกจากตะเข็บถ่านหิน (80% ของหลุม) ก๊าซหินทรายอัด และก๊าซจากชั้นหิน

การแตกร้าวด้วยไฮดรอลิกทำให้เกิดการแตกหักที่นำไฟฟ้าได้สูงในรูปแบบเป้าหมาย เพื่อให้แน่ใจว่าแร่ที่ผลิตได้ไหลเข้าที่ด้านล่างของบ่อน้ำ การแตกหักด้วยไฮดรอลิกใช้เพื่อกระตุ้นหลุมผลิตและเพิ่มความสามารถในการฉีดของหลุมฉีด พูดง่ายๆ ก็คือ การแตกหักด้วยไฮดรอลิกคือการทำลายหินด้วยแรงดันน้ำที่สูง

ด้วยความช่วยเหลือของการแตกหักของไฮดรอลิก มักจะเป็นไปได้ที่จะ "ฟื้น" หลุมพักการใช้งาน ซึ่งการดำเนินการผลิตด้วยวิธีการแบบเดิมจะไม่ทำให้เกิดผลลัพธ์ วิธีการสมัยใหม่ของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกใช้ในการพัฒนาอ่างเก็บน้ำน้ำมันใหม่ที่มีอัตราการผลิตต่ำ ซึ่งทำให้การพัฒนาโดยใช้วิธีการแบบเดิมไม่ได้ผล เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการเริ่มใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกสำหรับการผลิตก๊าซจากชั้นหินและก๊าซหินทรายอัด

การแตกหักของไฮดรอลิกระหว่างการผลิตน้ำมันประกอบด้วยการป้อนของเหลวที่แตกร้าว (เจล น้ำ กรด) ลงในบ่อน้ำมันภายใต้แรงดันสูง ในกรณีนี้ ความดันที่เกิดขึ้นระหว่างการฉีดของเหลวจะต้องสูงกว่าความดันการแตกหักของการก่อตัวของแบริ่งน้ำมัน ในแหล่งกักเก็บขนาดใหญ่ โพรแพลนท์ (proppant) ถูกใช้เพื่อรักษารอยแตกแบบเปิด ในอ่างเก็บน้ำคาร์บอเนต กรดหรือโพรแพลนท์ถูกใช้

ในการผลิตก๊าซที่ไม่เป็นทางการ การแตกหักด้วยไฮดรอลิกจะเชื่อมต่อรูพรุนของหินที่แน่นและช่วยให้ปล่อยก๊าซธรรมชาติได้ ในเวลาเดียวกัน ส่วนผสมพิเศษจะถูกสูบเข้าไปในบ่อน้ำ 99% ประกอบด้วยน้ำและทราย และ 1% ของสารเคมี (โพแทสเซียมคลอไรด์ หมากฝรั่งกระทิง สารฆ่าเชื้อ สารป้องกันการก่อตัวของตะกอน)

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกครั้งแรกดำเนินการในสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2490 โดย Halliburton ซึ่งใช้น้ำเพื่ออุตสาหกรรมเป็นของเหลวที่แตกร้าวและทรายแม่น้ำเป็นตัวประกอบ

ปัจจุบัน เชลล์กำลังจะผลิตก๊าซจากชั้นหินในปริมาณอุตสาหกรรมโดยใช้วิธีการแตกหักแบบไฮดรอลิกที่พื้นที่รองรับก๊าซ Yuzovskaya ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาคโดเนตสค์และคาร์คอฟในยูเครน

สัญญานี้ลงนามโดยรัฐบาลยูเครนโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาผู้ให้บริการด้านพลังงาน ซึ่งเป็นวาระหลายปีที่ผ่านมา เนื่องจากราคาก๊าซรัสเซียเกิน 400 ดอลลาร์ต่อ 1,000 ลบ.ม.

อย่างไรก็ตาม ทันทีที่โครงการในอนาคตเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง ฝ่ายตรงข้ามที่กระตือรือร้นก็ปรากฏตัวขึ้นทันที - ข่าวลือเริ่มแพร่กระจายในสังคมเกี่ยวกับภัยพิบัติในอนาคตที่อาจเกิดจากการผลิตก๊าซจากชั้นหิน ปัญหาทางเทคนิค ต้นทุนการผลิตสูง โอกาสที่ต่ำ และความไร้ประสิทธิภาพ ปรากฎว่าเป็นสถานการณ์ที่ขัดแย้ง: ในอีกด้านหนึ่งยูเครนกำลังพยายามแก้ปัญหาก๊าซในอีกด้านหนึ่งความคิดเห็นของประชาชนไม่เห็นด้วยกับวิธีแก้ปัญหาดังกล่าว

John Hughes สามารถเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันได้ หลังจากที่ตั้งชื่อพื้นที่รองรับก๊าซแล้ว จากนั้นเมื่อหนึ่งศตวรรษครึ่งที่แล้ว ซาร์แห่งรัสเซียต้องเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก: เชื่อชาวเบลเยี่ยมและพึ่งพาอัจฉริยะของเขา หรือเชื่อสื่อสีเหลืองซึ่งกล่าวหาว่าเขาทำบาปทั้งหมด เจ้าหน้าที่เลือกตัวเลือกแรก และตามประวัติศาสตร์ได้แสดงให้เห็น พวกเขาไม่แพ้ โดยในปี 1917 สังคม Novorossiysk ใน Yuzovka ได้จัดหาเหล็กหมู เหล็ก ถ่านหิน และโค้กในประเทศให้กับสิงโต

คณบดีคณะเหมืองแร่และธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งชาติโดเนตสค์ Artur Arkadyevich Karakozov ชี้แจงสถานการณ์ปัจจุบันด้วยการผลิตก๊าซจากชั้นหินใน Donbass

ผู้เชี่ยวชาญที่เชื่อถือได้กล่าวว่าเมื่อเร็ว ๆ นี้เชลล์ได้รับความช่วยเหลือจากบริติชเคานซิลจัดสัมมนาบนพื้นฐานของมหาวิทยาลัยในโดเนตสค์เพื่ออธิบายความแตกต่างของงานในอนาคตเกี่ยวกับการผลิตก๊าซจากชั้นหิน

สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นในสหราชอาณาจักรเมื่อความคิดเห็นของประชาชนไม่เห็นด้วยกับเทคโนโลยีใหม่ ก่อนหน้านี้ก๊าซจากชั้นหินถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการดั้งเดิม - มีการเจาะหลุมแนวตั้งแบบธรรมดาซึ่งมีการแตกหักด้วยไฮดรอลิก เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถดำเนินการได้เพียงส่วนเล็ก ๆ ของการก่อตัวของก๊าซ เพื่อเพิ่มการกู้คืนก๊าซ มีการขุดบ่อน้ำจำนวนมากในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งทำให้ระบบนิเวศในพื้นที่เสียหายไปตลอดกาล

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี นักธรณีวิทยาได้เรียนรู้ที่จะงอบ่อน้ำในแนวดิ่งในขั้นต้นเมื่อเจาะลึกลงไป เทคโนโลยีสมัยใหม่ช่วยให้สามารถถ่ายโอนบ่อน้ำแนวตั้งในขั้นต้นไปยังแนวราบที่ความลึกระดับหนึ่งซึ่งทำให้สามารถครอบคลุมหินที่มีก๊าซเป็นปริมาณมากได้ ในระหว่างการแตกหักด้วยไฮดรอลิก หลุมดังกล่าวจะผลิตก๊าซมากกว่าบ่อน้ำแนวตั้งแบบดั้งเดิม ขั้นตอนต่อไปคือการใช้เทคโนโลยีการขุดเจาะแบบคลัสเตอร์ เมื่อรูเจาะหลายรูที่มีส่วนแนวนอนทำจากบ่อน้ำแนวตั้งแห่งหนึ่งที่ความลึก บ่อน้ำใต้ดินที่แตกแขนงลึกเช่นนี้มาแทนที่บ่อน้ำแนวตั้งแบบดั้งเดิมหลายสิบแห่ง Oilmen ใช้เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันมานานกว่า 30 ปี อีกสิ่งหนึ่งคือในอดีตสหภาพโซเวียตและทั่วโลกปัญหาของก๊าซจากชั้นหินไม่รุนแรงนักเนื่องจากมีน้ำมันและก๊าซธรรมดาอยู่มากมาย

ในขณะนี้ อนิจจา ก๊าซและน้ำมันมีน้อยลงเรื่อยๆ และการแยกออกได้ยากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีราคาแพงกว่า ดังนั้นในสถานการณ์ปัจจุบัน การใช้เทคโนโลยีที่พัฒนาแล้วเพื่อการผลิตก๊าซจากชั้นหินจึงกลายเป็นผลกำไรทางเศรษฐกิจ แต่เนื่องจากการผลิตมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง วิธีการทางเทคนิคใหม่ วัสดุ ระบบตรวจสอบและควบคุมจากระยะไกลสำหรับการเจาะจึงปรากฏขึ้น ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการขุดเจาะได้อย่างมาก

การแตกหักด้วยไฮดรอลิก (การแตกหักด้วยไฮดรอลิกหรือการแตกหักจากการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในภาษาอังกฤษ) เป็นกระบวนการที่สำคัญของการกระตุ้นบ่อน้ำมันในกระบวนการผลิตน้ำมันและก๊าซจากหินดินดาน

เมื่อไม่นานมานี้ มีการพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับการแตกหักด้วยไฮดรอลิก และหลายองค์กรไม่เห็นด้วยกับการอนุญาตให้ทำการแตกหักด้วยไฮดรอลิก อาร์กิวเมนต์หลักในการต่อต้านการแตกหักของไฮดรอลิกคือทฤษฎีที่ว่าการแตกหักด้วยไฮดรอลิกทำให้เกิดมลพิษอย่างมากต่อแหล่งน้ำจืดใต้ดินจนถึงจุดที่น้ำที่มีก๊าซเจือปนเริ่มไหลจากก๊อกน้ำซึ่งสามารถจุดไฟได้ซึ่งเป็นวิดีโอ ถูกยิงที่ตีในหลายรายการและข่าวประชาสัมพันธ์

1. ก่อนอื่น ให้หาว่าการแตกหักแบบไฮดรอลิกคืออะไร หลายคนไม่ทราบเรื่องนี้ ตามเนื้อผ้า น้ำมันและก๊าซผลิตจากหินทรายที่มีรูพรุนสูง น้ำมันในหินดังกล่าวสามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระท่ามกลางเม็ดทรายไปยังบ่อน้ำ ในทางกลับกัน หินดินดานมีความพรุนต่ำมาก และมีน้ำมันอยู่ในรอยแตกภายในชั้นหินดินดาน งานของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกคือการขยายรอยร้าวเหล่านี้ (หรือสร้างใหม่) ทำให้น้ำมันมีเส้นทางสู่บ่อน้ำมันอย่างอิสระ ในการทำเช่นนี้ สารละลายพิเศษ (ซึ่งดูเหมือนเนื้อเยลลี่) ถูกฉีดเข้าไปในชั้นหินดินดานที่อิ่มตัวด้วยน้ำมันภายใต้แรงดันสูง ซึ่งประกอบด้วยทราย น้ำ และสารเคมีเพิ่มเติม ภายใต้แรงดันสูงของของเหลวที่ฉีดเข้าไป หินดินดานจะสร้างรอยแตกใหม่และขยายส่วนที่มีอยู่ และทราย (proppant) ไม่อนุญาตให้รอยแตกปิด ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการซึมผ่านของหิน การแตกหักของไฮดรอลิกมีสองประเภท - โพรเพน (ใช้ทราย) และกรด เลือกประเภทของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกตามลักษณะทางธรณีวิทยาของชั้นหินที่แตกหัก

ด้านขวาในภาพ - บล็อกต่างๆ ด้านซ้าย - รถพ่วงปั๊ม แล้ว - อุปกรณ์และเครนด้านหลัง เครื่องบันทึกอยู่ด้านซ้าย ด้านหลังรถพ่วง เธอสามารถเห็นได้ในภาพถ่ายอื่นๆ

2. สำหรับการแตกหักด้วยไฮดรอลิก จำเป็นต้องมีช่างเทคนิคและบุคลากรจำนวนมากพอสมควร ในทางเทคนิค กระบวนการจะเหมือนกัน ไม่ว่าบริษัทจะดำเนินงานก็ตาม รถพ่วงที่มีบล็อกที่หลากหลายเชื่อมต่อกับข้อต่อของบ่อน้ำ รถพ่วงนี้เชื่อมต่อกับหน่วยสูบน้ำที่ฉีดสารละลายการแตกหักแบบไฮดรอลิกเข้าไปในบ่อน้ำ มีการติดตั้งโรงงานผสมด้านหลังสถานีสูบน้ำใกล้กับรถเทรลเลอร์ที่มีทรายและน้ำติดตั้งอยู่ มีการจัดตั้งสถานีควบคุมสำหรับเศรษฐกิจทั้งหมดนี้ มีการติดตั้งเครนและเครื่องบันทึกที่ด้านตรงข้ามของการเสริมแรง

เครื่องผสมหน้าตาเป็นแบบนี้ ท่อที่นำไปสู่มันคือสายเชื่อมต่อน้ำ

3. กระบวนการแตกร้าวเริ่มต้นในเครื่องผสมซึ่งป้อนทรายและน้ำรวมถึงสารเคมี ทั้งหมดนี้ถูกผสมให้มีความสม่ำเสมอหลังจากนั้นจะถูกส่งไปยังหน่วยสูบน้ำ ที่ทางออกของหน่วยสูบน้ำ สารละลายแตกร้าวด้วยไฮดรอลิกจะเข้าสู่บล็อกท่อร่วม (ซึ่งคล้ายกับเครื่องผสมทั่วไปสำหรับหน่วยสูบน้ำทั้งหมด) หลังจากนั้นสารละลายจะถูกส่งไปยังบ่อน้ำ กระบวนการแตกหักด้วยไฮดรอลิกไม่ได้ดำเนินการด้วยวิธีเดียว แต่ดำเนินการเป็นขั้นตอน ขั้นตอนเหล่านี้วาดขึ้นโดยทีมนักฟิสิกส์ปิโตรฟิสิกส์โดยอาศัยการทำไม้แบบอะคูสติก ซึ่งมักจะเป็นบ่อน้ำเปิด ดำเนินการขณะเจาะ ในแต่ละขั้นตอน ทีมงานบันทึกจะเสียบปลั๊กในบ่อน้ำ แยกช่วงการแตกหักออกจากส่วนที่เหลือของบ่อน้ำ จากนั้นจึงเจาะช่วงเวลา จากนั้นช่วงจะแตกหักและถอดปลั๊กออก ในช่วงเวลาใหม่ จะมีการเสียบปลั๊กใหม่ การเจาะจะดำเนินการอีกครั้ง และช่วงการแตกหักใหม่ กระบวนการแตกหักด้วยไฮดรอลิกสามารถอยู่ได้ตั้งแต่หลายวันจนถึงหลายสัปดาห์ และจำนวนช่วงอาจสูงถึงหลายร้อยครั้ง

ปั๊มที่เชื่อมต่อกับบล็อกท่อร่วม "บูธ" ในพื้นหลังคือจุดควบคุมเครื่องผสม วิวตรงข้ามจากบูธอยู่ในรูปที่สอง

ปั๊มที่ใช้ในการแตกหักแบบไฮดรอลิกติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซลที่มีความจุ 1,000 ถึง 2,500 แรงม้า รถพ่วงปั๊มทรงพลังสามารถปั๊มแรงดันได้สูงถึง 80 MPa ด้วยปริมาณงาน 5-6 บาร์เรลต่อนาที จำนวนเครื่องสูบน้ำคำนวณโดยนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์คนเดียวกันโดยพิจารณาจากการตัดไม้ คำนวณแรงดันแตกหักที่ต้องการและจำนวนสถานีสูบน้ำคำนวณตามแรงดันนี้ ระหว่างการทำงาน จำนวนปั๊มที่ใช้จะเกินจำนวนที่คำนวณได้เสมอ ปั๊มแต่ละตัวทำงานอย่างเข้มข้นน้อยกว่าที่จำเป็น สิ่งนี้ทำด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก วิธีนี้ช่วยประหยัดทรัพยากรของปั๊มได้อย่างมาก และประการที่สอง หากปั๊มตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงาน ปั๊มจะถูกลบออกจากท่อ และแรงดันของปั๊มอีกตัวจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นความล้มเหลวของปั๊มจึงไม่ส่งผลต่อกระบวนการแตกหัก สิ่งนี้สำคัญมากเพราะ หากกระบวนการได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว การหยุดก็ไม่สามารถยอมรับได้

5. เทคโนโลยีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในปัจจุบันไม่ได้เกิดขึ้นเมื่อวานนี้ ความพยายามครั้งแรกในการ "แตกหักด้วยไฮดรอลิก" เกิดขึ้นในปี 1900 ประจุไนโตรกลีเซอรีนถูกลดระดับลงในบ่อน้ำแล้วจุดชนวน ในขณะเดียวกันก็มีการทดสอบการกระตุ้นบ่อน้ำกรด แต่ทั้งสองวิธีแม้จะเกิดก่อนกำหนดก็ใช้เวลานานมากกว่าจะสมบูรณ์แบบ บูมพร่าพรายแบบไฮดรอลิกได้มาเฉพาะในทศวรรษ 1950 โดยมีการพัฒนาโพรเพน วันนี้วิธีการยังคงปรับปรุงและปรับปรุง เมื่อบ่อถูกกระตุ้น อายุการใช้งานจะยืดออกและอัตราการไหลจะเพิ่มขึ้น โดยเฉลี่ย ปริมาณน้ำมันที่เพิ่มขึ้นไปยังอัตราการผลิตโดยประมาณของบ่อน้ำมันอยู่ที่ 10,000 ตันต่อปี อย่างไรก็ตาม การแตกหักด้วยไฮดรอลิกยังดำเนินการในหลุมแนวตั้งในหินทราย ดังนั้นจึงเป็นความผิดพลาดที่จะคิดว่ากระบวนการนี้ยอมรับได้เฉพาะในหินดินดานและเพิ่งเกิด ปัจจุบัน ประมาณครึ่งหนึ่งของบ่อน้ำได้รับการกระตุ้นการแตกหักด้วยไฮดรอลิก

มุมมองของบล็อกท่อร่วมจากวาล์ว โดยวิธีการที่สามารถเดินระหว่างรถพ่วงและท่อได้เฉพาะในระหว่างการบันทึกเมื่อไม่มีแรงดันในระบบหัวฉีด ใครก็ตามที่ปรากฏตัวท่ามกลางรถพ่วงที่มีปั๊มหรือท่อระหว่างการดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิกจะถูกไล่ออกทันทีโดยไม่ต้องกังวลใจอีกต่อไป ปลอดภัยไว้ก่อน.

อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาการขุดเจาะแนวนอน หลายคนเริ่มพูดต่อต้านการกระตุ้นบ่อน้ำเพราะ การแตกหักของไฮดรอลิกเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม มีการเขียนงานจำนวนมาก ถ่ายวิดีโอ และมีการสืบสวนสอบสวน หากคุณอ่านบทความเหล่านี้ทั้งหมด แสดงว่าทุกอย่างราบรื่น แต่นี่เป็นเพียงแวบแรกเท่านั้น แต่เราจะดูรายละเอียดให้ละเอียดยิ่งขึ้น

เครื่องบันทึก. ทีมงานรวบรวมค่าใช้จ่ายและเตรียมปลั๊กสำหรับการเจาะ

อาร์กิวเมนต์ที่สำคัญที่สุดต่อการแตกหักของไฮดรอลิกคือมลพิษทางเคมีของน้ำใต้ดิน สิ่งที่รวมอยู่ในโซลูชันคือความลับของบริษัท แต่องค์ประกอบบางอย่างยังคงถูกเปิดเผยและอยู่ในแหล่งข้อมูลสาธารณะแบบเปิด การอ้างถึงฐานข้อมูลการแตกหักด้วยไฮดรอลิกของ FrakFokus ก็เพียงพอแล้ว และคุณสามารถค้นหาองค์ประกอบทั่วไปของเจล (1, 2) 99% ของเจลประกอบด้วยน้ำ ส่วนเปอร์เซ็นต์ที่เหลือคือสารเคมี ในกรณีนี้ไม่รวม proppant เองเพราะ ไม่เป็นของเหลวและไม่เป็นอันตราย ดังนั้นสิ่งที่รวมอยู่ในเปอร์เซ็นต์ที่เหลือ? และรวมถึง - กรด, องค์ประกอบป้องกันการกัดกร่อน, ส่วนผสมแรงเสียดทาน, กาวและสารเติมแต่งสำหรับความหนืดของเจล สำหรับแต่ละหลุม องค์ประกอบจากรายการจะถูกเลือกแยกกัน โดยสามารถมีได้ทั้งหมด 3 ถึง 12 รายการ โดยจัดอยู่ในหมวดหมู่ใดหมวดหมู่หนึ่งข้างต้น อันที่จริงองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้เป็นพิษและไม่เป็นที่ยอมรับของมนุษย์ ตัวอย่างของสารเติมแต่งเฉพาะ เช่น แอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟต กรดไฮโดรคลอริก กรดมูริเอติก เอทิลีนไกลคอล

8. สารเคมีเหล่านี้จะลอยขึ้นสู่ระดับบนสุดทางเลี่ยงกับดักน้ำมันได้อย่างไร? พบคำตอบได้ในรายงานของสมาคมคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (3) สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการระเบิดในบ่อน้ำ หรือเนื่องจากการหกรั่วไหลระหว่างการแตกหักของไฮดรอลิก หรือเนื่องจากการหกของอ่างกู้คืน หรือเนื่องจากปัญหากับความสมบูรณ์ของบ่อน้ำ เหตุผลสามประการแรกไม่สามารถแพร่เชื้อไปยังแหล่งน้ำในพื้นที่กว้างใหญ่ได้ มีเพียงทางเลือกสุดท้ายเท่านั้น ซึ่งขณะนี้ได้รับการยืนยันอย่างเป็นทางการจากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหรัฐอเมริกา (4)

9. ใครก็ตามที่สนใจจะติดตามการเคลื่อนไหวของของเหลวภายในหิน ทำได้โดยใช้เครื่องติดตามที่เรียกว่า ของเหลวพิเศษที่มีการแผ่รังสีพื้นหลังบางอย่างถูกฉีดเข้าไปในบ่อน้ำ หลังจากนั้นเซ็นเซอร์ที่ตอบสนองต่อรังสีจะถูกติดตั้งในหลุมที่อยู่ติดกันและบนพื้นผิว ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะจำลอง "การสื่อสาร" ของบ่อน้ำซึ่งกันและกันอย่างแม่นยำมาก เช่นเดียวกับการตรวจจับรอยรั่วภายในท่อของบ่อน้ำ ไม่ต้องกังวล พื้นหลังของของเหลวดังกล่าวจะอ่อนมาก และธาตุกัมมันตภาพรังสีที่ใช้ในการศึกษาดังกล่าวจะสลายตัวอย่างรวดเร็วโดยไม่ทิ้งร่องรอยใดๆ

10. น้ำมันไม่ขึ้นสู่ผิวน้ำในรูปแบบบริสุทธิ์ แต่มีส่วนผสมของน้ำ โคลน และองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ รวมถึงสารเคมีที่ใช้ในระหว่างการแตกร้าวด้วยไฮดรอลิก เมื่อผ่านเครื่องแยก น้ำมันจะถูกแยกออกจากสิ่งสกปรก และสิ่งสกปรกจะถูกกำจัดผ่านหลุมใช้ประโยชน์พิเศษ พูดง่ายๆ ก็คือ ของเสียจะถูกสูบกลับคืนสู่พื้นดิน ท่อปลอกหุ้มถูกซีเมนต์ แต่ขึ้นสนิมเมื่อเวลาผ่านไปและเมื่อถึงจุดหนึ่งจะมีรอยรั่ว หากท่อมีซีเมนต์ที่ดีในวงแหวน ก็ไม่เกิดสนิม จะไม่มีการรั่วไหลจากท่อ หากไม่มีซีเมนต์ หรืองานซีเมนต์ไม่ดี ของเหลวจากบ่อน้ำก็จะเข้าสู่วงแหวน จากที่ที่พวกเขาสามารถไปได้ทุกที่ เช่น .To การรั่วไหลอาจสูงกว่ากับดักน้ำมัน วิศวกรทราบปัญหานี้มาเป็นเวลานานแล้ว และการมุ่งเน้นที่ปัญหานี้ก็กลับมามีความคมชัดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000 นั่นคือ ก่อนที่ข้อกล่าวหาต่อ PIU ถึงอย่างนั้น เมื่อหลายบริษัทตั้งแผนกแยกกันซึ่งรับผิดชอบในความสมบูรณ์ของบ่อน้ำและการตรวจสอบความถูกต้อง การรั่วไหลสามารถนำสิ่งสกปรก ก๊าซจำนวนมาก (ไม่เพียงแต่จากธรรมชาติ แต่ยังรวมถึงไฮโดรเจนซัลไฟด์) โลหะหนักไปยังชั้นบนของหิน และสามารถแพร่เชื้อไปยังแหล่งน้ำสะอาดได้โดยไม่มีองค์ประกอบทางเคมีของการแตกหักด้วยไฮดรอลิก ดังนั้นการเตือนที่ดังขึ้นในวันนี้จึงแปลกมาก ปัญหานี้ยังคงมีอยู่แม้ว่าจะไม่มีการแตกหักของไฮดรอลิกก็ตาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบ่อเก่าที่มีอายุมากกว่า 50 ปี

11. ปัจจุบัน กฎระเบียบในหลายรัฐมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก โดยเฉพาะในเท็กซัส นิวเม็กซิโก เพนซิลเวเนีย และนอร์ทดาโคตา แต่ที่น่าประหลาดใจสำหรับหลาย ๆ คนไม่ใช่เพราะการแตกหักของไฮดรอลิก แต่เนื่องจากการระเบิดของแท่น BP ในอ่าวเม็กซิโก ในหลายกรณี บริษัทต่าง ๆ เร่งบันทึกเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของเคสและประสานเบื้องหลัง และส่งต่อข้อมูลนี้ไปยังคณะกรรมาธิการของรัฐบาล โดยวิธีการที่ไม่มีใครต้องการเข้าสู่ระบบความสมบูรณ์ของบ่อน้ำอย่างเป็นทางการ แต่ บริษัท ต่างๆใช้จ่ายเงินและทำงานนี้โดยอิสระ หากสภาพไม่เป็นที่พอใจ บ่อน้ำจะถูกฆ่า เราต้องจ่ายส่วยให้วิศวกร เช่น จาก 20,000 หลุมที่ตรวจสอบในเพนซิลเวเนียในปี 2551 มีการบันทึกการรั่วไหลของชั้นน้ำด้านบนเพียง 243 ราย (5) กล่าวอีกนัยหนึ่ง การแตกหักด้วยไฮดรอลิกไม่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนและการแปรสภาพเป็นแก๊สของน้ำจืด สาเหตุของสิ่งนี้คือความสมบูรณ์ของบ่อน้ำที่ไม่ดีซึ่งไม่ได้ต่อเวลาไว้ และองค์ประกอบที่เป็นพิษในรูปแบบที่อิ่มตัวของน้ำมันจะเต็มและไม่มีสารเคมีที่ใช้ในระหว่างการแตกหักด้วยไฮดรอลิก

อีกข้อโต้แย้งที่ก้าวหน้าโดยฝ่ายตรงข้ามของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกคือปริมาณน้ำจืดจำนวนมหึมาที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการ การแตกหักด้วยไฮดรอลิกต้องใช้น้ำมากจริงๆ รายงานจากสมาคมเพื่อการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมระบุว่ามีการใช้น้ำทั้งหมด 946 พันล้านลิตรตั้งแต่ปี 2548 ถึง 2556 แม้ว่าในช่วงเวลานี้จะมีการดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิก 82,000 ครั้ง (6) ตัวเลขนี้น่าสนใจถ้าคุณไม่คิดเกี่ยวกับมัน ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การแตกหักของไฮดรอลิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 50 แต่สถิติเริ่มต้นในปี 2548 เท่านั้นเมื่อมีการเริ่มการขุดเจาะแนวนอนขนาดใหญ่ ทำไม? เป็นการดีที่จะกล่าวถึงจำนวนการดำเนินการพร่าพรายด้วยไฮดรอลิกทั้งหมดและปริมาณน้ำที่ใช้จนถึงปี 2548 คำตอบสำหรับคำถามนี้บางส่วนสามารถพบได้ในฐานข้อมูลการแตกหักด้วยไฮดรอลิก FracFocus เดียวกัน - ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2492 มีการดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิกมากกว่า 1 ล้านครั้ง (7) แล้วช่วงนี้ใช้น้ำเท่าไหร่? ด้วยเหตุผลบางอย่าง รายงานไม่ได้กล่าวถึงเรื่องนี้ อาจเป็นเพราะการดำเนินงาน 82,000 ครั้งซีดจางเมื่อเทียบกับพื้นหลังของล้าน

นี่คือสิ่งที่ Proppant ดูเหมือน เรียกว่าทราย อันที่จริง ไม่ใช่ทรายที่ขุดในเหมืองและที่เด็ก ๆ เล่น ปัจจุบัน Proppant ผลิตขึ้นในโรงงานพิเศษและมีหลายประเภท โดยปกติ การระบุจะเป็นไปตามสัดส่วนของเม็ดทราย ตัวอย่างเช่น เป็นวัสดุ 16/20 ในโพสต์แยกต่างหากโดยตรงเกี่ยวกับกระบวนการแตกหักด้วยไฮดรอลิก ฉันจะกล่าวถึงประเภทของสารเติมแต่งและแสดงประเภทต่าง ๆ ของมัน และเรียกว่าทรายเพราะในช่วงการแตกหักด้วยไฮดรอลิกครั้งแรก บริษัท Halliburton ใช้ทรายแม่น้ำธรรมดา

นอกจากนี้ยังมีคำถามมากมายถึง EPA (หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม) หลายคนชอบอ้างถึง EPA ว่าเป็นแหล่งที่มีน้ำหนักมาก แหล่งข้อมูลมีน้ำหนักมาก แต่แหล่งข้อมูลที่มีน้ำหนักมากก็สามารถให้ข้อมูลที่ผิดได้ มีอยู่ครั้งหนึ่ง EPA ได้สร้างความกระฉับกระเฉงไปทั่วโลก ปัญหาคือการส่งเสียงดัง น้อยคนนักที่จะรู้ว่ามันจบลงอย่างไร และเรื่องราวก็จบลงอย่างเลวร้ายสำหรับบางคน

ด้านขวาเป็นถังผสม ทางซ้ายมือเป็นภาชนะเสริม Proppant จะถูกป้อนลงในถังบนสายพานลำเลียง หลังจากนั้นเครื่องผสมจะถูกส่งไปยังเครื่องหมุนเหวี่ยง ซึ่งจะผสมกับน้ำและสารเคมี จากนั้นเจลจะถูกส่งไปยังปั๊ม

มีเรื่องราวที่น่าสนใจมากสองเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ EPA (8) ดังนั้นเรื่องแรก
ในย่านชานเมืองของดัลลาส ในเมืองฟอร์ตเวิร์ธ บริษัทน้ำมันแห่งหนึ่งกำลังเจาะบ่อน้ำเพื่อผลิตก๊าซ ซึ่งแน่นอนว่าใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิก ในปี 2010 Al Armendariz ผู้อำนวยการระดับภูมิภาคของ EPA ได้ยื่นฟ้องบริษัทในกรณีฉุกเฉิน คดีความระบุว่าประชาชนที่อาศัยอยู่ใกล้บ่อน้ำของบริษัทกำลังตกอยู่ในอันตราย บ่อน้ำของบริษัทฯ ในขณะนั้นความตื่นเต้นรอบ ๆ การแตกหักของไฮดรอลิกนั้นสูงมาก และความอดทนของคณะกรรมาธิการการรถไฟเท็กซัสก็ระเบิดขึ้น สำหรับผู้ที่ลืมไปแล้ว คณะกรรมาธิการการรถไฟมีหน้าที่รับผิดชอบการใช้ที่ดินและการขุดเจาะในเท็กซัส ได้จัดตั้งกลุ่มวิทยาศาสตร์ขึ้นและส่งไปตรวจสอบคุณภาพน้ำ
มีเธนตอนบนภายใต้ฟอร์ทวอร์สตั้งอยู่ที่ความลึก 120 เมตรและไม่มีฝาปิด ในขณะที่บ่อน้ำลึกไม่เกิน 35 เมตร และมีการแตกหักด้วยไฮดรอลิกในบ่อน้ำของบริษัทที่ระดับความลึก 1,500 เมตร ดังนั้นจึงกลายเป็นว่าไม่มีการทดสอบใดๆ เพื่อศึกษาผลกระทบที่เป็นอันตรายของ EPA แต่พวกเขาเพียงแค่เอามันไปและบอกว่าการแตกหักด้วยไฮดรอลิกปนเปื้อนในน้ำจืด และพวกเขาได้ยื่นฟ้องต่อศาล และคณะกรรมการก็รับและดำเนินการทดสอบ หลังจากตรวจสอบความสมบูรณ์ของบ่อน้ำ เก็บตัวอย่างดินและดำเนินการทดสอบที่จำเป็นแล้ว คณะกรรมการได้ออกคำตัดสินเพียงข้อเดียว - ไม่ใช่หลุมเดียวที่มีการรั่วไหลและไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปรสภาพเป็นแก๊สของน้ำจืด EPA สูญเสียศาลสองแห่ง บริษัท และศาลที่สองโดยตรงต่อคณะกรรมาธิการการรถไฟ หลังจากนั้นดร. อัล อาร์เมนดาริซ ผู้อำนวยการ EPA ลาออก "ด้วยความเต็มใจของเขาเอง"

อย่างไรก็ตาม มีปัญหาเรื่องการแปรสภาพเป็นแก๊สของน้ำ แต่ก็ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแตกหักของไฮดรอลิก แต่เกี่ยวข้องกับชั้นมีเทนที่ตื้นมาก ก๊าซจากชั้นบนจะค่อยๆ สูงขึ้นและเข้าสู่บ่อน้ำ นี่เป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่ไม่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการขุดเจาะเลย การแปรสภาพเป็นแก๊สดังกล่าวไม่เพียงส่งผลกระทบต่อบ่อน้ำเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อทะเลสาบและน้ำพุด้วย

ทันทีหลังจากเรื่องราวกับแพทย์ที่ประมาทจาก EPA คณะกรรมาธิการการรถไฟได้หันมาดูวิดีโอยอดนิยมซึ่งในเวลานั้นยังไม่ได้แสดงที่ไหน สตีเฟน ลิปสกี้ เจ้าของบ่อน้ำจืด และอลิซ ริช ที่ปรึกษาด้านสิ่งแวดล้อมถ่ายทำวิดีโอที่พวกเขาจุดไฟเผาน้ำประปา น้ำถูกดึงมาจากบ่อน้ำของสตีเฟน น้ำถูกไฟไหม้ โดยกล่าวหาว่าเกิดจากก๊าซที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งเป็นความผิดของบริษัทน้ำมันที่มีการแตกหักของไฮดรอลิกที่โชคไม่ดี อันที่จริง ในระหว่างการสอบสวน จำเลยทั้งสองยอมรับว่าถังโพรเพนเชื่อมต่อกับระบบท่อส่งน้ำมัน และสิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อดึงดูดฝ่ายข่าวซึ่งจะทำให้คนเชื่อว่าการแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นโทษสำหรับการแปรสภาพเป็นแก๊สของ น้ำจืด ในกรณีนี้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าอลิซ ริชรู้เกี่ยวกับการปลอมแปลง แต่ต้องการถ่ายโอนข้อมูลเท็จโดยเจตนาไปยัง EPA และมีการสมคบคิดระหว่างอลิซกับสตีเฟนเพื่อใส่ร้ายกิจกรรมของบริษัท อีกครั้งที่บริษัทและกระบวนการแตกหักด้วยไฮดรอลิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม หลังจากเหตุการณ์นี้ ทุกคนต่างรู้สึกอับอายเกี่ยวกับข้อกล่าวหาเรื่องการแตกหักของไฮดรอลิกในการแปรสภาพเป็นแก๊สของน้ำ เห็นได้ชัดว่าไม่มีใครรีบเข้าคุก หรือทุกคนรู้ทันทีว่ากระบวนการนี้เป็นไปตามธรรมชาติและเกิดขึ้นก่อนจะเกิดการแตกหักด้วยไฮดรอลิก

ดังนั้น การสรุปทั้งหมดข้างต้น - กิจกรรมใดๆ ของมนุษย์ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม - ก็ไม่มีข้อยกเว้น การแตกหักด้วยไฮดรอลิกด้วยตัวมันเองไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมมานานกว่า 60 ปี สารเคมีที่ฉีดเข้าไปที่ระดับความลึกมากในระหว่างการแตกหักด้วยไฮดรอลิกจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ต่อชั้นน้ำด้านบน ความท้าทายที่แท้จริงในปัจจุบันคือการประสานความร่วมมือและความซื่อสัตย์ ซึ่งบริษัทต่างๆ กำลังทำงานอย่างหนัก และมีองค์ประกอบทางเคมีและสิ่งสกปรกเพียงพอที่สามารถทำให้น้ำจืดเป็นพิษในรูปแบบที่อิ่มตัวด้วยน้ำมันได้ แม้จะไม่มีการแตกหักด้วยไฮดรอลิก กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สนั้นเป็นไปตามธรรมชาติและพวกเขารู้ถึงปัญหาดังกล่าวแม้จะไม่มีรอยร้าวด้วยไฮดรอลิกก็ตาม ปัญหานี้ยังถูกต่อสู้ด้วยก่อนที่จะเกิดการแตกร้าวด้วยไฮดรอลิก

ทุกวันนี้ อุตสาหกรรมน้ำมันสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าครั้งไหนๆ ในประวัติศาสตร์ และยังคงต่อสู้เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม เรื่องราวและเรื่องเล่ามากมายมาจากเจ้าหน้าที่ที่ไร้ยางอายของหน่วยงานทางการ น่าเสียดายที่เรื่องราวดังกล่าวยังคงอยู่ในความทรงจำของคนส่วนใหญ่อย่างรวดเร็ว และถูกปฏิเสธอย่างช้าๆ ด้วยข้อเท็จจริงที่ไม่น่าสนใจสำหรับทุกคน
จำเป็นที่จะไม่ลืมว่าสงครามกับบริษัทน้ำมันเป็นและจะเป็นเช่นนั้นตลอดไป และก๊าซราคาถูกในปริมาณมากนั้นไม่ถูกใจทุกคน

นอกจากนี้ที่สำคัญ:
เนื่องจากความคิดเห็นที่กล่าวถึงเพนซิลเวเนียและการปรากฏตัวของก๊าซในบ่อน้ำจืดเริ่มปรากฏในความคิดเห็น ฉันจึงตัดสินใจชี้แจงปัญหานี้เช่นกัน รัฐเพนซิลเวเนียอุดมไปด้วยก๊าซ และหนึ่งในการขุดเจาะแนวราบด้วยก๊าซที่ทรงพลังที่สุดเกิดขึ้นในรัฐนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตอนเหนือ ปัญหาคือมีก๊าซสะสมอยู่หลายแห่ง (มีเทนและอีเทน) ในรัฐ อ่างเก็บน้ำก๊าซด้านบนเรียกว่าดีโวเนียน ในขณะที่อ่างเก็บน้ำก๊าซจากชั้นหินลึกเรียกว่ามาร์เซลลัส หลังจากการวิเคราะห์โมเลกุลโดยละเอียดขององค์ประกอบก๊าซและการตรวจสอบบ่อน้ำ 1,701 แห่ง (ตั้งแต่ปี 2008 ถึง 2011) ทางตอนเหนือของรัฐ ได้มีการตัดสินเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน - ไม่มีก๊าซจากชั้นหินในบ่อน้ำ แต่มีเทนและอีเทนจาก มีชั้นดีโวเนียนด้านบนอยู่ การแปรสภาพเป็นแก๊สตามธรรมชาติและเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางธรณีวิทยา เช่นเดียวกับปัญหาในเท็กซัส กระบวนการแตกร้าวด้วยไฮดรอลิกไม่ได้มีส่วนทำให้เกิดการอพยพของก๊าซจากชั้นหินขึ้นสู่ผิวน้ำ

นอกจากนี้ ในรัฐเพนซิลเวเนีย เนื่องจากรัฐนี้เป็นรัฐแรกๆ ในสหรัฐอเมริกาโดยทั่วไป มีเอกสารมากมายตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1800 ที่กล่าวถึงลำธารที่ลุกไหม้ รวมถึงแหล่งกำเนิดไวไฟ น้ำที่มีความเข้มข้นของก๊าซอยู่มาก มีเอกสารมากมายที่กล่าวถึงการมีอยู่ของก๊าซมีเทนที่มีความเข้มข้นสูงมากที่ระดับความลึก 20 เมตร เพียง 20 เมตรเท่านั้น! เอกสารจำนวนมากบ่งชี้ว่ามีเทนความเข้มข้นสูงมากในแม่น้ำและลำธารมากกว่า 10 มก. / ล. ดังนั้น ซึ่งแตกต่างจากเท็กซัส ซึ่งโดยส่วนตัวแล้วฉันไม่ได้ยินอะไรเกี่ยวกับเอกสารดังกล่าว ในรัฐเพนซิลวาเนีย ปัญหาการแปรสภาพเป็นแก๊สได้รับการบันทึกไว้ก่อนที่จะเริ่มการขุดเจาะดังกล่าว ดังนั้นอันตรายของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกคืออะไรหากมีเอกสารที่มีอายุมากกว่า 200 ปีและได้รับการพิสูจน์ระดับโมเลกุลว่าก๊าซในบ่อน้ำไม่ใช่หินดินดาน? ด้วยเหตุผลบางอย่าง องค์กรที่ต่อสู้กับการแตกหักด้วยไฮดรอลิกลืมเกี่ยวกับเอกสารดังกล่าว หรือพวกเขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยดังกล่าวและไม่สนใจ

นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าเพนซิลเวเนียเป็นหนึ่งในรัฐที่กำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานวิเคราะห์คุณภาพน้ำจืดภายใต้พระราชบัญญัติ 13 ก่อนทำการขุดเจาะเพื่อตรวจสอบระดับการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้น เมื่อวิเคราะห์คุณภาพน้ำ ความเข้มข้นที่อนุญาตของก๊าซที่ละลายน้ำได้ 7000 ไมโครกรัม/ลิตร จึงเกินเกือบทุกครั้ง คำถามคือ เหตุใดผู้คนจึงไม่บ่นเกี่ยวกับสุขภาพ นิเวศวิทยา และการทำลายโลกเป็นเวลาสองร้อยปี แต่ทันใดนั้น พวกเขาก็ตระหนักได้ว่าพวกเขากำลังบ่นกันอย่างหนักเมื่อเริ่มการขุดเจาะก๊าซ (เก้า).
การแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นไปตามธรรมชาติ และไม่ได้เป็นผลมาจากการแตกหักและการเจาะด้วยไฮดรอลิกโดยทั่วไป ปัญหานี้มีอยู่ในทุกประเทศที่มีการสะสมของก๊าซบนพื้นผิว

ในอุตสาหกรรมการผลิตน้ำมันสมัยใหม่ การแตกหักด้วยไฮดรอลิก (hydraulic fracturing) เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการมีอิทธิพลต่อพื้นที่ใกล้หลุมเจาะของบ่อน้ำมัน วิธีนี้จำเป็นต่อการเพิ่มผลผลิตจากแหล่งน้ำมันหรือก๊าซ ระดับการดูดซึมของหลุมประเภทฉีด ตลอดจนในกรอบงานการแยกน้ำบาดาล กระบวนการของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกนั้นรวมถึงการสร้างการแตกหักใหม่และการเพิ่มขึ้นของการแตกหักซึ่งอยู่ในการก่อตัวของรูก้นหอย การแตกหักถูกกระตุ้นโดยการปรับความดันของของเหลวที่จ่ายไปยังบ่อน้ำ เป็นผลมาจากการแตกหักของไฮดรอลิก ทำให้สามารถดึงทรัพยากรอันมีค่าออกจากบ่อน้ำที่อยู่ไกลจากหลุมเจาะได้

จากประวัติความเป็นมาของการแตกหักของไฮดรอลิก

การพัฒนาเพื่อเพิ่มผลผลิตของการผลิตน้ำมันจากบ่อน้ำมันสำเร็จรูปได้ดำเนินการในสหรัฐอเมริกาแล้วเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 จากนั้นจึงทดสอบวิธีการกระตุ้นด้วยการระเบิดของไนโตรกลีเซอรีนซึ่งทำให้หินแข็งแตกและทำให้เป็นไปได้ เพื่อให้ได้ทรัพยากรอันมีค่าจากที่นั่น ในช่วงเวลาเดียวกัน ได้ทำการทดสอบเพื่อพัฒนาบริเวณก้นหลุมโดยใช้กรด และวิธีการหลังได้ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา

ในการใช้กรดเพื่อกระตุ้นผลผลิตที่ดี พบว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นสามารถนำไปสู่การแตกหักได้ จากนี้ไปการพัฒนาแนวคิดของการแตกหักแบบไฮดรอลิกของการก่อตัวของหินเริ่มขึ้นและความพยายามครั้งแรกได้เกิดขึ้นแล้วในปี 2490 แม้จะมีความล้มเหลว นักวิจัยยังคงพัฒนาวิธีการนี้ และงานของพวกเขาก็ประสบความสำเร็จในสองปีต่อมา ในยุค 50 การพัฒนาโดยใช้วิธีการแตกหักแบบไฮดรอลิกเริ่มดำเนินการมากขึ้นเรื่อยๆ ในสหรัฐอเมริกา และในช่วงที่สามของศตวรรษที่ 20 จำนวนการดำเนินการดังกล่าวมีมากกว่าล้านรายการในอเมริกาเท่านั้น

การแตกหักด้วยไฮดรอลิกเป็นเทคนิคการพัฒนาบ่อน้ำเริ่มใช้ในสหภาพโซเวียต: ความพยายามครั้งแรกถูกทำเครื่องหมายในปี 2502 หลังจากนั้นระยะเวลาของการสูญเสียความนิยมของวิธีนี้ก็เริ่มขึ้นเนื่องจากบ่อเริ่มมีการพัฒนาในไซบีเรียซึ่งหากไม่มีการปรับแต่งเพิ่มเติมทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตน้ำมันและก๊าซในปริมาณที่ต้องการอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ปลายยุค 80 เทคนิคนี้เริ่มแพร่หลายอีกครั้งเมื่อแหล่งสะสมก่อนหน้าหยุดผลิตทรัพยากรที่มีค่าจำนวนเท่ากัน แต่ยังถือว่าไม่หมด ปัจจุบันมีการใช้เทคนิคการแตกหักด้วยไฮดรอลิกทั่วประเทศรัสเซียและในประเทศอื่น ๆ

ประเภทของพร่าพรายไฮดรอลิก

ในด้านการพัฒนาทรัพยากรที่ทันสมัย ​​การแตกหักของไฮดรอลิกมีสองประเภท:

• Proppant ไฮดรอลิกพร่าพราย วิธีนี้ใช้วัสดุลิ่มแบบพิเศษ ในระหว่างขั้นตอน proppant จะถูกเทเข้าด้านในเพื่อไม่ให้เกิดรอยร้าวที่เกิดจากแรงกดอีกครั้ง วิธีการประเภทนี้เหมาะสำหรับหินทราย หินตะกอน และหินอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้การแตกหักด้วยไฮดรอลิกด้วยโพรเพนท์
• การแตกร้าวของกรด วิธีนี้เป็นที่ยอมรับมากกว่าสำหรับหินคาร์บอเนต และการแตกหักที่เกิดจากความดันที่เพิ่มขึ้นและการเติมของเหลวที่แตกร้าวนั้นไม่จำเป็นต้องมีการเสริมแรงเพิ่มเติม เช่นในกรณีแรก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการแตกหักของไฮดรอลิกด้วยกรดกับการบำบัดด้วยกรดแบบธรรมดาคือปริมาณของวัสดุและระดับของแรงดัน

ความสำเร็จของการแตกหักด้วยไฮดรอลิกขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการโดยไม่คำนึงถึงประเภทของการรักษา ประการแรกควรเลือกวัตถุสำหรับการดำเนินการตามวิธีการโดยคำนึงถึงลักษณะประเภทของเลเยอร์ตลอดจนความลึกและความเข้มของการพัฒนา ทางเลือกของเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่บ่อน้ำตั้งอยู่ เมื่อใช้อย่างถูกต้อง ประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันในบ่อบำบัดจะสูงขึ้นมาก

กระบวนการพร่าพรายไฮดรอลิก

ขอแนะนำให้ดำเนินการแตกหักด้วยไฮดรอลิกสำหรับหลุมที่มีกำลังการผลิตต่ำซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นตามธรรมชาติของชั้นหรือคุณภาพการกรองที่ลดลงหลังจากเปิดชั้นถัดไป

กระบวนการประมวลผลมีหลายขั้นตอน:

• สำรวจบ่อน้ำ ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการกำหนดความสามารถในการดูดซับ ความต้านทานแรงดัน และพารามิเตอร์อื่นๆ
• ทำความสะอาดอย่างดี ด้วยเหตุนี้จึงใช้ปั๊มระบายน้ำและล้างหลุมเจาะเพื่อให้คุณสมบัติการกรองในบริเวณก้นหลุมนั้นเพียงพอสำหรับการทำงานต่อไป นอกจากนี้ บ่อน้ำสามารถบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเพื่อให้สภาวะสำหรับการก่อตัวของกระดูกหักจากการแตกหักนั้นเหมาะสมที่สุด
• ลงไปในบ่อของท่อเพื่อส่งของเหลวไปยังรูก้นหอย ปลอกหุ้มมีตัวบรรจุหีบห่อและพุกเพื่อป้องกันแรงดันจากการเสียรูปของท่อ หลุมผลิตมีหัวสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับสูบจ่ายน้ำชะล้าง
• การแตกหักด้วยไฮดรอลิกนั้นทำได้โดยการฉีดของเหลวจนกระทั่งเกิดการแตกหักในชั้นหิน ทันทีหลังจากดำเนินการไฮดรอลิก จะต้องสูบของเหลวด้วยความเร็วสูง
• ปิดหลุมผลิต หลุมจะไม่ถูกสัมผัสจนกว่าตัวบ่งชี้ความดันจะลดลง
• ชะล้างได้ดีหลังจากการแตกหักและการพัฒนาของไฮดรอลิก

ที่ระดับความลึกตื้น การแตกหักแบบไฮดรอลิกสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ท่อหรือไม่มีอุปกรณ์ความปลอดภัย ในสถานการณ์แรก การฉีดจะดำเนินการผ่านท่อปลอก และในวินาทีก็สามารถจัดเป็นวงแหวนรอบตัวได้ เทคนิคนี้ช่วยลดการสูญเสียแรงดันหากใช้ของเหลวที่มีความหนามากในกระบวนการนี้ นอกจากนี้สำหรับบางหลุมจะมีการแตกหักแบบหลายขั้นตอนซึ่งการก่อตัวที่แตกต่างกันจะแตกหักเนื่องจากการซึมผ่านของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในการกำหนดตำแหน่งของการแตกหักนั้นจะใช้วิธีการบันทึกกัมมันตภาพรังสี เทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณทราบได้อย่างแม่นยำว่ารอยแยกอยู่ที่ไหน โดยใช้ทรายธรรมดาและทรายอัดประจุ