Contente
- O que é fraturamento hidráulico?
- Aditivos de fraturamento hidráulico
- Aditivos Redutores de Fricção (Slickwater)
- Outros aditivos e propantes
- Os fluidos de fraturamento variam de uma peça para outra
- Diluição e neutralização de aditivos
Fluidos de fraturamento hidráulicos: Uma grande variedade de aditivos químicos é usada em fluidos de fraturamento hidráulico. Eles incluem: ácidos diluídos, biocidas, disjuntores, inibidores de corrosão, reticuladores, redutores de fricção, géis, cloreto de potássio, eliminadores de oxigênio, agentes de ajuste de pH, inibidores de incrustações e surfactantes. Esses aditivos químicos normalmente podem constituir apenas 1/2 a 2% do fluido. Os restantes 98 a 99 1/2 por cento do fluido são água. Propantes como areia, granalha de alumínio ou contas de cerâmica são freqüentemente injetados para manter as fraturas abertas após o término do tratamento sob pressão.
O que é fraturamento hidráulico?
A prática atual para tratamentos de fraturamento hidráulico de reservatórios de gás de xisto é aplicar um evento de bombeamento seqüencial no qual milhões de galões de fluidos de fraturamento à base de água misturados com materiais propantes e agentes espessantes são bombeados de maneira controlada e monitorada na formação de xisto alvo acima pressão de fratura.
Aditivos de fraturamento hidráulico
Os fluidos de fraturamento usados para estímulos a gás de xisto consistem principalmente em água, mas também incluem uma variedade de aditivos. O número de aditivos químicos usados em um tratamento de fratura típico varia dependendo das condições do bem-estar específico fraturado.
Um tratamento de fratura típico utilizará concentrações muito baixas entre 3 e 12 produtos químicos aditivos, dependendo das características da água e da formação de xisto sendo fraturada. Cada componente serve a uma finalidade específica e projetada.
Aditivos Redutores de Fricção (Slickwater)
Os fluidos predominantes atualmente sendo usados para tratamentos de fratura nas peças de xisto gasoso são os fluidos de fraturamento à base de água misturados com aditivos redutores de atrito (chamados de água slick). A adição de redutores de fricção permite que fluidos de fraturamento e propante sejam bombeados para a zona-alvo a uma taxa mais alta e pressão reduzida do que se apenas água fosse usada.
Este vídeo ilustra os equipamentos, materiais e procedimentos utilizados no processo de fraturamento hidráulico. Aplica-se ao uso de fraturamento hidráulico combinado à perfuração horizontal no desenvolvimento de um poço de gás natural em um xisto rico em orgânicos. Foi preparado pela Chesapeake Energy.
Outros aditivos e propantes
Além dos redutores de fricção, outros aditivos incluem: biocidas para impedir o crescimento de microrganismos e reduzir a bioincrustação das fraturas; eliminadores de oxigênio e outros estabilizadores para evitar a corrosão de tubos metálicos; e ácidos que são usados para remover os danos da lama de perfuração na área do poço próximo. Esses fluidos são usados não apenas para criar as fraturas na formação, mas também para transportar um agente de sustentação (geralmente areia de sílica ou bauxita sinterizada) que é depositado nas fraturas induzidas.
A composição do fluido de fraturamento varia de uma bacia ou formação geológica para outra. Uma lista de potenciais aditivos é fornecida na Tabela 1. A avaliação dos volumes relativos dos componentes de um fluido de fraturamento revela o volume relativamente pequeno de aditivos presentes. Em geral, a concentração de aditivos na maioria dos fluidos de fraturamento de águas escorregadias é de 0,5% a 2% relativamente consistente, com água perfazendo 98% a 99,5%.
Este vídeo ilustra os equipamentos, materiais e procedimentos utilizados no processo de fraturamento hidráulico.Aplica-se ao uso de fraturamento hidráulico combinado à perfuração horizontal no desenvolvimento de um poço de gás natural em um xisto rico em orgânicos. Foi preparado pela Chesapeake Energy.
Os fluidos de fraturamento variam de uma peça para outra
Como a composição de cada fluido de fraturamento varia para atender às necessidades específicas de cada área, não existe uma fórmula única para os volumes de cada aditivo. Na classificação de fluidos de fraturamento e seus aditivos, é importante perceber que as empresas de serviços que fornecem esses aditivos desenvolveram vários compostos com propriedades funcionais semelhantes para serem utilizados com a mesma finalidade em diferentes ambientes de poço.
A diferença entre formulações aditivas pode ser tão pequena quanto uma alteração na concentração de um composto específico. Embora a indústria de fraturamento hidráulico possa ter vários compostos que podem ser usados em um fluido de fraturamento hidráulico, qualquer trabalho de fraturamento único usaria apenas alguns dos aditivos disponíveis. Não é incomum que algumas receitas de fraturamento omitam algumas categorias de compostos se suas propriedades não forem necessárias para a aplicação específica.
A maioria dos processos industriais utiliza produtos químicos e quase todos os produtos químicos podem ser perigosos em quantidades grandes o suficiente ou se não forem manuseados adequadamente. Mesmo produtos químicos que entram em nossos alimentos ou na água potável podem ser perigosos. Por exemplo, as estações de tratamento de água potável usam grandes quantidades de cloro. Quando usado e manuseado adequadamente, é seguro para trabalhadores e moradores próximos e fornece água potável limpa e segura para a comunidade.
Embora o risco seja baixo, existe o potencial de liberações não planejadas que podem ter efeitos sérios na saúde humana e no meio ambiente. Da mesma forma, o fraturamento hidráulico utiliza vários aditivos químicos que podem ser perigosos, mas são seguros quando manuseados adequadamente, de acordo com os requisitos e práticas de longa data da indústria. Além disso, muitos desses aditivos são substâncias químicas comuns que as pessoas encontram regularmente na vida cotidiana.
Diluição e neutralização de aditivos
A Tabela 1 fornece um resumo dos aditivos, seus principais compostos, o motivo pelo qual o aditivo é usado em um fluido de fraturamento hidráulico e alguns dos outros usos comuns desses compostos. O ácido clorídrico (HCl) é o maior componente líquido usado em um fluido de fraturamento, além da água; enquanto a concentração do ácido pode variar, uma mistura de 15% de HCl é uma concentração típica. Uma mistura de 15% de HCl é composta por 85% de água e 15% de ácido; portanto, o volume de ácido é diluído em 85% com água em sua solução estoque antes de ser bombeado para a formação durante um tratamento de fraturamento.
Uma vez que todo o estágio do fluido de fraturamento foi injetado, o volume total de ácido em um exemplo de fluido de fraturamento do xisto de Fayetteville foi de 0,123%, o que indica que o fluido foi diluído por um fator de 122 vezes antes de ser bombeado para a formação. A concentração desse ácido continuará sendo diluída apenas à medida que for dispersa em volumes adicionais de água que possam estar presentes no subsolo. Além disso, se esse ácido entrar em contato com minerais de carbonato na subsuperfície, ele será neutralizado por reação química com os minerais de carbonato que produzem água e dióxido de carbono como subproduto da reação.