Contenu
- Qu'est-ce que la fracturation hydraulique?
- Additifs de fracturation hydraulique
- Additifs réduisant les frictions (eaux de nappe)
- Autres Additifs et Prépants
- Les fluides de fracturation varient d'un jeu à l'autre
- Dilution et neutralisation d'additifs
Fluides de fracturation hydraulique: Une grande variété d'additifs chimiques sont utilisés dans les fluides de fracturation hydraulique. Ils comprennent: les acides dilués, les biocides, les agents de rupture, les inhibiteurs de corrosion, les agents de réticulation, les réducteurs de friction, les gels, le chlorure de potassium, les désoxygénants, les agents d’ajustement du pH, les inhibiteurs de tartre et les tensioactifs. Ces additifs chimiques ne représentent généralement que 1 à 2% du fluide. Les 98 à 99 1/2% restants du fluide sont de l’eau. Des préposés tels que du sable, de la grenaille d'aluminium ou des billes de céramique sont fréquemment injectés pour maintenir les fractures ouvertes une fois le traitement sous pression terminé.
Qu'est-ce que la fracturation hydraulique?
La pratique actuelle des traitements de fracturation hydraulique des gisements de gaz de schiste consiste à appliquer un pompage séquentiel au cours duquel des millions de gallons de fluides de fracturation à base d’eau mélangés à des agents de soutènement et des épaississants sont pompés de manière contrôlée et surveillée dans la formation de schiste cible pression de rupture.
Additifs de fracturation hydraulique
Les fluides de fracturation utilisés pour les stimulations de schistes gazeux sont principalement constitués d’eau, mais comprennent également divers additifs. Le nombre d'additifs chimiques utilisés dans un traitement de fracture typique varie en fonction des conditions du puits en cours de fracturation.
Un traitement de fracture typique utilisera de très faibles concentrations, comprises entre 3 et 12 additifs chimiques, en fonction des caractéristiques de l'eau et de la formation de schiste à fracturer. Chaque composant répond à un objectif spécifique.
Additifs réduisant les frictions (eaux de nappe)
Les fluides prédominants actuellement utilisés pour le traitement de la fracture dans les schistes bitumineux sont des fluides de fracturation à base d’eau mélangés à des additifs réduisant le frottement (appelés «eau glacée»). L'ajout de réducteurs de friction permet aux fluides de fracturation et aux agents de soutènement d'être pompés vers la zone cible à un débit plus élevé et à une pression réduite par rapport à l'utilisation de l'eau uniquement.
Cette vidéo illustre les équipements, les matériaux et les procédures utilisés dans le processus de fracturation hydraulique. Il s’applique à l’utilisation de la fracturation hydraulique associée au forage horizontal dans le développement d’un puits de gaz naturel dans un schiste riche en matières organiques. Il a été préparé par Chesapeake Energy.
Autres Additifs et Prépants
Outre les réducteurs de frottement, les autres additifs comprennent: des biocides pour empêcher la croissance de micro-organismes et pour réduire l’encrassement biologique des fractures; désoxygénants et autres stabilisants pour empêcher la corrosion des tuyaux en métal; et les acides utilisés pour éliminer les dommages causés par la boue de forage dans la zone proche du puits de forage. Ces fluides sont utilisés non seulement pour créer les fractures dans la formation, mais également pour transporter un agent de soutènement (souvent du sable siliceux ou de la bauxite frittée) qui se dépose dans les fractures induites.
La composition du fluide de fracturation varie d’un bassin ou d’une formation géologique à l’autre. Une liste des additifs potentiels est donnée dans le tableau 1. L'évaluation des volumes relatifs des composants d'un fluide de fracturation révèle le volume relativement faible des additifs présents. Globalement, la concentration en additifs dans la plupart des fluides de fracturation pour eaux glissantes est relativement constante, entre 0,5% et 2%, l’eau représentant entre 98% et 99,5%.
Cette vidéo illustre les équipements, les matériaux et les procédures utilisés dans le processus de fracturation hydraulique.Il s’applique à l’utilisation de la fracturation hydraulique associée au forage horizontal dans le développement d’un puits de gaz naturel dans un schiste riche en matières organiques. Il a été préparé par Chesapeake Energy.
Les fluides de fracturation varient d'un jeu à l'autre
Étant donné que la composition de chaque fluide de fracturation varie pour répondre aux besoins spécifiques de chaque zone, il n'existe pas de formule unique pour les volumes de chaque additif. Lors de la classification des fluides de fracturation et de leurs additifs, il est important de comprendre que les sociétés de services fournissant ces additifs ont développé un certain nombre de composés dotés de propriétés fonctionnelles similaires, destinés à être utilisés dans le même but dans différents environnements de puits.
La différence entre les formulations d'additifs peut être aussi petite qu'un changement de concentration d'un composé spécifique. Bien que l’industrie de la fracturation hydraulique puisse avoir un certain nombre de composés pouvant être utilisés dans un fluide de fracturation hydraulique, tout travail de fracturation unique n’utilise que quelques-uns des additifs disponibles. Il n'est pas rare que certaines recettes de fracturation omettent certaines catégories de composés si leurs propriétés ne sont pas requises pour l'application spécifique.
La plupart des procédés industriels utilisent des produits chimiques et presque tous les produits chimiques peuvent être dangereux en quantité suffisante ou s'ils ne sont pas manipulés correctement. Même les produits chimiques qui entrent dans nos aliments ou dans notre eau de boisson peuvent être dangereux. Par exemple, les usines de traitement de l'eau potable utilisent de grandes quantités de chlore. Lorsqu'il est utilisé et manipulé correctement, il est sans danger pour les travailleurs et les résidents proches et fournit de l'eau potable propre et salubre à la communauté.
Bien que le risque soit faible, il existe un potentiel de rejets non planifiés qui pourraient avoir des effets graves sur la santé humaine et l'environnement. De même, la fracturation hydraulique utilise un certain nombre d'additifs chimiques qui peuvent être dangereux, mais qui sont sûrs s'ils sont manipulés correctement conformément aux exigences et aux pratiques de longue date de l'industrie. En outre, beaucoup de ces additifs sont des produits chimiques courants que les gens rencontrent régulièrement dans la vie quotidienne.
Dilution et neutralisation d'additifs
Le tableau 1 fournit un résumé des additifs, de leurs principaux composés, de la raison pour laquelle l’additif est utilisé dans un fluide de fracturation hydraulique et de quelques-unes des autres utilisations courantes de ces composés. L'acide chlorhydrique (HCl) est le plus gros composant liquide utilisé dans un fluide de fracturation, mis à part l'eau; Bien que la concentration de l'acide puisse varier, un mélange à 15% d'HCl est une concentration typique. Un mélange à 15% de HCl est composé à 85% d’eau et à 15% d’acide. Par conséquent, le volume d’acide est dilué à 85% avec de l’eau dans sa solution mère avant d’être pompé dans la formation lors d’un traitement de fracturation.
Une fois que toute la phase de fluide de fracturation a été injectée, le volume total d'acide dans un exemple de fluide de fracturation du schiste de Fayetteville était de 0,123%, ce qui indique que le fluide avait été dilué 122 fois avant d'être pompé dans la formation. La concentration de cet acide continuera seulement à être diluée, car il se dispersera dans des volumes supplémentaires d'eau pouvant être présents dans le sous-sol. En outre, si cet acide entrait en contact avec des minéraux carbonatés dans le sous-sol, il serait neutralisé par réaction chimique avec les minéraux carbonatés produisant de l'eau et du dioxyde de carbone en tant que sous-produit de la réaction.