फ्रॅक वाळू म्हणजे काय? हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंगसाठी टिकाऊ वाळू

सामग्री

• तेल आणि गॅस विहिरींसाठी क्रश-प्रतिरोधक वाळू
• फ्रॅक वाळूचा वापर कसा केला जातो?
• "प्रोपंट" म्हणून फ्रॅक वाळू
• वाळूचा कोणता प्रकार?
• फ्रॅक वाळू प्रक्रिया वनस्पती
• फ्रॅक वाळूचे उत्पादन आणि वापरले कोठे आहे?
• फ्रॅक वाळूचे स्रोत आणि किंमती
• सिनर्ड बॉक्साइट प्रोपेन्ट्स

फ्रॅक वाळू: फ्रॅक वाळूचे उजवीकडे (उजवीकडे) आणि समान धान्य आकाराचे एक विशिष्ट वाळू (डावीकडे). फ्रॅक वाळूचे धान्य अधिक एकसारखे आकाराचे, छान गोलाकार धान्यांचे आकार आणि एकसमान रचना कशी आहे ते पहा. ही एक अतिशय कठीण सामग्री आहे जी प्रति चौरस इंच कित्येक टन संकुचित शक्तींचा प्रतिकार करू शकते. या प्रतिमेतील धान्ये आकारात 0.50 मिलीमीटर आहेत.

फ्रॅक वाळू उत्पादन: हा चार्ट अमेरिकेत फ्रॅक वाळूच्या उत्पादनात झालेल्या वाढीचे वर्णन करतो. युनायटेड स्टेट्स जिओलॉजिकल सर्व्हे मिनरल्स इयरबुक, 2005-2015 मधील डेटा.

तेल आणि गॅस विहिरींसाठी क्रश-प्रतिरोधक वाळू

"फ्रॅक वाळू" एक उच्च-शुद्धता क्वार्ट्ज वाळू आहे जी अत्यंत टिकाऊ आणि अत्यंत गोल दाण्यांची आहे. पेट्रोलियम उद्योगाद्वारे वापरण्यासाठी तयार केलेली ही क्रश-प्रतिरोधक सामग्री आहे. हा हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग प्रक्रियेमध्ये ("फ्रॅकिंग" म्हणून ओळखला जातो) पेट्रोलियम द्रव तयार करण्यासाठी वापरला जातो, जसे तेल, नैसर्गिक वायू आणि रॉक युनिट्समधून नैसर्गिक वायू द्रव्यांना विहिरीकडे जाण्यासाठी पुरेशी जागा नसतात. बहुतेक फ्रॅक वाळू ही उच्च-शुद्धता वाळूच्या दगडापासून तयार केलेली एक नैसर्गिक सामग्री आहे. पर्यायी उत्पादन म्हणजे सिमेंटिक मणी म्हणजे सिन्टर बॉक्साइट किंवा अल्युमिनियमपासून बनविलेले लहान धातूचे मणी.

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग प्रक्रियेचा वापर करून हजारो तेल आणि नैसर्गिक वायू विहिरी उत्तेजित केल्या जात असल्याने गेल्या अनेक वर्षांत फ्रॅक वाळूची मागणी फुटली आहे. (उत्पादन चार्ट पहा.) एका विहिरीवरील हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग जॉबसाठी काही हजार टन वाळूची आवश्यकता असू शकते. विशेष ड्रिलिंगच्या या वाढीमुळे थोड्या वेळातच एक अब्ज डॉलर्सचा फ्रॅक वाळू उद्योग तयार झाला आहे. २०० and ते २०१ween या काळात तेल आणि वायू उद्योगात वापरल्या जाणार्‍या फ्रॅक वाळूचे प्रमाण मोठ्या प्रमाणात वाढले आहे.

फ्रॅक वाळूचा व्हिडिओ: यूएस सिलिकाचा व्हिडिओ उच्च-गुणवत्तेच्या फ्रॅक वाळूची वैशिष्ट्ये दर्शवित आहे.

फ्रॅक वाळूचा वापर कसा केला जातो?

सेंद्रीय शेलसारख्या काही उप-पृष्ठभाग रॉक युनिट्समध्ये मोठ्या प्रमाणात तेल, नैसर्गिक वायू किंवा नैसर्गिक वायू द्रव असतात जे विहिरीत मुक्तपणे वाहणार नाहीत. ते विहिरीकडे जाणार नाहीत कारण रॉक युनिटमध्ये एकतर पारगम्यता नसते (परस्पर जोडलेल्या छिद्रांची जागा) किंवा खडकातील छिद्र मोकळी जागा इतकी लहान असते की हे द्रव त्यांच्यामधून वाहू शकत नाहीत.

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग प्रक्रिया खडकात फ्रॅक्चर निर्माण करून ही समस्या सोडवते. हे खडकात विहिरी ड्रिल करून, पेट्रोलियम-वाहिन्या विभागातील विहिरीचा भाग सील करून आणि विहिरीच्या त्या भागामध्ये जास्त दाबाखाली पाणी पंप करून केले जाते. व्हिस्कस जेल तयार करण्यासाठी या पाण्याचा सामान्यतः ग्वार डिंकसारख्या रसायने आणि दाटपणाने उपचार केला जातो. हे जेल निलंबनात फ्राक वाळूचे धान्य वाहून नेण्याची पाण्याची क्षमता सुलभ करते.

आर्थस पृष्ठभागावरील मोठे पंप विहिरीच्या सीलबंद भागामध्ये पाण्याचे दाब वाढवितो जोपर्यंत आसपासच्या खडकांच्या ब्रेकिंग पॉईंटपेक्षा जास्त उंच होईपर्यंत. जेव्हा त्यांचा ब्रेकिंग पॉईंट गाठला जातो तेव्हा ते अचानक फ्रॅक्चर करतात आणि पाणी वेगाने वेगाने वेगाने घुसते आणि त्यांना फुगवते आणि खडकात अधिक विस्तारते. अचानक आलेल्या पाण्याच्या गर्दीमुळे कोट्यवधी वाळू धान्ये फ्रॅक्चरमध्ये गेली आहेत. एकाच विहिरीला उत्तेजन देण्यासाठी काही हजार टन फ्रॅक वाळूची आवश्यकता असू शकते.

फ्रॅक वाळूचा व्हिडिओ: यूएस सिलिकाचा व्हिडिओ उच्च-गुणवत्तेच्या फ्रॅक वाळूची वैशिष्ट्ये दर्शवित आहे.

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग: मार्सेलस शेलमधून आत जाण्याची लांबी वाढविण्यासाठी आडव्या ड्रिलिंगद्वारे तयार केलेल्या नैसर्गिक वायू विहिरीचे सरलीकृत आकृती. शेलमधून वायूचा प्रवाह उत्तेजन देण्यासाठी विहिरीच्या क्षैतिज भागात विशेषत: हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग केले जाते. ही चांगली कॉन्फिगरेशन अमेरिकेच्या शेल नाटकांमध्ये वापरली जाते.

"प्रोपंट" म्हणून फ्रॅक वाळू

जेव्हा पंप बंद केले जातात तेव्हा फ्रॅक्चर खराब होतो परंतु पूर्णपणे बंद होत नाही - कारण कोट्यवधी फ्रॅंक वाळूने धान्य तयार केले आहे. हे केवळ तेव्हाच उद्भवते जेव्हा बंद होणार्‍या फ्रॅक्चरच्या शक्तीचा प्रतिकार करण्यासाठी पुरेसे वाळूचे धान्य खडकात वितरीत केले गेले असेल.

टिकाऊ वाळूच्या दाण्यांनी तयार केलेले खडकातील नवीन फ्रॅक्चर, छिद्रयुक्त जागेचे जाळे तयार करतात ज्यामुळे पेट्रोलियम द्रवपदार्थ दगडाच्या बाहेर तसेच विहिरीत जाऊ शकतात. फ्रॅक वाळूला "प्रोपेन्ट" म्हणून ओळखले जाते कारण ते फ्रॅक्चर उघडते.

प्रोपेन्ट म्हणून वापरल्या जाणार्‍या इतर सामग्रीमध्ये सिरेमिक मणी, अ‍ॅल्युमिनियम मणी आणि सिन्टर बॉक्साइट यांचा समावेश आहे. फ्रॅक वाळू सामान्यत: कार्यक्षमतेची उच्च पातळी वितरित करते आणि ती सध्या पेट्रोलियम उद्योगाद्वारे वापरली जाणारी प्रॉपरपँट आहे.

जॉर्डन सँडस्टोन नकाशा: सध्या फ्रॅक वाळूसाठी खाणकाम करणार्‍या अनेक रॉक युनिट्स देखील जलचर आहेत. हे भूगर्भातील संशोधन प्रकाशने बनवते, जसे की युनायटेड स्टेट्स जिओलॉजिकल सर्व्हेच्या भूजल lasटलस मालिका, सँडस्टोन रॉक युनिटची उपस्थिती, जाडी आणि रचना निश्चित करण्यासाठी बहुमूल्य संभाव्य कागदपत्रे.हा नकाशा अमेरिकेच्या ग्राउंड वॉटर lasटलसचा आयोवा, मिशिगन, मिनेसोटा आणि विस्कॉन्सिनसाठी आहे. हे मिनेसोटा आणि आयोवा मधील जॉर्डन सँडस्टोनची भौगोलिक व्याप्ती आणि जाडी दाखवते. या मालिकेमध्ये इतर सँडस्टोन रॉक युनिट्स आणि इतर भौगोलिक क्षेत्रासाठी समान नकाशे प्रकाशित केले गेले आहेत.

वाळूचा कोणता प्रकार?

पेट्रोलियम उद्योगातील भविष्यवाणी करणार्‍यांनी अत्यंत मागणीची वैशिष्ट्ये पूर्ण केली पाहिजेत. उच्च-गुणवत्तेच्या फ्रॅक वाळूच्या वैशिष्ट्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• उच्च शुद्धता सिलिका वाळू
• नोकरीच्या गरजेशी धान्य आकार योग्य प्रकारे जुळला
• गोलाकार आकार जो कमीतकमी अशांततेसह हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइडमध्ये ठेवण्यास सक्षम करतो
• बंद होणार्‍या फ्रॅक्चरच्या क्रशिंग फोर्सचा प्रतिकार करण्याची टिकाऊपणा

ग्राहकांच्या वैशिष्ट्यानुसार फ्राक वाळूचे आकार 0.1 मिलीमीटर ते 2 मिलीमीटर व्यासाच्या आकारापर्यंतच्या आकारात असते. वापरल्या गेलेल्या बहुतेक फ्रॅक वाळूचे आकार 0.4 ते 0.8 मिलीमीटर दरम्यान आहे.

सेंट पीटर सँडस्टोन, जॉर्डन सँडस्टोन, ऑईल क्रीक सँडस्टोन आणि हिकरी सँडस्टोन यांसारख्या रॉक युनिट्स फ्रॅक वाळूच्या मालाचे संभाव्य स्रोत आहेत. हे रॉक युनिट क्वार्ट्ज धान्यंनी बनलेले आहेत जे एकाधिक चक्र हवामान आणि इरोशनद्वारे गेले आहेत. त्या लांबलचक इतिहासाने क्वार्ट्जशिवाय इतर सर्व खनिज धान्य काढून टाकले आहेत आणि अतिशय गोल आकाराचे धान्य तयार केले आहे. म्हणूनच नद्यांमधून खोदलेली वाळू, टेरेसमधून उत्खनन किंवा समुद्रकिनारे काढून टाकल्यास चांगले उत्पादन मिळण्याची शक्यता नाही.

जिथे हे रॉक युनिट तयार केले जातात ते सहसा मऊ, असमाधानकारकपणे सिमेंट आणि कधीकधी हलके असते. हे त्यांना क्वार्ट्ज धान्यांचे कमीतकमी नुकसान करून उत्खनन आणि चिरडण्याची अनुमती देते. अप्पालाचियन्ससारख्या भागातील उच्च-शुद्धता वाळू बहुतेकदा फ्रॅक वाळूसाठी योग्य नसते कारण त्यास टेक्टोनिक शक्तींचा सामना करावा लागतो ज्यामुळे खडक विकृत झाला आहे आणि वाळूचे धान्य दुर्बल झाले आहे.

विस्कॉन्सिन मध्ये फ्रॅक वाळू खाण: विस्कॉन्सिनमधील फ्रॅक वाळू उत्खनन ऑपरेशनचे हवाई दृश्य. फ्रॅक वाळू हे अत्यंत वैशिष्ट्यीकृत उत्पादन आहे जे केवळ वाळूच्या साठ्यातून तयार होते.

फ्रॅक वाळू प्रक्रिया सुविधा: विस्कॉन्सिनमधील फ्रॅक वाळू प्रक्रिया सुविधेचे हवाई दृश्य

फ्रॅक वाळू प्रक्रिया वनस्पती

सरळ जमिनीपासून फ्रॅक वाळू वापरली जात नाही. त्याची कार्यक्षमता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी प्रक्रियेची आवश्यकता आहे. खाण घेतल्यानंतर ते एका प्रोसेसिंग प्लांटमध्ये नेले जाते. तेथे बारीक कण काढून टाकण्यासाठी धुतले जाते.

धुण्या नंतर, वाळू ढिगा in्यांमध्ये रचली जाते जेणेकरून वॉश वॉटर बाहेर निघू शकेल. हे ऑपरेशन घराबाहेर केले जाते आणि वर्षाच्या काही काळासाठी मर्यादित असते जेव्हा तापमान अतिशीत होते. वाळू काढून टाकल्यानंतर, सर्व ओलावा काढून टाकण्यासाठी ते एअर ड्रायरमध्ये ठेवले जाते. नंतर वेगवेगळ्या ग्राहकांसाठी विशिष्ट आकाराचे अंश मिळविण्यासाठी कोरडे धान्य तपासले जातात.

फ्रॅकिंगसाठी योग्य नसलेली वाळू वेगळी केली जाते आणि इतर वापरासाठी विकली जाते. फ्रॅकिंग ऑपरेशनमध्ये त्याची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी काही फ्रॅक वाळूचा राळ लेप केला जाऊ शकतो. ही सामग्री प्रीमियम उत्पादन म्हणून विकली जाईल. प्रक्रिया केल्यानंतर बहुतेक वाळू थेट रेल्वे गाडय़ांमधून रेल्वे गाड्यांमध्ये भरली जाते.

काही प्रक्रिया वनस्पती खाण साइटवर आहेत. तथापि, प्रक्रिया करणारी वनस्पती तयार करणे खूप महाग आहे आणि काहीवेळा एकाधिक खाणींनी ते सामायिक करतात. हे मध्यभागी अनेक खाणींमध्ये स्थित आहे आणि ट्रक, ट्रेन किंवा वाहकांद्वारे वाळूचे वितरण होते.

फ्रॅक वाळूचे उत्पादन आणि वापरले कोठे आहे?

काही वर्षांपूर्वी विस्कॉन्सिन आणि टेक्सासमधील उत्पादक तेल आणि वायू उद्योगात वापरल्या जाणार्‍या बर्‍याच फ्रॅक वाळूचा पुरवठा करीत होते. तथापि, नैसर्गिक वायू आणि शेल ऑइल बूममुळे मोठ्या प्रमाणात मागणी वाढल्याने अनेक कंपन्यांना हे उत्पादन उपलब्ध करुन देण्यास प्रवृत्त केले. यापैकी बर्‍याच कंपन्या अमेरिकेच्या मध्यवर्ती भागात आहेत जेथे सेंट पीटर सँडस्टोन आणि तत्सम रॉक युनिट्स पृष्ठभागाजवळ असून सहज खोदकाम करतात. हे क्षेत्र असेही आहेत जेथे टेक्टोनिक सैन्याने खडकांच्या तुकड्यांना गंभीर फोल्डिंग केले नाही आणि वाळूचे धान्य कमकुवत केले नाही. मुख्य क्षेत्र मध्य-पश्चिम राज्यांमध्ये (इलिनॉय, इंडियाना, आयोवा, कॅन्सस, केंटकी, मिनेसोटा, मिशिगन, मिसुरी, नेब्रास्का आणि विस्कॉन्सिन) आहे.

अमेरिकेतील बहुतेक उच्च-शुद्धता असलेल्या सिलिका वाळू अनेक दशकांपासून ओळखल्या जातात. ते काचेच्या बनविण्याकरिता आणि धातुसाठी वापरले जातात. फ्रॅक वाळूचा सध्याचा शोध "वाळूचे नवीन स्रोत शोधण्याबद्दल" नाही, तर कोणते स्त्रोत उत्कृष्ट सामग्री तयार करतात हे ठरविण्याऐवजी आहे.

फ्रॅक वाळूचा वापर नैसर्गिक वायू, नैसर्गिक वायू द्रव आणि शेल्स आणि इतर घट्ट खडकांमधून तेल तयार करण्यासाठी केला जातो जेथे हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग आवश्यक आहे. यात समाविष्ट आहे: मार्सेलस शेल, युटिका शेल, बाकेन फॉरमेशन, हेनेसविले शाले, फयेटविलेविले, ईगल फोर्ड शेल, बार्नेट शेल आणि इतर अनेक शेल नाटक संपूर्ण अमेरिकेत.

सेंट पीटर सँडस्टोन: सेंट पीटर सँडस्टोनचा फोटो जोसिफ डोलोमाईट यांनी पॅसिफिक, मिसुरीच्या जवळ घेतला. केबीएच 3 द्वारा सार्वजनिक डोमेन प्रतिमा.

फ्रॅक वाळूचे स्रोत आणि किंमती

अमेरिका आणि कॅनडाच्या बर्‍याच भागांत असंख्य शेल नाटकांच्या उत्तरात उत्तर अमेरिकेतील फ्रॅक वाळूची मागणी गेल्या काही वर्षांत मोठ्या प्रमाणात वाढली आहे. युनायटेड स्टेट्स जिओलॉजिकल सर्व्हेक्षण या उत्पादनाचे स्रोत सांगते:

मिडवेस्टमधील ऑर्डोविशियन सेंट पीटर सँडस्टोन हा बर्‍याच टोकांच्या वापरासाठी सिलिका वाळूचा प्राथमिक स्रोत आहे आणि फ्रॅक वाळूचा देखील मुख्य स्त्रोत आहे. पाच राज्यांत उत्खनन, सेंट पीटर सँडस्टोन कडून फ्रॅक वाळू नैसर्गिक वायूचे उत्पादन करणार्‍या असंख्य भूमिगत शेल फॉर्मेशन्ससाठी वाजवी वाहतुकीच्या अंतरावर आहे.
२०११ मध्ये मिडवेस्टमध्ये 59%% फ्रॅक वाळूचे उत्पादन झाले.

२०१० मध्ये अमेरिकेच्या भूगर्भशास्त्रीय सर्वेक्षण खनिजांच्या वार्षिक पुस्तकातील फ्रॅक वाळूसाठी दर सरासरी $$ ते $० डॉलर दरम्यान होते. २०११ मध्ये सरासरी किंमत $$.8383 डॉलरवर पोचली होती. बांधकाम उद्योगाबाहेर विकल्या जाणार्‍या खास वाळूच्या प्रति टन सरासरी किंमतीपेक्षा हे 35 डॉलरच्या सरासरी किंमतीपेक्षा लक्षणीय आहे.

सिनर्ड बॉक्साइट प्रोपेन्ट्स

चूर्ण केलेला बॉक्साइट अत्यंत उच्च तापमानात लहान मणींमध्ये मिसळला जाऊ शकतो. या मण्यांचा क्रश प्रतिरोध खूप उच्च आहे आणि यामुळे त्यांना प्रोपंट म्हणून वापरण्यास योग्य बनते. मणींचे विशिष्ट गुरुत्व आणि त्यांचे आकार हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग द्रव च्या चिपचिपापणाशी आणि खडकात विकसित होण्याची अपेक्षा असलेल्या फ्रॅक्चरच्या आकाराशी जुळले जाऊ शकते. उत्पादित प्रोपेन्ट्स फ्रॅक वाळू म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या नैसर्गिक प्रॉपर्टीच्या तुलनेत धान्य आकार आणि विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणाची विस्तृत निवड प्रदान करतात. सध्या उत्पादित प्रोपेन्ट्सऐवजी फ्रॅक वाळू वापरली जाते कारण त्याचा खर्च आणि वाहतुकीचा फायदा आहे.