क्या है फ्राक सैंड? हाइड्रोलिक अस्थिभंग के लिए एक टिकाऊ रेत

विषय

• तेल और गैस कुओं के लिए एक क्रश-प्रतिरोधी रेत
• Frac Sand का उपयोग कैसे किया जाता है?
• फ़्रेक सैंड "प्रॉपर" के रूप में
• किस प्रकार का रेत?
• फ्राक सैंड प्रोसेसिंग प्लांट्स
• फ़्रेक सैंड का उत्पादन और उपयोग कहां किया जाता है?
• फ़्राक रेत के स्रोत और कीमतें
• सिनक्ड बॉक्साइट प्रॉपरेंट्स

फ़्राक रेत: फ़्राक रेत (दाईं ओर) और समान अनाज आकार (बाईं ओर) का एक विशिष्ट रेत का क्लोज़-अप दृश्य। ध्यान दें कि कैसे फ्राक रेत में एक समान अनाज का आकार, अच्छी तरह से गोल अनाज आकार और एक समान रचना होती है। यह भी एक बहुत ही कठिन सामग्री है जो प्रति टन इंच के कई टन तक के कंप्रेसिव बलों का विरोध कर सकती है। इस छवि में अनाज आकार में लगभग 0.50 मिलीमीटर है।

रेत का उत्पादन: यह चार्ट संयुक्त राज्य में फ्राक रेत के उत्पादन में शानदार वृद्धि को दर्शाता है। 2005-2015 संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण खनिज विज्ञापन से डेटा।

तेल और गैस कुओं के लिए एक क्रश-प्रतिरोधी रेत

"फ्राक रेत" एक उच्च शुद्धता वाला क्वार्ट्ज रेत है जिसमें बहुत टिकाऊ और बहुत गोल दाने होते हैं। यह पेट्रोलियम उद्योग द्वारा उपयोग के लिए उत्पादित क्रश-प्रतिरोधी सामग्री है। इसका उपयोग हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग प्रक्रिया ("फ्रैकिंग" के रूप में जाना जाता है) में पेट्रोलियम तरल पदार्थों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जैसे कि रॉक इकाइयों से तेल, प्राकृतिक गैस और प्राकृतिक गैस तरल पदार्थ जो इन तरल पदार्थों को अच्छी तरह से प्रवाह करने के लिए पर्याप्त छिद्र स्थान की कमी होती है। अधिकांश फ़्रेक सैंड उच्च शुद्धता वाले बलुआ पत्थर से बनी एक प्राकृतिक सामग्री है। एक वैकल्पिक उत्पाद सेरेमिक बॉक्साइट या एल्यूमीनियम से बने छोटे धातु के मोतियों से बने सेरेमिक बीड्स हैं।

पिछले कई वर्षों में फ्राक रेत की मांग में वृद्धि हुई है क्योंकि हाइड्रोलिक फ्रैक्चर प्रक्रिया का उपयोग करके हजारों तेल और प्राकृतिक गैस कुओं को उत्तेजित किया जा रहा है। (उत्पादन चार्ट देखें।) एक कुएं पर हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग कार्य के लिए कुछ हजार टन रेत की आवश्यकता हो सकती है। विशेष ड्रिलिंग के इस उछाल ने बहुत ही कम समय में एक अरब डॉलर का फ़्रेक सैंड उद्योग बनाया है। 2005 और 2015 के बीच, तेल और गैस उद्योग द्वारा उपयोग की जाने वाली फ़्रेक रेत की मात्रा में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई है।

Frac रेत वीडियो: यूएस सिलिका द्वारा वीडियो एक उच्च गुणवत्ता वाले फ़्रेक रेत की विशेषताओं का प्रदर्शन करता है।

Frac Sand का उपयोग कैसे किया जाता है?

कुछ उपसतह रॉक इकाइयों जैसे कि ऑर्गेनिक शैले में बड़ी मात्रा में तेल, प्राकृतिक गैस या प्राकृतिक गैस तरल पदार्थ होते हैं जो एक कुएं में स्वतंत्र रूप से प्रवाह नहीं करेंगे। वे अच्छी तरह से प्रवाह नहीं करेंगे क्योंकि रॉक यूनिट में या तो पारगम्यता (इंटरकनेक्टेड पोर स्पेस) का अभाव है या रॉक में छिद्र स्थान इतने छोटे हैं कि ये तरल पदार्थ उनके माध्यम से प्रवाह नहीं कर सकते हैं।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग प्रक्रिया चट्टान में फ्रैक्चर उत्पन्न करके इस समस्या को हल करती है। यह एक अच्छी तरह से चट्टान में ड्रिलिंग करके, पेट्रोलियम-असर क्षेत्र में कुएं के हिस्से को सील करने और कुएं के उस हिस्से में उच्च दबाव में पानी पंप करने के द्वारा किया जाता है। इस पानी को आमतौर पर एक चिपचिपा जेल बनाने के लिए ग्वार गम जैसे रसायनों और गाढ़ा पानी के साथ इलाज किया जाता है। यह जेल निलंबन में फ़्रेक रेत के अनाज ले जाने की जल क्षमता की सुविधा देता है।

पृथ्वी की सतह पर बड़े पंप कुएं के सीलन वाले हिस्से में पानी के दबाव को बढ़ाते हैं जब तक कि यह आसपास की चट्टानों के टूटने वाले बिंदु से अधिक न हो जाए। जब उनके ब्रेकिंग पॉइंट पर पहुंच जाता है, तो वे अचानक फ्रैक्चर हो जाते हैं और पानी तेजी से फ्रैक्चर में भाग जाता है, उन्हें फुलाता है और उन्हें चट्टान में गहराई से फैलाता है। पानी के इस तेज बहाव से अरबों रेत के दाने फ्रैक्चर में गहरे धंसे हुए हैं। एकल कुएं को उत्तेजित करने के लिए कुछ हज़ार टन फ़्राक रेत की आवश्यकता हो सकती है।

Frac रेत वीडियो: यूएस सिलिका द्वारा वीडियो एक उच्च गुणवत्ता वाले फ़्रेक रेत की विशेषताओं का प्रदर्शन करता है।

हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग: एक प्राकृतिक गैस के सरलीकृत आरेख को अच्छी तरह से बनाया गया है जो कि मार्सेलस शेल के माध्यम से प्रवेश की लंबाई बढ़ाने के लिए क्षैतिज ड्रिलिंग के साथ बनाया गया है। हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग आमतौर पर कुएं के क्षैतिज हिस्से में किया जाता है ताकि शेल से गैस का प्रवाह उत्तेजित हो सके। इस अच्छी तरह से कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग संयुक्त राज्य के शेल नाटकों में किया जाता है।

फ़्रेक सैंड "प्रॉपर" के रूप में

जब पंप बंद हो जाते हैं, तो फ्रैक्चर ख़राब हो जाते हैं, लेकिन पूरी तरह से बंद नहीं होते हैं - क्योंकि वे अरबों फ़्रेक रेत के खुलेपन से खुले हैं। यह केवल तब होता है जब बंद फ्रैक्चर के बल का विरोध करने के लिए पर्याप्त रेत अनाज चट्टान में वितरित किया गया हो।

चट्टान में नए फ्रैक्चर, टिकाऊ रेत के दानों से खुले हुए, ताकना स्थान का एक नेटवर्क बनाते हैं जो पेट्रोलियम तरल पदार्थ को चट्टान से बाहर और कुएं में जाने की अनुमति देता है। फ़्रेक सैंड को "प्रॉपेंट" के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह फ्रैक्चर को खोल देता है।

अन्य सामग्री जिनका उपयोग प्रॉपेंट के रूप में किया गया है उनमें सिरेमिक मोती, एल्यूमीनियम मोती, और पापी बॉक्साइट शामिल हैं। फ़्रेक रेत आमतौर पर प्रदर्शन के उच्चतम स्तर को बचाता है, और यह वर्तमान में पेट्रोलियम उद्योग द्वारा सबसे अधिक बार इस्तेमाल किया जाने वाला प्रॉपेंट है।

जॉर्डन सैंडस्टोन का नक्शा: वर्तमान में फ़्राक रेत का खनन करने वाली कई चट्टान इकाइयाँ भी हैं। यह भूजल अनुसंधान प्रकाशनों को बनाता है, जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका भूजल सर्वेक्षण की भूजल एटलस श्रृंखला, बलुआ पत्थर रॉक इकाइयों की उपस्थिति, मोटाई और संरचना का निर्धारण करने के लिए मूल्यवान पूर्वेक्षण दस्तावेज।यह नक्शा संयुक्त राज्य अमेरिका के आयोवा, मिशिगन, मिनेसोटा और विस्कॉन्सिन के भूजल एटलस से है। यह मिनेसोटा और आयोवा में जॉर्डन सैंडस्टोन की भौगोलिक सीमा और मोटाई को दर्शाता है। इसी तरह के मानचित्र अन्य सैंडस्टोन रॉक इकाइयों और अन्य भौगोलिक क्षेत्रों के लिए इस श्रृंखला में प्रकाशित किए गए हैं।

किस प्रकार का रेत?

पेट्रोलियम उद्योग के प्रतिपादकों को बहुत मांग वाले विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए। उच्च गुणवत्ता वाले फ़्रेक रेत की विशेषताओं में शामिल हैं:

• उच्च शुद्धता सिलिका रेत
• अनाज का आकार पूरी तरह से नौकरी की आवश्यकताओं से मेल खाता है
• गोलाकार आकृति जो इसे कम से कम अशांति के साथ हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ में ले जाने में सक्षम बनाती है
• बंद फ्रैक्चर के कुचल बलों का विरोध करने के लिए स्थायित्व

नकली रेत का आकार ग्राहकों की विशिष्टताओं के आधार पर 2 मिलीमीटर से अधिक व्यास में 0.1 मिलीमीटर से छोटे आकार का होता है। भस्म रेत की अधिकांश रेत 0.4 और 0.8 मिलीमीटर के आकार के बीच होती है।

सेंट पीटर सैंडस्टोन, जॉर्डन सैंडस्टोन, ऑइल क्रीक सैंडस्टोन और हिकोरी सैंडस्टोन जैसी रॉक इकाइयाँ रेत सामग्री के संभावित स्रोत रहे हैं। ये चट्टान इकाइयाँ क्वार्ट्ज अनाजों से बनी हैं जो अपक्षय और अपरदन के कई चक्रों से गुज़री हैं। उस लंबे इतिहास ने क्वार्ट्ज के अलावा लगभग सभी खनिज अनाज को हटा दिया है और बहुत गोल आकार के साथ अनाज का उत्पादन किया है। यही कारण है कि नदियों से निकाली गई रेत, छतों से खुदाई, या समुद्र तटों से हटाकर एक अच्छा उत्पाद तैयार करने की संभावना नहीं है।

जहां इन रॉक इकाइयों का उत्पादन किया जाता है, वे आमतौर पर नरम, खराब सीमेंट वाले होते हैं और कभी-कभी हल्के रूप से अनुभवी होते हैं। इससे उन्हें क्वार्ट्ज अनाज को कम से कम नुकसान के साथ खुदाई और कुचल दिया जाता है। Appalachians जैसे क्षेत्रों से उच्च शुद्धता वाली रेत अक्सर फ़्राक रेत के लिए उपयुक्त नहीं होती है, क्योंकि यह विवर्तनिक बलों के अधीन होती है, जिन्होंने चट्टान को विकृत कर दिया है और रेत के अनाज को कमजोर कर दिया है।

विस्कॉन्सिन में फ्राक रेत खदान: विस्कॉन्सिन में एक फ्राक रेत खनन ऑपरेशन का हवाई दृश्य। फ्राक रेत एक अति विशिष्ट उत्पाद है जो केवल रेत की एक छोटी संख्या से उत्पादित किया जा सकता है।

नकली रेत प्रसंस्करण सुविधा: विस्कॉन्सिन में एक फ्राक रेत प्रसंस्करण सुविधा का हवाई दृश्य।

फ्राक सैंड प्रोसेसिंग प्लांट्स

फ़्रेक रेत का उपयोग सीधे जमीन से नहीं किया जाता है। इसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। खनन के बाद इसे प्रोसेसिंग प्लांट में ले जाया जाता है। वहां इसे बारीक कणों को हटाने के लिए धोया जाता है।

धोने के बाद, धोने के पानी को बंद करने के लिए रेत को ढेर में ढेर कर दिया जाता है। यह ऑपरेशन बाहर से किया जाता है और वर्ष के समय तक सीमित होता है जब तापमान ठंड से ऊपर होता है। रेत को सूखा जाने के बाद, इसे सभी नमी को हटाने के लिए एक एयर ड्रायर में रखा जाता है। सूखे अनाज को फिर विभिन्न ग्राहकों के लिए विशिष्ट आकार के अंश प्राप्त करने के लिए जांच की जाती है।

रेत जो फ्राकिंग के लिए उपयुक्त नहीं है, उसे अलग किया जाता है और अन्य उपयोगों के लिए बेचा जाता है। फ्रैकिंग ऑपरेशन में अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए कुछ फ़्रेक रेत को राल लेपित किया जा सकता है। यह सामग्री प्रीमियम उत्पाद के रूप में बेची जाएगी। प्रसंस्करण के बाद अधिकांश रेत को सीधे रेल डिलीवरी के लिए रेल कारों में लोड किया जाता है।

कुछ प्रसंस्करण संयंत्र खदान स्थल पर स्थित हैं। हालांकि, प्रसंस्करण संयंत्र बनाने के लिए बहुत महंगे हैं और कभी-कभी कई खानों द्वारा साझा किए जाते हैं। ये केंद्रीय रूप से कई खानों के लिए स्थित हैं और रेत को ट्रक, ट्रेन या कन्वेयर द्वारा पहुंचाया जाता है।

फ़्रेक सैंड का उत्पादन और उपयोग कहां किया जाता है?

कुछ साल पहले विस्कॉन्सिन और टेक्सास में उत्पादक तेल और गैस उद्योग द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली नकली रेत की आपूर्ति कर रहे थे। हालांकि, प्राकृतिक गैस और शेल ऑयल बूम की वजह से मांग में भारी वृद्धि ने कई कंपनियों को इस उत्पाद को प्रदान करने के लिए प्रेरित किया है। इनमें से कई कंपनियां संयुक्त राज्य के मध्य भाग में हैं जहां सेंट पीटर सैंडस्टोन और इसी तरह की रॉक इकाइयां सतह के करीब हैं और आसानी से खुदाई की जाती है। ये क्षेत्र ऐसे भी हैं जहां विवर्तनिक बलों ने चट्टान इकाइयों को गंभीर रूप से तह नहीं किया है और रेत के दानों को कमजोर किया है। मुख्य क्षेत्र मध्य-पश्चिमी राज्यों (इलिनोइस, इंडियाना, आयोवा, कैनसस, केंटकी, मिनेसोटा, मिशिगन, मिसौरी, नेब्रास्का और विस्कॉन्सिन) में है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में उच्च शुद्धता सिलिका रेत के अधिकांश दशकों के लिए जाना जाता है। उनका उपयोग ग्लास बनाने और धातुकर्म उपयोगों के लिए किया गया है। फ़्राक रेत की वर्तमान खोज "रेत के नए स्रोतों की खोज" के बारे में नहीं है, यह इसके बजाय यह निर्धारित करने के बारे में है कि कौन से स्रोत बेहतर सामग्री का उत्पादन करते हैं।

फ़्रेक रेत का उपयोग प्राकृतिक गैस, प्राकृतिक गैस तरल पदार्थ, और तेल से शेल्स और अन्य तंग चट्टानों के निर्माण के लिए किया जाता है जहाँ हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग की आवश्यकता होती है। इनमें शामिल हैं: मार्सेलस शेल, यूटिका शेल, बेककेन फॉर्मेशन, हेन्सविले शेल, फेएटविले शेल, ईगल फोर्ड शेल, बार्नेट शैले, और कई अन्य शैले संयुक्त राज्य भर में खेलते हैं।

सेंट पीटर सैंडस्टोन: प्रशांत, मिसौरी के पास जोआचिम डोलोमाइट द्वारा ली गई सेंट पीटर सैंडस्टोन की एक तस्वीर। सार्वजनिक डोमेन छवि Kbh3rd द्वारा।

फ़्राक रेत के स्रोत और कीमतें

संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा के कई हिस्सों में विकसित होने वाले कई शेल नाटकों की प्रतिक्रिया में पिछले कुछ वर्षों में उत्तरी अमेरिका में फ्राक रेत की मांग तेजी से बढ़ी है। संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण इस उत्पादन के स्रोत की रिपोर्ट करता है:

मिडवेस्ट में ऑर्डोवियन सेंट पीटर सैंडस्टोन कई अंत उपयोगों के लिए सिलिका रेत का एक प्राथमिक स्रोत है और साथ ही फ़्राक रेत का एक प्रमुख स्रोत है। पांच राज्यों में खनन, सेंट पीटर सैंडस्टोन से नकली रेत प्राकृतिक गैस का उत्पादन करने वाले कई भूमिगत शेल संरचनाओं के लिए उचित परिवहन दूरी के भीतर है।
2011 में, मिडवेस्ट में 59% फ़्रेक रेत का उत्पादन किया गया था।

अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण खनिज एल्बम में फ़्राक रेत के लिए औसत मूल्य 2010 में $ 45 प्रति टन और $ 50 प्रति टन के बीच थे। 2011 में औसत कीमत बढ़कर 54.83 डॉलर हो गई थी। यह निर्माण उद्योग के बाहर बेची गई विशेष रेत के लिए $ 35 प्रति टन की औसत कीमत से काफी अधिक है।

सिनक्ड बॉक्साइट प्रॉपरेंट्स

बहुत उच्च तापमान पर पाउडर बॉक्साइट को छोटे मोतियों में जोड़ा जा सकता है। इन मोतियों का क्रश प्रतिरोध बहुत अधिक होता है, और यह उन्हें प्रॉपेंट के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त बनाता है। मोतियों की विशिष्ट गुरुत्व और उनके आकार को हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट और फ्रैक्चर के आकार से मिलान किया जा सकता है जो चट्टान में विकसित होने की उम्मीद है। निर्मित प्रॉपेंट अनाज के आकार और विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण की तुलना में एक व्यापक चयन प्रदान करते हैं, जिसे प्राकृतिक रेत के रूप में जाना जाता है। फ़र्क सैंड का उपयोग वर्तमान में निर्मित प्रॉपेंट्स के बजाय किया जाता है क्योंकि इसमें लागत और परिवहन लाभ होता है।