शेल में तेल और गैस के कुओं का हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग

विषय

• हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग क्या है?
• कब तक हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का उपयोग किया गया है?
• शेल में हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का सफल उपयोग
• अन्य शेले नाटकों में हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग
• फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ
• proppants
• पर्यावरण चिंताएँ
• उत्पादन लाभ

पंप और डीजल इंजन फ्राक के लिए तैयार: दक्षिण-पश्चिम पेंसिल्वेनिया के मार्सेलस शेल गैस प्ले में एक ड्रिलिंग पैड पर किए जा रहे हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग ऑपरेशन की तस्वीर। फ़्रेक के लिए पंप, डीजल इंजन, पानी के ट्रक, रेत मिक्सर, और नलसाजी जुड़नार का एक विशाल संयोजन जगह में है। डौग डंकन, यूएसजीएस द्वारा छवि।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग क्या है?

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो एक कुएं से तेल या गैस के प्रवाह को बढ़ा सकती है। यह तरल पदार्थ को एक कुएं के नीचे दबाकर उपसतह रॉक इकाइयों में दबाकर किया जाता है जो चट्टान को फ्रैक्चर करने के लिए पर्याप्त हैं। लक्ष्य इंटरकनेक्टेड फ्रैक्चर का एक नेटवर्क बनाना है जो तेल और प्राकृतिक गैस के आंदोलन के लिए अच्छी तरह से बोर के रूप में ताकना स्थान के रूप में काम करेगा।

क्षैतिज ड्रिलिंग के साथ संयुक्त हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग पहले से अनुत्पादक कार्बनिक-समृद्ध शेल्स को दुनिया के सबसे बड़े प्राकृतिक गैस क्षेत्रों में बदल दिया है। मार्सेलस शैले, यूटिका शेल, बार्नेट शैले, ईगल फोर्ड शेल और बेककेन फॉर्मेशन पहले की अनुत्पादक रॉक इकाइयों के उदाहरण हैं जिन्हें हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग द्वारा शानदार गैस या तेल क्षेत्रों में परिवर्तित किया गया है।

कब तक हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का उपयोग किया गया है?

संयुक्त राज्य अमेरिका में तेल और प्राकृतिक गैस के कुओं को उत्तेजित करने के लिए हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का पहला उपयोग 60 साल पहले किया गया था। हैलिबर्टन ऑयल वेल सीमेंट कंपनी को 1949 में प्रक्रिया के लिए एक पेटेंट जारी किया गया था। इस पद्धति ने उत्पादन की दरों में सफलतापूर्वक वृद्धि की और अभ्यास जल्दी फैल गया। यह अब हर साल हजारों कुओं में दुनिया भर में उपयोग किया जाता है। हमारे पेट्रोल, हीटिंग ईंधन, प्राकृतिक गैस और पेट्रोलियम उत्पादों से बने अन्य उत्पादों पर बहुत अधिक लागत आएगी यदि हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का आविष्कार नहीं किया गया था।

क्षैतिज ड्रिलिंग और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग: एक प्राकृतिक गैस कुएं का सरलीकृत आरेख जिसका निर्माण कुंडली के क्षैतिज भाग पर मार्सेलस शेल और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के माध्यम से क्षैतिज ड्रिलिंग के साथ किया गया है।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के लिए तैयार ड्रिलिंग पैड: दक्षिण-पश्चिमी पेन्सिलवेनिया के मार्सेलस शेल गैस प्ले में फ्राक वाले दिन एक ड्रिल पैड की एक और तस्वीर। डग डंकन, यूएसजीएस द्वारा फोटो।

शेल में हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का सफल उपयोग

1990 के दशक की शुरुआत में, टेक्सास के बार्नेट शेल में ड्रिल किए गए कुओं से प्राकृतिक गैस के उत्पादन को प्रोत्साहित करने के लिए मिशेल एनर्जी ने हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का उपयोग करना शुरू किया। बार्नेट शैले में प्राकृतिक गैस की भारी मात्रा थी; हालाँकि, बार्नेट ने व्यावसायिक मात्रा में शायद ही कभी प्राकृतिक गैस का उत्पादन किया।

मिशेल एनर्जी ने महसूस किया कि बार्नेट शैले में गैस छोटे छिद्रों में फंस गई थी जो आपस में जुड़ी नहीं थीं। चट्टान में जगह नहीं थी लेकिन उसमें पारगम्यता की कमी थी। बार्नेट शैले के माध्यम से ड्रिल किए गए वेल्स में आमतौर पर गैस का एक शो होता है लेकिन वाणिज्यिक उत्पादन के लिए पर्याप्त गैस नहीं होती है। मिशेल एनर्जी ने इस समस्या को इंटरकनेक्टेड पोर स्पेस का एक नेटवर्क बनाने के लिए बार्नेट शल को हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग द्वारा हल किया जो कुएं में प्राकृतिक गैस के प्रवाह को सक्षम करता है।

दुर्भाग्य से हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग प्रक्रिया द्वारा उत्पादित कई फ्रैक्चर पंप बंद होने पर बंद हो गए। बार्नेट शैले को इतनी गहराई से दफनाया गया था कि भ्रमित दबाव ने नए फ्रैक्चर को बंद कर दिया। फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ में रेत जोड़कर इस समस्या को हल किया गया था। जब चट्टान खंडित हो जाती है, तो नए खुले छिद्र वाले स्थान में पानी की भीड़, रेत के दानों को रॉक यूनिट में ले जाती है। जब पानी का दबाव कम हो जाता है, तो रेत के दाने फ्रैक्चर को खोल देते हैं और फ्रैक्चर के माध्यम से और अच्छी तरह से बोर में प्राकृतिक गैस के प्रवाह की अनुमति देते हैं। आज विभिन्न प्रकार के प्राकृतिक और सिंथेटिक उत्पाद हैं जो "फ्राक रेत" के नाम से बेचे जाते हैं।

मिशेल एनर्जी ने बारनेट शैले के माध्यम से क्षैतिज रूप से ड्रिलिंग करके अपने कुओं की उपज में सुधार किया। ऊर्ध्वाधर कुओं को सतह पर शुरू किया गया था, एक क्षैतिज अभिविन्यास के लिए रखा गया था और हजारों फीट तक बार्नेट शेल के माध्यम से संचालित किया गया था। इसने कुएँ में वेतन क्षेत्र की लंबाई को कई गुना कर दिया। यदि कोई रॉक यूनिट 100 फीट मोटी थी, तो यह एक ऊर्ध्वाधर कुँए में 100 फीट का पे जोन होगा। हालांकि, यदि कुएं को क्षैतिज रूप से संचालित किया गया था और लक्ष्य गठन के माध्यम से 5000 फीट तक क्षैतिज रहा, तो वेतन क्षेत्र की लंबाई एक ऊर्ध्वाधर कुएं के वेतन क्षेत्र की तुलना में पचास गुना अधिक थी।

मिशेल एनर्जी ने बार्नेट शल कुओं की उत्पादकता को बढ़ाने के लिए हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग और क्षैतिज ड्रिलिंग का उपयोग किया। वास्तव में, उनके बहुत से सफल कुओं में विफलताएं होती अगर वे हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के बिना ऊर्ध्वाधर कुओं होते।

छिद्रित बंदूक: तेल और गैस ड्रिलिंग और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग में इस्तेमाल होने वाली छिद्रित बंदूक का उपयोग नहीं किया गया। नीचे की ओर पाइप पाइप के अंदर लगाए गए विस्फोटक चार्ज द्वारा बनाए गए छेद को दर्शाता है। फोटो द्वारा बिल कनिंघम, यूएसजीएस।

अन्य शेले नाटकों में हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग

जैसा कि दूसरों ने टेक्सास के बार्नेट शैले में मिशेल एनर्जिस की सफलता के बारे में सीखा, क्षैतिज ड्रिलिंग और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के तरीकों को अन्य जैविक-समृद्ध शेल्स में आजमाया गया। इन विधियों को जल्दी से लुइसियाना के हेन्सविले शेल और फेएटविले शेल, टेक्सास और अर्कांसस में सफल हुआ - फिर एपलाचियन बेसिन में मार्सेलस शेल में। तरीकों ने कई अन्य शेल्स में काम किया और अब दुनिया के कई हिस्सों में जैविक-समृद्ध शेल्स विकसित करने के लिए उपयोग किया जा रहा है।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग ने कई कुओं से प्राकृतिक गैस तरल पदार्थ और तेल का उत्पादन भी सक्षम किया है। रॉक यूनिट्स जैसे कि नॉर्थ डकोटा की बेकेन शेल और कोलोराडो की कंबोडिया, कंसास, नेब्रास्का और व्योमिंग अब हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग से काफी मात्रा में तेल निकाल रही हैं।

Frac पानी युक्त तालाब: अर्कांसस के फेयेटविले शेल गैस प्ले में एक ड्रिल पैड पर एक पानी का अम्बार। सभी प्राकृतिक गैस नाटकों में ड्रिलिंग साइटों पर इस तरह के पानी के भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है। फोटो द्वारा बिल कनिंघम, यूएसजीएस।

फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ

पानी हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला ड्राइविंग तरल है। अच्छी तरह से और चट्टान के फ्रैक्चर होने की विशेषताओं के आधार पर, हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग कार्य को पूरा करने के लिए कुछ मिलियन गैलन पानी की आवश्यकता हो सकती है।

जब पानी कुएं में डाला जाता है, तो कुएं की पूरी लंबाई पर दबाव नहीं पड़ता है। इसके बजाय, प्लग को अच्छी तरह से उस हिस्से को अलग करने के लिए डाला जाता है जहां फ्रैक्चर वांछित हैं। केवल कुएं के इस खंड को पंपिंग की पूरी ताकत मिलती है। जैसे-जैसे कुएं के इस हिस्से में दबाव बनता है, पानी में फ्रैक्चर होने लगते हैं, और ड्राइविंग दबाव रॉक यूनिट में गहरे फ्रैक्चर का विस्तार करता है। जब पंपिंग इन फ्रैक्चर को रोकती है तो जल्दी से बंद हो जाती है, और उन्हें खोलने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला पानी बोरहोल में वापस धकेल दिया जाता है, कुएं का बैकअप लिया जाता है और सतह पर एकत्र किया जाता है। सतह पर लौटा हुआ पानी इंजेक्ट किया गया पानी और छिद्रयुक्त पानी का मिश्रण है जो लाखों वर्षों से रॉक यूनिट में फंसा हुआ है। छिद्रयुक्त पानी आमतौर पर भंगुर ठोस पदार्थों की महत्वपूर्ण मात्रा के साथ नमकीन होता है।

रसायनों को अक्सर हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग में उपयोग किए जाने वाले पानी में जोड़ा जाता है। ये योजक विभिन्न प्रकार के उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। कुछ पानी को एक जेल में गाढ़ा करते हैं जो कि फ्रैक्चर खोलने और प्रॉपेंट को रॉक यूनिट में गहराई तक ले जाने में अधिक प्रभावी होता है। अन्य रसायनों को जोड़ा जाता है: घर्षण को कम करना, तरल में रॉक मलबे को निलंबित रखना, उपकरणों के क्षरण को रोकना, बैक्टीरिया को मारना, पीएच और अन्य कार्यों को नियंत्रित करना।

अधिकांश कंपनियां अपने हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थों की संरचना का खुलासा करने के लिए प्रतिरोधी रही हैं। उनका मानना ​​है कि उनके प्रतिस्पर्धी शोध की रक्षा के लिए इस जानकारी को निजी रखा जाना चाहिए। हालांकि, नियामक जानकारी की मांग करना शुरू कर रहे हैं, और कुछ कंपनियां स्वेच्छा से जानकारी साझा करना शुरू कर रही हैं।

फ्राक रेत: हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के पूरा होने के बाद नव निर्मित कृत्रिम फ्रैक्चर को रोकने के लिए रॉक संरचनाओं में पंप किए जाने से पहले ठीक-ठीक सिलिका रेत को रसायनों और पानी के साथ मिलाया जाता है। फोटो द्वारा बिल कनिंघम, यूएसजीएस।

proppants

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग में कई प्रकार के प्रॉपेंट का उपयोग किया जाता है। ये छोटे क्रश-प्रतिरोधी कण होते हैं जिन्हें हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग द्रव द्वारा फ्रैक्चर में ले जाया जाता है। जब पंप बंद कर दिए जाते हैं और फ्रैक्चर टूट जाते हैं, तो ये क्रश-प्रतिरोधी कण फ्रैक्चर को खोल देते हैं, छिद्र स्थान बनाते हैं जिसके माध्यम से प्राकृतिक गैस कुएं तक जा सकती है।

फ्राक रेत आज के समय में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रॉपेंट है, लेकिन एल्यूमीनियम बीड्स, सेरेमिक बीड्स, पाप्ड बॉक्साइट और अन्य सामग्रियों का भी इस्तेमाल किया गया है। एक एकल कुएं में फ्रैक्चर करते समय एक मिलियन पाउंड से अधिक प्रॉपेंट्स का उपयोग किया जा सकता है।

क्षैतिज कुओं का उपग्रह चित्र दृश्य: यूटिका शेल ड्रिलिंग साइट का एक उपग्रह दृश्य जहां नौ क्षैतिज कुओं का निर्माण किया गया है और हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के साथ उत्तेजित किया गया है।

पर्यावरण चिंताएँ

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग से संबंधित कई पर्यावरणीय चिंताएँ हैं। इसमें शामिल है:

1) कुँए में निर्मित भट्टियाँ सीधे उथली रॉक इकाइयों में विस्तारित हो सकती हैं जिनका उपयोग पेयजल आपूर्ति के लिए किया जाता है। या, कुएं में उत्पन्न फ्रैक्चर प्राकृतिक फ्रैक्चर के साथ संवाद कर सकते हैं जो कि उथले रॉक इकाइयों में विस्तारित होते हैं जो पेयजल आपूर्ति के लिए उपयोग किए जाते हैं।

2) एक कुएं का आवरण विफल हो सकता है और तरल पदार्थों को पीने के पानी की आपूर्ति के लिए उपयोग की जाने वाली उथले रॉक इकाइयों में बच सकता है।

3) एक फ्रैक्चरिंग कार्य के दौरान निष्कासित हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ या तरल पदार्थ की आकस्मिक फैल जमीन या पानी की सतह को दूषित कर सकती है।

उत्पादन लाभ

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग से एक कुएं की उपज में काफी वृद्धि हो सकती है। जब इसे क्षैतिज ड्रिलिंग के साथ जोड़ा जाता है, तो लाभहीन रॉक संरचनाओं को अक्सर उत्पादक प्राकृतिक गैस क्षेत्रों में बदल दिया जाता है। तकनीक बार्नेट शैले, हेन्सविले शेल, फेयेटविले शेल और मार्सेलस शेल गैस क्षेत्रों के विकास के लिए काफी हद तक जिम्मेदार है। यह टाइट रॉक यूनिट्स से तेल को भी मुक्त कर सकता है जैसा कि बककेन शेल और नोब्रैरा शेल के साथ किया गया है।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग प्रक्रिया और इसके साथ उपयोग किए जाने वाले रसायन प्राकृतिक गैस उद्योग को देखने वाले पर्यावरण अधिवक्ताओं के लिए सबसे बड़ी चिंता का कारण बनते हैं। एक विनियामक वातावरण की आवश्यकता है जो इन तकनीकों को नियोजित करने की अनुमति देगा और जल आपूर्ति और उन क्षेत्रों में रहने वाले लोगों के लिए पर्यावरण सुरक्षा उपायों को प्रदान करेगा जो इस ड्रिलिंग के दौरान होते हैं।