En proppant er et fast materiale, typisk sand, behandlet sand eller kunstige keramiske materialer, der er beregnet til at holde en induceret hydraulisk fraktur åben under eller efter en fraktureringsbehandling. Det tilsættes til en fraktureringsvæske, som kan variere i sammensætning afhængigt af den anvendte fraktureringsmetode og kan være gel-, skum- eller slickwaterbaseret. Desuden kan der være tale om ukonventionelle frackingvæske. Væsker foretager kompromiser med hensyn til materialeegenskaber som viskositet, hvor mere viskose væsker kan transportere mere koncentreret proppant; energi- eller trykbehovet for at opretholde en bestemt fluxpumpningshastighed (strømningshastighed), som vil lede proppantet hensigtsmæssigt; pH, forskellige reologiske faktorer m.m. Desuden kan væsker anvendes til brøndstimulering af brønde med lav volumen af sandstensbrønde med høj permeabilitet (20k til 80k gallon pr. brønd) til operationer med høj volumen såsom skifergas og tight gas, hvor der anvendes millioner af gallon vand pr. brønd.

Konventionel visdom har ofte svinget om den relative overlegenhed af gel-, skum- og slickwater-væsker i forhold til hinanden, hvilket igen er relateret til valg af proppant. For eksempel fandt Zuber, Kuskraa og Sawyer (1988), at gelbaserede væsker syntes at opnå de bedste resultater til kulbedmethanoperationer, men siden 2012 er slickwater-behandlinger mere populære.

Suden proppant er slickwater-fraktureringsvæsker hovedsagelig vand, generelt 99 % eller mere i volumen, men gelbaserede væsker kan indeholde polymerer og overfladeaktive stoffer, der udgør op til 7 vol. %, og der ses bort fra andre tilsætningsstoffer. Andre almindelige tilsætningsstoffer omfatter saltsyre (lav pH kan ætse visse bjergarter og opløse f.eks. kalksten), friktionsreduktionsmidler, guargummi, biocider, emulsionsbrydere, emulgatorer, 2-butoxyethanol og radioaktive sporingsisotoper.

Proppants har større permeabilitet end små mesh proppants ved lave lukningsspændinger, men vil mekanisk svigte (i.dvs. blive knust) og producere meget fine partikler (“fines”) ved høje lukningsspændinger, således at proppants med mindre masker overhaler proppants med store masker i permeabilitet efter en vis tærskelspænding.

Som sand er et almindeligt proppant, er ubehandlet sand tilbøjeligt til at generere betydelige fines; fines-generering måles ofte i vægtprocent af den oprindelige tilførsel. Et kommercielt nyhedsbrev fra Momentive angiver, at produktionen af fines i ubehandlet sand er 23,9 % sammenlignet med 8,2 % for letvægtskeramik og 0,5 % for deres produkt. En måde at opretholde en ideel maskestørrelse (dvs. permeabilitet) og samtidig have tilstrækkelig styrke er at vælge proppants med tilstrækkelig styrke; sand kan være belagt med harpiks, så der dannes hærdbart harpiksbelagt sand eller præhærdet harpiksbelagt sand. I visse situationer kan der vælges et helt andet proppantmateriale – populære alternativer er bl.a. keramik og sintret bauxit.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.