Tukiaine on kiinteä materiaali, tyypillisesti hiekka, käsitelty hiekka tai keinotekoiset keraamiset materiaalit, jotka on suunniteltu pitämään indusoitu hydraulinen murtuma auki murtamiskäsittelyn aikana tai sen jälkeen. Se lisätään murtonesteeseen, jonka koostumus voi vaihdella käytetystä murtotyypistä riippuen ja joka voi olla geeli-, vaahto- tai liukuvesipohjainen. Lisäksi voi olla epätavanomaisia murtonesteitä. Nesteissä tehdään kompromisseja muun muassa seuraavissa materiaaliominaisuuksissa: viskositeetti, jossa viskoottisemmat nesteet pystyvät kuljettamaan enemmän konsentroitua proppanttia; energia- tai painevaatimukset, jotta voidaan ylläpitää tiettyä pumppausnopeutta (virtausnopeutta), joka kuljettaa proppanttia tarkoituksenmukaisesti; pH-arvo, erilaiset reologiset tekijät. Lisäksi nesteitä voidaan käyttää vähäisessä määrässä hyvin läpäisevien hiekkakivikaivojen stimulaatiossa (20 000-80 000 gallonaa kaivoa kohti) ja suuressa määrässä, kuten liuskekaasun ja tiukkakaasun stimulaatiossa, jossa käytetään miljoonia gallonoita vettä kaivoa kohti.

Traditionaalinen tietämys on usein vaihdellut geeli-, solumuovi- ja liukuvesinesteiden suhteellisesta paremmuudesta toisiinsa nähden, mikä puolestaan liittyy proppantin valintaan. Esimerkiksi Zuber, Kuskraa ja Sawyer (1988) havaitsivat, että geelipohjaisilla nesteillä näytti saavutettavan parhaat tulokset hiilimiilutoiminnoissa, mutta vuodesta 2012 lähtien slickwater-käsittelyt ovat olleet suositumpia.

Muut kuin proppantti, slickwater-halkaisunesteet koostuvat enimmäkseen vedestä, joka on yleensä vähintään 99 tilavuusprosenttia, mutta geelipohjaisissa nesteissä voi näkyä polymeerejä ja pinta-aktiivisia aineita, joissa on jopa 7 tilavuusprosenttia, muut lisäaineet huomioimatta. Muita yleisiä lisäaineita ovat suolahappo (alhainen pH voi syövyttää tiettyjä kiviä, liuottaen esimerkiksi kalkkikiveä), kitkanvähentäjät, guarkumi, biosidit, emulsiota rikkovat aineet, emulgointiaineet, 2-butoksietanoli ja radioaktiiviset merkkijäljitettävät isotoopit.

Proppantit ovat läpäisevämpiä kuin pienisilmäiset proppantit matalilla sulkemisjännityksillä, mutta mekaanisesti ne rikkoutuvat (esim.eli murskaantuvat) ja tuottavat hyvin hienoja hiukkasia (”hienoainesta”) suurilla sulkemisjännityksillä siten, että pienisilmäiset proppantit ohittavat suurisilmäiset proppantit läpäisevyydeltään tietyn kynnysjännityksen jälkeen.

Hiekka on yleinen proppantti, mutta käsittelemätön hiekka on altis merkittävälle hienoaineksen synnylle; hienoaineksen synnyn mitataan usein painoprosentteina alkuperäisestä syötteestä. Momentiven kaupallisessa tiedotteessa mainitaan, että käsittelemättömän hiekan hienoaineksen tuotanto on 23,9 % verrattuna 8,2 %:iin kevytkeramiikan osalta ja 0,5 %:iin heidän tuotteensa osalta. Yksi tapa säilyttää ihanteellinen silmäkoko (eli läpäisevyys) ja samalla riittävä lujuus on valita riittävän lujat proppantit; hiekka voidaan päällystää hartsilla, jolloin muodostuu kovettuvaa hartsipinnoitettua hiekkaa tai valmiiksi kovetettua hartsipinnoitettua hiekkaa. Tietyissä tilanteissa voidaan valita kokonaan muu proppantti – suosittuja vaihtoehtoja ovat keramiikka ja sintrattu bauksiitti.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.