Een proppant is een vast materiaal, meestal zand, behandeld zand of kunstmatig keramisch materiaal, ontworpen om een geïnduceerde hydraulische fractuur open te houden, tijdens of na een fractureringsbehandeling. Het wordt toegevoegd aan een fracking-vloeistof waarvan de samenstelling kan variëren, afhankelijk van het type fracturering dat wordt gebruikt, en kan op gel-, schuim- of slickwaterbasis zijn. Daarnaast kunnen er onconventionele fracking-vloeistoffen zijn. De vloeistoffen maken afwegingen in dergelijke materiaaleigenschappen zoals viscositeit, waar de visceuzere vloeistoffen meer geconcentreerd proppant kunnen dragen; de energie of de drukeisen om een bepaald fluxpomptarief (stroomsnelheid) te handhaven dat het proppant behoorlijk zal leiden; pH, diverse rheologische factoren, onder anderen. Bovendien kunnen vloeistoffen worden gebruikt bij laag-volume putstimulatie van zandsteenputten met hoge permeabiliteit (20k tot 80k gallons per put) tot de hoog-volume operaties zoals schaliegas en tight gas die miljoenen gallons water per put gebruiken.

Conventionele wijsheid heeft vaak geaarzeld over de relatieve superioriteit van gel-, schuim- en slickwatervloeistoffen ten opzichte van elkaar, wat weer samenhangt met de keuze van het opvulmiddel. Zuber, Kuskraa en Sawyer (1988) vonden bijvoorbeeld dat op gel gebaseerde vloeistoffen de beste resultaten leken te bereiken voor operaties met kolenbedmethaan, maar vanaf 2012 zijn slickwaterbehandelingen populairder.

Overigens zijn slickwaterfractingvloeistoffen meestal water, over het algemeen 99% of meer in volume, maar op gel gebaseerde vloeistoffen kunnen polymeren en oppervlakteactieve stoffen zien die tot 7 vol% omvatten, andere additieven buiten beschouwing latend. Andere veel voorkomende additieven zijn zoutzuur (lage pH kan bepaalde gesteenten etsen, bijvoorbeeld kalksteen oplossen), wrijvingsreductiemiddelen, guarpitmeel, biociden, emulsiebrekers, emulgatoren, 2-butoxyethanol, en radioactieve tracerisotopen.

Proppants hebben een grotere permeabiliteit dan kleinmazige proppants bij lage sluitingsspanningen, maar zullen mechanisch falen (d. w. z.

Proppants met kleinere mazen hebben een grotere permeabiliteit dan proppants met grote mazen bij lage sluitingsspanningen, maar zullen mechanisch falen (d.w.z. verbrijzeld worden) en zeer fijne deeltjes (“fines”) produceren bij hoge sluitingsspanningen, zodat proppants met kleinere mazen de permeabiliteit van proppants met grote mazen inhalen na een bepaalde drempelspanning.

Hoewel zand een veelgebruikt proppant is, is onbehandeld zand gevoelig voor de aanmaak van aanzienlijke fines; de aanmaak van fines wordt vaak gemeten in wt% van de aanvankelijke voeding. In een commerciële nieuwsbrief van Momentive wordt de productie van onbehandeld zand op 23,9% geschat, vergeleken met 8,2% voor lichtgewicht keramiek en 0,5% voor hun product. Een manier om een ideale maaswijdte (d.w.z. permeabiliteit) te behouden en toch voldoende sterkte te hebben, is proppants van voldoende sterkte te kiezen; zand kan met hars worden gecoat, zodat met hars gecoat uithardbaar zand of voorgeharde met hars gecoate zanden ontstaan. In bepaalde situaties kan een ander opvulmateriaal worden gekozen – populaire alternatieven zijn onder meer keramiek en gesinterd bauxiet.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.