Co to jest szczelinowanie hydrauliczne?
Szczelinowanie hydrauliczne jest metodą stosowaną do rozbijania formacji skalnych zawierających ropę i gaz, tworząc przejścia dla przepływu paliwa ze skały do studni produkcyjnej. Uzyskuje się to za pomocą ciśnienia hydraulicznego, aby wstrzyknąć do skały płyn zawierający piasek lub inny materiał ścierny z wystarczającą siłą, aby spowodować pęknięcia. Technologia ta jest wykorzystywana do stymulowania przepływu ropy naftowej lub gazu w nowych studniach oraz do ożywienia produkcji w studniach uznanych za wyczerpane.
Proces szczelinowania hydraulicznego został opracowany w 1903 roku, ale upłynęło ponad czterdzieści lat, zanim technologia została po raz pierwszy zastosowana komercyjnie w 1948 roku. Większość odwiertów produkujących w USA i na całym świecie stosuje szczelinowanie hydrauliczne, w tym odwierty w krajach takich jak Meksyk, Brazylia, Francja, Wielka Brytania, Kolumbia, Argentyna, Rumunia, Wenezuela, Indonezja i Rosja. Szczelinowanie jest uważane za cenny mechanizm zwiększania krajowej produkcji energii poprzez udostępnienie wcześniej niedostępnych rezerw.
Szczelinowanie hydrauliczne jest również kluczem do finansowego opłacalności wydobycia łupków. Producenci gazu twierdzą, że większość zasobów łupków w Stanach Zjednoczonych jest w skałach, do których nie można uzyskać dostępu bez pękania. Łupki ilaste są skałami osadowymi wykonanymi ze sprasowanej gliny, mułu i organicznego materiału roślinnego. Skała ta nie jest przepuszczalna, co oznacza, że nie przepuszcza cieczy, więc wydobywanie gazu z łupków wymaga szczelinowania.
Szczelinowanie hydrauliczne polega na pompowaniu cieczy przez studnię do podziemnej formacji skalnej przy użyciu wystarczającego ciśnienia, aby spowodować pęknięcia w skale. Najczęstszym czynnikiem ciekłym jest woda, choć w niektórych przypadkach można zastosować olej napędowy, ropę naftową, rozcieńczony kwas solny lub naftę. Wodę miesza się z kilkoma chemikaliami i guarem, naturalną substancją wykonaną z fasoli, która nadaje wodzie konsystencję żelową. Mieszanina wodna jest przede wszystkim układem dostarczającym środek podpierający, zwykle granulowaną substancję, taką jak granulki piasku lub aluminium, która utrzymuje pęknięcie otwarte po odciągnięciu wody.
Ciśnienie hydrauliczne służy do pompowania mieszanki wodnej przez rurę wiertniczą lub rurkę do skały. Po tym, jak woda utworzyła kilka pęknięć w formacji skalnej, ciśnienie zostaje zwolnione, a woda cofa się do studni. Pęknięcia zaczynają się zamykać, ale są „podparte” otworem przez piasek lub inny środek podpierający, umożliwiając przepływ gazu lub oleju w kierunku studni. W ramach procesu instaluje się obudowy studni i cement, aby zapobiec wydostawaniu się płynów ze studni do lustra wody.
Niewielkie ślady ciekłej mieszaniny pozostają w skale, a obecność toksycznych chemikaliów w mieszance była przyczyną troski o środowisko. Stale wprowadzane są postępy technologiczne, aby zapobiec wyciekaniu zawartości do lustra wody. W Stanach Zjednoczonych Agencja Ochrony Środowiska (EPA), Rada Ochrony Wód Gruntowych (GUPC) oraz Międzystanowa Komisja ds. Ropy i Gazu (IOGCC) przeprowadziły testy w celu określenia wpływu szczelinowania hydraulicznego na środowisko. Testy przeprowadzone przez EPA obejmowały płytkie studnie, które najprawdopodobniej stanowią zagrożenie dla wód gruntowych. W każdym przypadku testy nie były w stanie wykryć żadnego negatywnego wpływu na środowisko.