షేల్ లో డ్రిల్లింగ్ చేసిన ఆయిల్ & గ్యాస్ బావుల హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్

విషయము

• హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ అంటే ఏమిటి?
• హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ ఎంతకాలం ఉపయోగించబడింది?
• పొట్టులో హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ యొక్క విజయవంతమైన ఉపయోగం
• ఇతర షేల్ నాటకాల్లో హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్
• ఫ్రాక్చరింగ్ ద్రవాలు
• Proppants
• పర్యావరణ ఆందోళనలు
• ఉత్పత్తి ప్రయోజనాలు

ఫ్రాక్ కోసం పంపులు మరియు డీజిల్ ఇంజన్లు సిద్ధంగా ఉన్నాయి: నైరుతి పెన్సిల్వేనియా యొక్క మార్సెల్లస్ షేల్ గ్యాస్ ప్లేలోని డ్రిల్లింగ్ ప్యాడ్ వద్ద హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ఆపరేషన్ యొక్క ఫోటో. పంపులు, డీజిల్ ఇంజన్లు, వాటర్ ట్రక్కులు, ఇసుక మిక్సర్లు మరియు ప్లంబింగ్ మ్యాచ్‌ల యొక్క అపారమైన సమావేశం ఫ్రాక్ కోసం స్థానంలో ఉంది. చిత్రం డౌ డంకన్, యుఎస్‌జిఎస్.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ అంటే ఏమిటి?

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ అనేది బావి నుండి చమురు లేదా వాయువు ప్రవాహాన్ని పెంచే ఒక ప్రక్రియ. రాతిని విచ్ఛిన్నం చేసేంత ఎక్కువ పీడనాలతో ద్రవాలను బావి క్రింద నుండి ఉపరితల రాక్ యూనిట్లలోకి పంపించడం ద్వారా ఇది జరుగుతుంది. చమురు మరియు సహజ వాయువు బావికి కదలికకు రంధ్ర ప్రదేశాలుగా ఉపయోగపడే పరస్పర అనుసంధాన పగుళ్ల నెట్‌వర్క్‌ను సృష్టించడం లక్ష్యం.

క్షితిజ సమాంతర డ్రిల్లింగ్‌తో కలిపి హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ గతంలో ఉత్పత్తి చేయని సేంద్రీయ-రిచ్ షేల్స్‌ను ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద సహజ వాయు క్షేత్రాలుగా మార్చింది. మార్సెల్లస్ షేల్, యుటికా షేల్, బార్నెట్ షేల్, ఈగిల్ ఫోర్డ్ షేల్ మరియు బాకెన్ ఫార్మేషన్ గతంలో ఉత్పత్తి చేయని రాక్ యూనిట్లకు ఉదాహరణలు, ఇవి హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ద్వారా అద్భుతమైన వాయువు లేదా చమురు క్షేత్రాలుగా మార్చబడ్డాయి.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ ఎంతకాలం ఉపయోగించబడింది?

యునైటెడ్ స్టేట్స్లో చమురు మరియు సహజ వాయువు బావులను ఉత్తేజపరిచేందుకు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ యొక్క మొదటి ఉపయోగం 60 సంవత్సరాల క్రితం జరిగింది. హాలిబర్టన్ ఆయిల్ వెల్ సిమెంటింగ్ కంపెనీకి 1949 లో ఈ ప్రక్రియకు పేటెంట్ జారీ చేయబడింది. ఈ పద్ధతి బాగా ఉత్పత్తి రేట్లు పెంచింది మరియు అభ్యాసం త్వరగా వ్యాపించింది. ఇది ఇప్పుడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రతి సంవత్సరం వేలాది బావులలో ఉపయోగించబడుతుంది. హైడ్రోలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ కనుగొనబడకపోతే మన గ్యాసోలిన్, తాపన ఇంధనం, సహజ వాయువు మరియు పెట్రోలియం ఉత్పత్తుల నుండి తయారైన ఇతర ఉత్పత్తులు చాలా ఎక్కువ ఖర్చు అవుతాయి.

క్షితిజసమాంతర డ్రిల్లింగ్ మరియు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్: మార్సెల్లస్ షేల్ ద్వారా క్షితిజ సమాంతర డ్రిల్లింగ్ మరియు బావి యొక్క క్షితిజ సమాంతర భాగంలో హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్‌తో నిర్మించిన సహజ వాయువు బావి యొక్క సరళ రేఖాచిత్రం.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ కోసం డ్రిల్లింగ్ ప్యాడ్ సిద్ధంగా ఉంది: నైరుతి పెన్సిల్వేనియా యొక్క మార్సెల్లస్ షేల్ గ్యాస్ నాటకంలో ఫ్రాక్ రోజున డ్రిల్ ప్యాడ్ యొక్క మరొక ఫోటో. ఫోటో డౌ డంకన్, యుఎస్‌జిఎస్.

పొట్టులో హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ యొక్క విజయవంతమైన ఉపయోగం

1990 ల ప్రారంభంలో, మిచెల్ ఎనర్జీ టెక్సాస్ యొక్క బార్నెట్ షేల్ లోకి రంధ్రం చేసిన బావుల నుండి సహజ వాయువు ఉత్పత్తిని ప్రేరేపించడానికి హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ ఉపయోగించడం ప్రారంభించింది. బార్నెట్ షేల్‌లో అపారమైన సహజ వాయువు ఉంది; ఏదేమైనా, బార్నెట్ వాణిజ్య పరిమాణంలో సహజ వాయువును చాలా అరుదుగా ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

మిచెల్ ఎనర్జీ బార్నెట్ షేల్‌లోని వాయువు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడని చిన్న రంధ్ర ప్రదేశాలలో చిక్కుకున్నట్లు గ్రహించింది. శిలకి రంధ్ర స్థలం ఉంది, కాని పారగమ్యత లేదు. బార్నెట్ షేల్ ద్వారా డ్రిల్లింగ్ చేసిన బావులు సాధారణంగా గ్యాస్ ప్రదర్శనను కలిగి ఉంటాయి కాని వాణిజ్య ఉత్పత్తికి తగినంత గ్యాస్ ఉండదు. మిచెల్ ఎనర్జీ బార్నెట్ షేల్‌ను హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ చేయడం ద్వారా ఈ సమస్యను పరిష్కరించింది, ఇది బావికి సహజ వాయువు ప్రవాహాన్ని అనుమతించే ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన రంధ్ర ప్రదేశాల నెట్‌వర్క్‌ను సృష్టించింది.

దురదృష్టవశాత్తు పంపులు ఆపివేయబడినప్పుడు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన అనేక పగుళ్లు మూసివేయబడ్డాయి. బార్నెట్ షేల్ చాలా లోతుగా ఖననం చేయబడి, పరిమితి ఒత్తిడి కొత్త పగుళ్లను మూసివేసింది. విచ్ఛిన్నమయ్యే ద్రవానికి ఇసుకను జోడించడం ద్వారా ఈ సమస్య పరిష్కరించబడింది. శిల విరిగినప్పుడు, కొత్తగా తెరిచిన రంధ్ర ప్రదేశంలోకి నీరు పరుగెత్తటం ఇసుక ధాన్యాలను రాక్ యూనిట్‌లోకి లోతుగా తీసుకువెళుతుంది. నీటి పీడనం తగ్గినప్పుడు, ఇసుక ధాన్యాలు పగుళ్లను తెరిచి, పగుళ్ల ద్వారా మరియు బావిలోకి సహజ వాయువు ప్రవాహాన్ని అనుమతించాయి. నేడు "ఫ్రాక్ ఇసుక" పేరుతో వివిధ రకాల సహజ మరియు సింథటిక్ ఉత్పత్తులు అమ్ముడవుతున్నాయి.

మిచెల్ ఎనర్జీ బార్నెట్ షేల్ ద్వారా అడ్డంగా డ్రిల్లింగ్ చేయడం ద్వారా వారి బావుల దిగుబడిని మరింత మెరుగుపరిచింది. ఉపరితలం వద్ద నిలువు బావులు ప్రారంభించబడ్డాయి, క్షితిజ సమాంతర ధోరణికి నడిపించబడ్డాయి మరియు బర్నెట్ షేల్ ద్వారా వేలాది అడుగుల వరకు నడిపించబడ్డాయి. ఇది బావిలోని పే జోన్ యొక్క పొడవును గుణించింది. ఒక రాక్ యూనిట్ 100 అడుగుల మందంగా ఉంటే, అది నిలువు బావిలో 100 అడుగుల పే జోన్ ఉంటుంది. ఏదేమైనా, బావిని అడ్డంగా నడిపి, లక్ష్యం ఏర్పడటం ద్వారా 5000 అడుగుల వరకు అడ్డంగా ఉండి ఉంటే, అప్పుడు పే జోన్ యొక్క పొడవు నిలువు బావి యొక్క పే జోన్ కంటే యాభై రెట్లు ఎక్కువ.

మిచెల్ ఎనర్జీ బార్నెట్ షేల్ బావుల ఉత్పాదకతను పెంచడానికి హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ మరియు క్షితిజ సమాంతర డ్రిల్లింగ్‌ను ఉపయోగించింది. వాస్తవానికి, హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ లేకుండా నిలువు బావులు ఉంటే వారి అత్యంత విజయవంతమైన బావులు చాలా వైఫల్యాలు అయ్యేవి.

చిల్లులు తుపాకీ: చమురు మరియు గ్యాస్ డ్రిల్లింగ్ మరియు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్లో ఉపయోగించని మరియు ఖర్చు చేసిన చిల్లులు గల తుపాకీ. దిగువన ఉన్న పైపు పైపు లోపల అమర్చిన పేలుడు ఛార్జీల ద్వారా సృష్టించబడిన రంధ్రాలను చూపిస్తుంది. ఫోటో బిల్ కన్నిన్గ్హమ్, యుఎస్జిఎస్.

ఇతర షేల్ నాటకాల్లో హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్

టెక్సాస్‌లోని బార్నెట్ షేల్‌లో మిచెల్ ఎనర్జీస్ విజయం గురించి ఇతరులు తెలుసుకున్నట్లుగా, ఇతర సేంద్రీయ-రిచ్ షేల్స్‌లో క్షితిజ సమాంతర డ్రిల్లింగ్ మరియు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ పద్ధతులు ప్రయత్నించబడ్డాయి. ఈ పద్ధతులు లూసియానా, టెక్సాస్ మరియు అర్కాన్సాస్ యొక్క హేన్స్విల్లే షేల్ మరియు ఫాయెట్విల్లే షేల్లలో త్వరగా విజయవంతమయ్యాయి - తరువాత అప్పలాచియన్ బేసిన్లోని మార్సెల్లస్ షేల్ లో. ఈ పద్ధతులు అనేక ఇతర షేల్స్‌లో పనిచేశాయి మరియు ఇప్పుడు ప్రపంచంలోని అనేక ప్రాంతాల్లో సేంద్రీయ-రిచ్ షేల్స్ అభివృద్ధి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ అనేక బావుల నుండి సహజ వాయువు ద్రవాలు మరియు నూనె ఉత్పత్తిని కూడా ప్రారంభించింది. రాక్ యూనిట్లైన బక్కెన్ షేల్ ఆఫ్ నార్త్ డకోటా మరియు నియోబ్రారా షేల్ ఆఫ్ కొలరాడో, కాన్సాస్, నెబ్రాస్కా మరియు వ్యోమింగ్ ఇప్పుడు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ నుండి గణనీయమైన మొత్తంలో నూనెను ఇస్తున్నాయి.

ఫ్రాక్ వాటర్ కంటైనర్ చెరువు: అర్కాన్సాస్ యొక్క ఫాయెట్విల్లే షేల్ గ్యాస్ నాటకంలో డ్రిల్ ప్యాడ్ వద్ద నీటి ఇంపౌండ్మెంట్. ఈ విధమైన చెరువులను సహజ వాయువు నాటకాలలో డ్రిల్లింగ్ ప్రదేశాలలో ఫ్రాక్ వాటర్ నిల్వ కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఫోటో బిల్ కన్నిన్గ్హమ్, యుఎస్జిఎస్.

ఫ్రాక్చరింగ్ ద్రవాలు

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే డ్రైవింగ్ ద్రవం నీరు. బావి యొక్క లక్షణాలు మరియు రాతి విరిగిపోవడాన్ని బట్టి, హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ పనిని పూర్తి చేయడానికి కొన్ని మిలియన్ గ్యాలన్ల నీరు అవసరం.

బావిలోకి నీటిని పంప్ చేసినప్పుడు, బావి మొత్తం పొడవు ఒత్తిడికి గురికాదు. బదులుగా, పగుళ్లు కోరుకున్న బావి యొక్క భాగాన్ని వేరుచేయడానికి ప్లగ్స్ చేర్చబడతాయి. బావి యొక్క ఈ విభాగం మాత్రమే పంపింగ్ యొక్క పూర్తి శక్తిని పొందుతుంది. బావి యొక్క ఈ భాగంలో ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ, నీరు పగుళ్లను తెరుస్తుంది, మరియు డ్రైవింగ్ పీడనం పగుళ్లను రాక్ యూనిట్‌లోకి లోతుగా విస్తరిస్తుంది. పంపింగ్ ఆగిపోయినప్పుడు ఈ పగుళ్లు త్వరగా మూసివేయబడతాయి మరియు వాటిని తెరవడానికి ఉపయోగించే నీటిని తిరిగి బోర్‌హోల్‌లోకి నెట్టివేసి, బావిని బ్యాకప్ చేసి ఉపరితలం వద్ద సేకరిస్తారు. ఉపరితలంపైకి తిరిగి వచ్చిన నీరు మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా రాక్ యూనిట్‌లో చిక్కుకున్న నీటి ఇంజెక్ట్ మరియు రంధ్రాల నీటి మిశ్రమం. రంధ్రాల నీరు సాధారణంగా గణనీయమైన మొత్తంలో కరిగిన ఘనపదార్థాలతో ఉప్పునీరు.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్లో ఉపయోగించే నీటికి రసాయనాలు తరచుగా కలుపుతారు. ఈ సంకలనాలు వివిధ ప్రయోజనాలకు ఉపయోగపడతాయి. కొన్ని నీటిని ఒక జెల్ లోకి చిక్కగా చేస్తాయి, ఇది పగుళ్లను తెరవడానికి మరియు ప్రొపెంట్లను రాక్ యూనిట్‌లోకి లోతుగా తీసుకువెళ్ళడానికి మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. ఇతర రసాయనాలు వీటికి జోడించబడతాయి: ఘర్షణను తగ్గించండి, రాక్ శిధిలాలను ద్రవంలో నిలిపివేయండి, పరికరాల తుప్పును నివారించండి, బ్యాక్టీరియాను చంపండి, పిహెచ్ మరియు ఇతర విధులను నియంత్రించండి.

చాలా కంపెనీలు తమ హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ద్రవాల కూర్పును బహిర్గతం చేయడానికి నిరోధకతను కలిగి ఉన్నాయి. వారి పోటీ పరిశోధనలను రక్షించడానికి ఈ సమాచారాన్ని ప్రైవేట్‌గా ఉంచాలని వారు నమ్ముతారు. అయితే, నియంత్రకాలు సమాచారాన్ని డిమాండ్ చేయడం ప్రారంభించాయి మరియు కొన్ని కంపెనీలు స్వచ్ఛందంగా సమాచారాన్ని పంచుకోవడం ప్రారంభించాయి.

ఫ్రాక్ ఇసుక: హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ పూర్తయిన తర్వాత కొత్తగా సృష్టించిన కృత్రిమ పగుళ్లు మూసివేయకుండా ఉండటానికి రాతి నిర్మాణాలలోకి పంప్ చేయడానికి ముందు చక్కటి-కణిత సిలికా ఇసుక రసాయనాలు మరియు నీటితో కలుపుతారు. ఫోటో బిల్ కన్నిన్గ్హమ్, యుఎస్జిఎస్.

Proppants

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్లో వివిధ రకాల ప్రొపెంట్లను ఉపయోగిస్తారు. ఇవి చిన్న క్రష్-నిరోధక కణాలు, ఇవి హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ద్రవం ద్వారా పగుళ్లలోకి తీసుకువెళతాయి. పంపులు ఆపివేయబడినప్పుడు మరియు పగుళ్లు కూలిపోయినప్పుడు, ఈ క్రష్-నిరోధక కణాలు పగులును తెరిచి ఉంచుతాయి, తద్వారా రంధ్రం ఏర్పడుతుంది, దీని ద్వారా సహజ వాయువు బావికి ప్రయాణించవచ్చు.

ఫ్రాక్ ఇసుక ఈ రోజు ఎక్కువగా ఉపయోగించే ప్రోపెంట్, అయితే అల్యూమినియం పూసలు, సిరామిక్ పూసలు, సైనర్డ్ బాక్సైట్ మరియు ఇతర పదార్థాలు కూడా ఉపయోగించబడ్డాయి. ఒకే బావిని పగులగొట్టేటప్పుడు ఒక మిలియన్ పౌండ్ల ప్రొప్యాంట్లను ఉపయోగించవచ్చు.

క్షితిజ సమాంతర బావుల ఉపగ్రహ చిత్ర వీక్షణ: ఉటికా షేల్ డ్రిల్లింగ్ సైట్ యొక్క ఉపగ్రహ దృశ్యం, ఇక్కడ తొమ్మిది క్షితిజ సమాంతర బావులు నిర్మించబడ్డాయి మరియు హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్‌తో ప్రేరేపించబడ్డాయి.

పర్యావరణ ఆందోళనలు

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్కు సంబంధించిన అనేక పర్యావరణ సమస్యలు ఉన్నాయి. వీటితొ పాటు:

1) బావిలో ఉత్పత్తి అయ్యే పగుళ్లు నేరుగా తాగునీటి సరఫరా కోసం ఉపయోగించే నిస్సార రాక్ యూనిట్లలోకి విస్తరించవచ్చు. లేదా, బావిలో ఉత్పత్తి అయ్యే పగుళ్లు తాగునీటి సరఫరా కోసం ఉపయోగించే నిస్సార రాక్ యూనిట్లలోకి విస్తరించే సహజ పగుళ్లతో సంభాషించవచ్చు.

2) బావి యొక్క కేసింగ్ విఫలమై తాగునీటి సరఫరా కోసం ఉపయోగించే నిస్సార రాక్ యూనిట్లలోకి ద్రవాలు తప్పించుకునే అవకాశం ఉంది.

3) విచ్ఛిన్నమయ్యే పనిలో బహిష్కరించబడిన హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చరింగ్ ద్రవాలు లేదా ద్రవాల ప్రమాదవశాత్తు చిందులు భూమిలోకి ప్రవేశిస్తాయి లేదా ఉపరితల నీటిని కలుషితం చేస్తాయి.

ఉత్పత్తి ప్రయోజనాలు

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ బావి యొక్క దిగుబడిని గణనీయంగా పెంచుతుంది. ఇది క్షితిజ సమాంతర డ్రిల్లింగ్‌తో కలిపినప్పుడు, లాభరహిత శిల నిర్మాణాలు తరచుగా ఉత్పాదక సహజ వాయు క్షేత్రాలుగా మార్చబడతాయి. ఈ సాంకేతికత ఎక్కువగా బార్నెట్ షేల్, హేన్స్విల్లే షేల్, ఫాయెట్విల్లే షేల్ మరియు మార్సెల్లస్ షేల్ గ్యాస్ క్షేత్రాల అభివృద్ధికి బాధ్యత వహిస్తుంది. ఇది బక్కెన్ షేల్ మరియు నియోబ్రారా షేల్‌తో చేసినట్లుగా గట్టి రాక్ యూనిట్ల నుండి చమురును విముక్తి చేస్తుంది.

హైడ్రాలిక్ ఫ్రాక్చర్ ప్రక్రియ మరియు దానితో ఉపయోగించే రసాయనాలు సహజ వాయువు పరిశ్రమను చూసే పర్యావరణ న్యాయవాదులకు చాలా ఎక్కువ ఆందోళన కలిగిస్తాయి. ఒక నియంత్రణ వాతావరణం అవసరం, ఇది ఈ పద్ధతులను ఉపయోగించుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది మరియు నీటి సరఫరా మరియు డ్రిల్లింగ్ జరిగే ప్రాంతాల్లో నివసించే ప్రజలను రక్షించడానికి పర్యావరణ భద్రతలను అందిస్తుంది.