Nilalaman
- Isang Buhangin na lumalaban sa Buhangin para sa Langis ng Langis at Gas
- Paano Ginamit ang Frac Sand?
- Frac Sand bilang isang "Proppant"
- Anong Uri ng Buhangin?
- Mga Halaman ng Pagproseso ng Buhangin ng Frac
- Nasaan ang Frac Sand na Ginagawa at Ginamit?
- Mga Pinagmumulan ng Frac Sand at Mga Presyo
- Sintered Bauxite Proppants
Frac buhangin: Malinaw na pagtingin sa frac buhangin (sa kanan) at isang pangkaraniwang buhangin na magkatulad na laki ng butil (sa kaliwa). Pansinin kung paano ang buhangin ng frac ay may mas pantay na laki ng butil, mahusay na bilugan na butil ng butil, at isang pare-parehong komposisyon. Ito rin ay isang matigas na materyal na maaaring pigilan ang mga compressive na puwersa hanggang sa ilang mga tonelada bawat square inch. Ang mga grains sa imaheng ito ay mga sukat na 0.50 milimetro.
Paggawa ng buhangin Frac: Ang tsart na ito ay naglalarawan ng kamangha-manghang pagtaas sa paggawa ng frac buhangin sa Estados Unidos. Mga datos mula sa Mga Akdang Ministro ng Mineral ng Geological ng Estados Unidos, 2005-2015.
Isang Buhangin na lumalaban sa Buhangin para sa Langis ng Langis at Gas
Ang "Frac buhangin" ay isang mataas na kadalisayan ng buhangin na kuwarts na may napakatagal at napaka-bilog na butil. Ito ay isang materyal na lumalaban sa crush na gawa para magamit ng industriya ng petrolyo. Ginagamit ito sa proseso ng hydraulic fracturing (na kilala bilang "fracking") upang makagawa ng mga likidong petrolyo, tulad ng langis, natural gas at likas na likido na gas mula sa mga yunit ng bato na walang sapat na puwang ng butas para sa mga likido na ito ay dumaloy sa isang balon. Karamihan sa frac buhangin ay isang likas na materyal na gawa sa mataas na kadalisayan ng sandstone. Ang isang alternatibong produkto ay ang mga ceramikong kuwintas na gawa sa sintered bauxite o maliit na metal na kuwintas na gawa sa aluminyo.
Ang demand para sa frac buhangin ay sumabog sa nakalipas na ilang taon habang ang libu-libong mga balon ng langis at likas na gas ay pinasigla gamit ang haydroliko na bali ng proseso. (Tingnan ang tsart ng paggawa.) Ang isang haydroliko na bali ng trabaho sa isang balon ay maaaring mangailangan ng ilang libong toneladang buhangin. Ang pagsulong na ito ng dalubhasang pagbabarena ay lumikha ng isang bilyong dolyar na industriya ng buhangin na buhangin sa isang napakaikling panahon. Sa pagitan ng 2005 at 2015, ang dami ng frac buhangin na ginagamit ng industriya ng langis at gas ay tumaas nang husto.
Video ng buhangin ng Frac: Ang video ni US Silica na nagpapakita ng mga katangian ng isang mataas na kalidad na buhangin na frac.
Paano Ginamit ang Frac Sand?
Ang ilang mga yunit ng subsurface tulad ng organikong shale ay naglalaman ng maraming halaga ng langis, natural gas o likas na likido ng gas na hindi malayang dumadaloy sa isang balon. Hindi sila dumadaloy sa isang balon dahil ang yunit ng bato ay alinman sa kakulangan ng pagkamatagusin (magkakaugnay na mga puwang ng butas) o napakaliit na puwang sa bato ay napakaliit na ang mga likido na ito ay hindi maaaring dumaloy sa kanila.
Ang proseso ng hydraulic fracturing ay malulutas ang problemang ito sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bali sa bato. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagbabarena ng isang balon sa bato, pagbubuklod ng bahagi ng balon sa zone na nagdadala ng petrolyo, at pagbomba ng tubig sa ilalim ng mataas na presyon sa bahaging iyon ng balon. Ang tubig na ito ay karaniwang ginagamot sa mga kemikal at pampalapot tulad ng garantiyang gum upang lumikha ng isang malapot na gel. Pinadali ng gel na ito ang kakayahang tubig na magdala ng mga butil ng buhangin sa suspensyon.
Ang mga malalaking bomba sa ibabaw ng Earth ay nagdaragdag ng presyon ng tubig sa selyadong bahagi ng balon hanggang sa sapat na mataas ito upang lumampas sa paglabag sa punto ng nakapalibot na mga bato. Kapag naabot na ang kanilang break point, bumabagsak sila bigla at mabilis na dumadaloy ang tubig sa mga bali, pinalalaki ang mga ito at pinalalim sila sa bato. Bilyun-milyong butil ng buhangin ay dinala ng malalim sa mga bali ng biglaang pag-agos ng tubig. Ang ilang libong tonelada ng frac buhangin ay kinakailangan upang pasiglahin ang isang solong balon.
Video ng buhangin ng Frac: Ang video ni US Silica na nagpapakita ng mga katangian ng isang mataas na kalidad na buhangin na frac.
Hydraulic fracturing: Ang pinasimple na diagram ng isang likas na balon ng gas na itinayo na may pahalang na pagbabarena upang madagdagan ang haba ng pagtagos sa pamamagitan ng Marcellus Shale. Ang hydraulic fracturing ay karaniwang ginagawa sa pahalang na bahagi ng balon upang pasiglahin ang isang daloy ng gas mula sa shale. Ang maayos na pagsasaayos na ito ay ginagamit sa mga shale play ng Estados Unidos.
Frac Sand bilang isang "Proppant"
Kapag ang mga bomba ay naka-off, ang mga bali ay humina ngunit hindi ganap na isara - dahil binuksan sila ng bilyun-bilyong butil ng buhangin na buhangin. Nangyayari lamang ito kung ang sapat na mga butil ng buhangin upang labanan ang puwersa ng mga pagsasara ng fracture ay naihatid sa bato.
Ang mga bagong bali sa bato, na binuksan bukas ng matibay na mga butil ng buhangin, ay bumubuo ng isang network ng puwang ng butas na nagpapahintulot sa mga likidong petrolyo na dumaloy mula sa bato at sa balon. Ang frac buhangin ay kilala bilang isang "proppant" dahil ipinapahiwatig nito na nakabukas ang mga bali.
Ang iba pang mga materyales na ginamit bilang isang proppant ay may kasamang ceramic beads, aluminyo kuwintas, at sintered bauxite. Ang frac buhangin sa pangkalahatan ay naghahatid ng pinakamataas na antas ng pagganap, at ito ay kasalukuyang proppant na madalas na ginagamit ng industriya ng petrolyo.
Ang mapa ng Jordan Sandstone: Marami sa mga yunit ng bato na kasalukuyang minamasahe para sa frac sand ay mga aquifer din. Ginagawa nito ang mga publikasyon sa pananaliksik sa lupa, tulad ng serye ng atlas ng tubig sa lupa ng Estados Unidos Geological Survey, mahalagang mga prospect na dokumento para sa pagtukoy ng pagkakaroon, kapal at istraktura ng mga yunit ng bato ng sandstone.Ang mapa na ito ay mula sa Ground Water Atlas ng Estados Unidos para sa Iowa, Michigan, Minnesota at Wisconsin. Ipinapakita nito ang saklaw ng heograpiya at kapal ng Jordan Sandstone sa Minnesota at Iowa. Ang mga magkakatulad na mapa ay nai-publish sa seryeng ito para sa iba pang mga yunit ng sandstone at iba pang mga lugar na heograpiya.
Anong Uri ng Buhangin?
Ang mga proppants sa industriya ng petrolyo ay dapat matugunan ang napakahihiling mga pagtutukoy. Ang mga katangian ng isang mataas na kalidad na buhangin na frac ay kinabibilangan ng:
- mataas na kadalisayan silica buhangin
- laki ng butil na perpektong tumugma sa mga kinakailangan sa trabaho
- pabilog na hugis na nagbibigay-daan sa ito ay isinasagawa sa hydraulic fracturing fluid na may kaunting kaguluhan
- tibay upang pigilan ang mga pagdurog na mga puwersa ng pagsasara ng mga bali
Frac buhangin ay ginawa sa isang saklaw ng mga sukat mula sa maliit na bilang 0.1 milimetro sa diameter hanggang sa higit sa 2 milimetro sa diameter depende sa mga pagtutukoy ng customer. Karamihan sa frac buhangin natupok ay sa pagitan ng 0.4 at 0.8 milimetro ang laki.
Ang mga yunit ng rock tulad ng St Peter Sandstone, Jordan Sandstone, Oil Creek Sandstone at Hickory Sandstone ay naging mga potensyal na mapagkukunan ng frac sand material. Ang mga yunit ng rock na ito ay binubuo ng mga butil ng kuwarts na dumaan sa maraming mga pag-ikot ng pag-iilaw at pagguho. Ang matagal na kasaysayan ay tinanggal ang halos lahat ng mga butil ng mineral maliban sa kuwarts at gumawa ng mga butil na may napaka-bilog na mga hugis. Ito ang dahilan kung bakit buhangin ang buhangin mula sa mga ilog, hinukay mula sa mga terrace, o tinanggal mula sa mga beach ay malamang na hindi makagawa ng isang mahusay na produkto.
Kung saan ang mga yunit ng rock na ito ay kadalasang malambot, hindi maganda ang semento at kung minsan ay gaanong palamig. Pinapayagan silang maghukay at durog na may kaunting pinsala sa mga butil ng kuwarts. Ang mataas na kadalisayan ng buhangin mula sa mga lugar tulad ng mga Appalachians ay madalas na hindi angkop para sa frac buhangin dahil napapailalim ito sa mga puwersa ng tekektiko na may ginawang bato at pinanghihina ang mga butil ng buhangin.
Frac sand mine sa Wisconsin: Aerial view ng isang frac sand mining operation sa Wisconsin. Ang buhangin ng Frac ay isang mataas na dalubhasang produkto na maaari lamang magawa mula sa isang maliit na bilang ng mga deposito ng buhangin.
Pasilidad sa pagpoproseso ng buhangin ng Frac: Aerial view ng isang frac na buhangin sa pagpoproseso ng pasilidad sa Wisconsin.
Mga Halaman ng Pagproseso ng Buhangin ng Frac
Ang frac buhangin ay hindi ginagamit tuwid mula sa lupa. Kinakailangan nito ang pagproseso upang mai-optimize ang pagganap nito. Matapos ang pagmimina ay dadalhin ito sa isang planta ng pagproseso. Doon ay hugasan upang alisin ang mga pinong mga partikulo.
Matapos maligo, ang buhangin ay nakasalansan sa mga tambak upang payagan ang tubig na hugasan. Ang operasyon na ito ay ginagawa sa labas at pinaghihigpitan ang mga oras ng taon kung ang temperatura ay higit sa pagyeyelo. Matapos ang buhangin ay pinatuyo, inilalagay ito sa isang air dryer upang maalis ang lahat ng kahalumigmigan. Ang mga dry grains ay pagkatapos ay naka-screen upang makakuha ng mga tiyak na laki ng mga fraction para sa iba't ibang mga customer.
Ang buhangin na hindi angkop para sa fracking ay pinaghiwalay at ibinebenta para sa iba pang mga gamit. Ang ilang mga frac buhangin ay maaaring dagta pinahiran upang mapabuti ang pagganap nito sa fracking operation. Ang materyal na ito ay ibebenta bilang isang premium na produkto. Matapos iproseso ang karamihan sa buhangin ay naka-load nang direkta sa mga kotse ng tren para sa paghahatid ng riles.
Ang ilang mga pagproseso ng mga halaman ay matatagpuan sa site ng minahan. Gayunpaman, ang pagproseso ng mga halaman ay napakamahal upang maitayo at kung minsan ay ibinahagi ng maraming mga minahan. Ang mga ito ay matatagpuan sa ilang mga minahan at ang buhangin ay inihatid ng trak, tren, o conveyer.
Nasaan ang Frac Sand na Ginagawa at Ginamit?
Ilang taon na ang nakalilipas ang mga prodyuser sa Wisconsin at Texas ay nagtustos ng halos maraming buhangin na buhangin na ginagamit ng industriya ng langis at gas. Gayunpaman, ang isang malaking spike sa demand na sanhi ng natural gas at shale oil boom ay nag-udyok sa maraming mga kumpanya na magbigay ng produktong ito. Marami sa mga kumpanyang ito ay nasa gitnang bahagi ng Estados Unidos kung saan ang St Peter Sandstone at mga katulad na yunit ng bato ay malapit sa ibabaw at madaling hinukay. Ang mga lugar na ito ay kung saan ang mga puwersa ng tektonik ay hindi naging sanhi ng matinding pagtitiklop ng mga yunit ng bato at pinahina ang mga butil ng buhangin. Ang punong lugar ay nasa kalagitnaan ng kanlurang kanluran (Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Minnesota, Michigan, Missouri, Nebraska at Wisconsin).
Karamihan sa mga high-kadalisayan silica sands sa Estados Unidos ay kilala sa loob ng mga dekada. Ginamit ang mga ito para sa paggawa ng salamin at metalurhiko. Ang kasalukuyang paghahanap para sa frac buhangin ay hindi tungkol sa "pagtuklas ng mga bagong mapagkukunan ng buhangin," sa halip ay tungkol sa pagtukoy kung aling mga mapagkukunan ang gumagawa ng mga mahusay na materyales.
Ginagamit ang Frac buhangin upang makagawa ng likas na gas, likas na likido sa gas, at langis mula sa mga shales at iba pang masikip na mga bato kung saan kinakailangan ang hydraulic fracturing. Kabilang dito ang: ang Marcellus Shale, Utica Shale, Pagbubuo ng Bakken, Haynesville Shale, Fayetteville Shale, Eagle Ford Shale, Barnett Shale, at maraming iba pang mga shale na gumaganap sa buong Estados Unidos.
San Pedro Sandstone: Isang larawan ng St Peter Sandstone na na-tape ng Joachim Dolomite na kinukuha malapit sa Pacific, Missouri. Larawan ng pampublikong domain sa pamamagitan ng Kbh3rd.
Mga Pinagmumulan ng Frac Sand at Mga Presyo
Ang demand para sa masamang buhangin sa North America ay tumaas nang masakit sa mga huling taon bilang tugon sa maraming mga shale play na umuunlad sa maraming bahagi ng Estados Unidos at Canada. Iniuulat ng United States Geological Survey ang pinagmulan ng produksiyon na ito:
Ang Ordovician St. Peter Sandstone sa Midwest ay isang pangunahing mapagkukunan ng silica buhangin para sa maraming mga gamit sa pagtatapos at ito ay isang pangunahing mapagkukunan ng frac buhangin din. Mined sa limang Estado, ang frac buhangin mula sa St Peter Sandstone ay nasa loob ng makatuwirang distansya ng transportasyon sa mga pagbuo ng shale sa ilalim ng lupa na gumagawa ng natural gas.Noong 2011, 59% ng frac buhangin ay ginawa sa Midwest.
Ang naiulat na average na presyo para sa masamang buhangin sa Estados Unidos ng Geological Survey Minerals Yearbook ay nasa pagitan ng $ 45 bawat tonelada at $ 50 bawat tonelada noong 2010. Noong 2011 ang average na presyo ay tumaas sa $ 54.83. Ito ay makabuluhang mas mataas kaysa sa average na presyo ng $ 35 bawat tonelada para sa espesyal na buhangin na ibinebenta sa labas ng industriya ng konstruksyon.
Sintered Bauxite Proppants
Ang pulbos na bauxite ay maaaring isama sa maliliit na kuwintas sa napakataas na temperatura. Ang mga kuwintas na ito ay may napakataas na pagtutol ng crush, at ginagawang angkop ang mga ito para magamit bilang isang proppant. Ang tiyak na gravity ng mga kuwintas at ang kanilang laki ay maaaring maitugma sa lagkit ng hydraulic fracturing fluid at sa laki ng mga bali na inaasahan na bubuo sa bato. Nagbibigay ang mga tagagawa ng proppants ng isang malawak na pagpipilian ng laki ng butil at tiyak na gravity kumpara sa isang natural na proppant na kilala bilang frac buhangin. Kasalukuyang ginagamit ang Frac sand sa halip na mga panindang proppants dahil mayroon itong bentahe sa gastos at transportasyon.