Frac 케이싱의 프로판트 움직임이 해결되었지만 셰일 유정에 있어서 이것이 실제로 얼마나 중요합니까?

콜로라도주 프랭크타운에 있는 Anadarko의 파쇄 작업에서 모래와 혼합된 물을 펌핑하는 모습.

프로판트는 파쇄 작업 중에 파쇄 유체가 주입된 모래 크기의 입자로 구성됩니다. 셰일 오일 및 가스 유정에서 파쇄 유체는 일반적으로 파쇄 펌핑 압력을 낮추기 위해 약간의 마찰 감소제(예: 비누)가 첨가된 물입니다. 프로판트의 목적은 파쇄가 중지되고 상승된 압력이 사라진 후 저장소에 유도된 균열이 닫히는 것을 막는 것입니다.

셰일 오일 및 셰일 가스 유정에서 사용되는 프로판트는 100메시 모래와 40~70메시 모래를 혼합한 것이며, 이 입자는 모두 직경이 1밀리미터보다 작습니다. 이러한 작은 모래 입자 크기는 파쇄 작업으로 생성된 파쇄 네트워크의 좁은 파쇄를 통해 모래가 운반되기 위해 필요합니다. 더 큰 모래는 네트워크를 막고 주입할 수 없게 됩니다. 이는 셰일 혁명 초기에 발견되었습니다.

일반적으로 셰일의 수평 유정은 길이가 2마일이며 40개의 별도 파쇄 작업 또는 단계를 통해 펌핑됩니다. 각 단계의 길이는 약 250피트이며 금속 케이스에는 10~20개의 천공 클러스터가 있으며 각 클러스터에는 여러 개의 천공이 있습니다. 이상적으로는 수평 우물에 이러한 구멍이 완전히 뚫려 있습니다.

프로판트 그레인의 흐름 경로는 파악하기 어렵습니다. 먼저, 곡물은 케이싱을 따라 천공으로 흐르기 위해 직각으로 구부러져야 합니다. 그런 다음 복잡한 골절 형상에 직면하게 됩니다. 아마도 나무 줄기가 가지로 퍼져 나뭇가지로 퍼지는 것처럼 보조 골절로 분기되는 주요 골절일 수도 있습니다.

프로판트 그레인이 이러한 모든 균열에 들어갈 수 있습니까? 아니면 일부가 너무 좁습니까? 100메시 모래 알갱이는 40-70알갱이가 할 수 없는 반면에 더 좁은 틈으로 압착될 수 있습니다.

100메시보다 작은 입자 크기의 프로판트를 사용하여 석유 및 가스 생산이 개선된 것으로 기록되었으며, 오일이나 가스 분자의 흐름을 유지하기 위해 아주 작은 프로판트 입자를 더 작은 균열로 가져오는 것이 가치가 있음을 시사합니다. 그러한 프로판트 중 하나가 DEEPROP이라고 불립니다.

케이싱에서 프로판트 흐름에 대한 새로운 테스트.

최근에 케이싱 자체를 통한 프로판트의 흐름을 조사하는 몇 가지 새로운 테스트가 수행되었습니다. 즉, 파쇄 유체를 배출하기 위해 천공된 짧은 길이의 수평 케이싱을 의미합니다. 이는 지하 테스트가 아닙니다. 배관은 표면의 욕조 위에 놓이고 욕조는 천공에서 나오는 프로판트와 유체를 수집합니다.

다양한 천공 비용, 디자인 및 방향을 가진 다양한 성능 클러스터가 사용된 이 프로젝트를 많은 운영자가 지원했습니다. 다양한 펌핑 속도, 프로판트 크기 및 모래 품질이 연구되었습니다.

테스트 하드웨어는 최대한 현실적이었습니다. 케이싱은 천공 직경과 마찬가지로 5.5인치 표준이었습니다. 펌프 속도는 90bpm(분당 배럴)에 달했는데, 이는 이전에 프로판트 움직임 테스트에 사용된 적이 없었습니다.

약 200피트 길이의 파이프를 따라 다양한 클러스터를 천공하여 단일 파쇄 단계를 테스트했습니다. 각 성능 클러스터에는 포집된 유체와 프로판트를 자체 탱크로 보내는 자체 슈라우드가 있어 측정이 가능했습니다.

두 가지 서로 다른 클러스터 집합에 대한 결과가 제시되었습니다. 각 클러스터에 성능이 6개인 단계의 8개 클러스터 또는 각 클러스터에 성능이 3개인 단계의 13개 클러스터입니다. 테스터는 90bpm으로 펌핑되는 매끄러운 물 유체에 의해 운반되는 40-70메시 모래 또는 100메시 모래를 사용했습니다.

이러한 SPE 논문에서는 프로판트가 성능 클러스터를 통해 욕조로 빠져나가는 것이 고르지 않다고 보고합니다.

· 일부 프로판트 품목, 특히 40-70 메시와 같은 더 큰 메시 크기는 첫 번째 클러스터 천공을 통과하여 해당 단계를 더 따라갈 때까지 형성에 들어가지 않습니다. 이러한 더 큰 입자는 더 많은 운동량을 갖습니다.

· 100-mesh와 같은 더 작은 프로판트 입자는 클러스터 천공에 더 균일하게 들어갑니다.

· 케이스 상단에 클러스터당 하나의 천공만을 사용하여 제한된 입구 디자인이 개발되었습니다.