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Feb 19, 2024

수압파쇄 101

파쇄 프로세스와 이 석유 및 가스 추출 프로세스와 관련된 문제 및 영향에 대한 개요입니다. 지층에는 다량의 석유나 가스가 포함되어 있을 수 있지만 유속이 좋지 않습니다.

파쇄 프로세스와 이 석유 및 가스 추출 프로세스와 관련된 문제 및 영향에 대한 개요입니다.

지층에는 다량의 석유나 가스가 함유되어 있을 수 있지만, 낮은 투과성 또는 시추 중 지층의 손상이나 막힘으로 인해 유속이 좋지 않습니다. 이는 단단한 모래, 셰일 및 석탄층 메탄 형성의 경우 특히 그렇습니다.

수압파쇄(일명파쇄 , 균열과 운율)은 이러한 지층에 뚫린 우물을 자극하여 엄청나게 비싼 추출 비용으로 수익성을 높입니다. 지난 10년 동안 수압파쇄법과 수평 시추 기술을 결합하여 전국적으로 셰일 매장지가 발견되었고 새로운 지역에 대규모 천연가스 시추 작업이 이루어졌습니다.

파쇄 공정은 우물을 뚫고 강철 파이프(케이싱)를 우물 구멍에 삽입한 후에 발생합니다. 케이싱은 오일이나 가스가 포함된 목표 구역 내에 천공되어 있으므로 파쇄 유체가 유정에 주입되면 천공을 통해 목표 구역으로 흐릅니다.

결국, 표적 형성물은 주입되는 속도만큼 빠르게 유체를 흡수할 수 없게 됩니다. 이 시점에서 생성된 압력으로 인해 구조물이 균열 또는 파손됩니다. 균열이 생성되면 주입이 중단되고 균열 유체가 표면으로 다시 흐르기 시작합니다.

파쇄 유체 혼합물의 일부로 주입된 프로판트(예: 일반적으로 모래 또는 세라믹 비드)라는 재료는 균열을 열어두기 위해 표적 형성물에 남아 있습니다.

일반적으로 물, 프로판트 및 화학 물질의 혼합물이 암석이나 석탄층으로 펌핑됩니다. 그러나 우물을 파쇄하는 다른 방법도 있습니다. 프로판이나 질소 등의 가스를 주입하여 균열이 발생하는 경우도 있고, 균열과 동시에 산성화가 일어나는 경우도 있습니다. 산성화에는 산(보통 염산)을 지층에 펌핑하여 일부 암석 물질을 용해시켜 기공을 청소하고 가스와 유체가 유정으로 더 쉽게 흐르도록 하는 작업이 포함됩니다.

일부 연구에 따르면 파쇄 유체의 90% 이상이 지하에 남아 있을 수 있는 것으로 나타났습니다. 표면으로 되돌아가는 사용된 파쇄 유체를 흔히 환류라고 하며, 이러한 폐기물은 일반적으로 폐기 전에 유정 현장의 개방형 구덩이나 탱크에 저장됩니다.

우물을 파쇄하는 과정은 결코 양성과는 거리가 멀다. 다음 섹션에서는 이 유정 자극 기술과 관련된 일부 문제 및 영향에 대한 개요를 제공합니다.

2010년에 미국 환경 보호국은 매년 미국에서 35,000개의 우물을 파괴하는 데 700억~1,400억 갤런의 물이 사용되는 것으로 추정했습니다. 이는 대략 인구 50,000명 규모의 40~80개 도시의 연간 물 소비량에 해당합니다. 석탄층 메탄 우물의 균열 처리에서는 우물당 50,000~350,000갤런의 물을 사용하는 반면, 더 깊은 수평 셰일 우물에서는 단일 우물을 균열시키는 데 200만~1,000만 갤런의 물을 사용할 수 있습니다. 파쇄를 위해 너무 많은 양의 물을 추출하면 수생 자원에 대한 생태학적 영향과 식수 대수층의 탈수에 대한 우려가 높아졌습니다.

200만~500만 갤런의 물(담수 또는 폐수)을 운송하려면 1,400번의 트럭 운행이 필요한 것으로 추산됩니다. 따라서 수압파쇄에 사용되는 물은 담수 공급을 고갈시키고 수생 서식지에 영향을 미칠 뿐만 아니라 너무 많은 양의 물을 운송하면 국지적인 공기 질, 안전 및 도로 수리 문제도 발생시킵니다.

기존의 석유 및 가스 유정은 평균 300,000파운드의 프로판트를 사용하고, 석탄층 파괴 처리에서는 75,000~320,000파운드의 프로판트를 사용하며, 셰일 가스 유정은 유정당 400만 파운드 이상의 프로판트를 사용할 수 있습니다.

Frac 모래 광산은 위스콘신에서 텍사스에 이르기까지 전국적으로 생겨나고 있으며 그 자체로 영향을 미치고 있습니다. 프로판트 사용을 위한 채광 모래는 물 소비 및 대기 배출뿐만 아니라 결정질 실리카와 관련된 잠재적인 건강 문제를 포함하여 그 자체로 다양한 영향을 발생시킵니다.