De fluidele de fracturare sunt fluid injectat sub presiune ridicată într - o formațiune geologică (sau mai multe formațiuni uneori), cu scopul de a desfundarea o chiuveta sau fractură și microfracturer de rocă cu permeabilitate tare și redusă pentru a elibera și exploata hidrocarburi ( gaz , petrol ) pe care le poate conține în cantități profitabile din punct de vedere comercial.
În ambele cazuri, fluidul are două funcții principale
Compoziția și conținutul variază în funcție de contextul geologic și de nevoile operatorului, pentru a se adapta tipului de rocă, faza de lucru, adâncime etc. precum și rata țintă sau de rentabilitate preconizată pentru foraj.
Aceste fluide pot fi injectate la câțiva kilometri adâncime în cazul forării cu gaz sau petrol, sau uneori pur și simplu în subsol în cazul unui puț destinat producerii de apă potabilă , industrială sau de irigare ) (în acesta din urmă În acest caz, fluidul este în general, numai apă, posibil cu adăugarea de substanțe propice. În alte cazuri, sunt introduse substanțe propice de nisip și sintetice și mulți aditivi chimici (mai puțin de 1% din volumul total conform operatorilor, dar în volume de apă care pot fi semnificative) .
Acești doi parametri sunt încă păstrați confidențiali de către operatori, atât pentru o mare parte a substanțelor chimice utilizate, cât și pentru natura amestecurilor și conținutul respectiv al fiecărui produs (care poate varia pe parcursul procesului de fracturare). Operatorii sunt obligați să declare autorităților responsabile produsele și aditivii utilizați, denumirea lor comercială și să furnizeze fișa tehnică de securitate a materialelor (MSDS) corespunzătoare.
Reprezentanții marilor companii au solicitat Senatului SUA ca legea nici măcar să nu le impună să dezvăluie numele acestor produse.
Începând cu anii 2000, câteva grupuri din domeniul industriilor „ serviciilor petroliere ” au împărtășit această piață în creștere. Se extinde rapid, deoarece cele mai accesibile resurse convenționale de hidrocarburi sunt epuizate, forțând companiile de petrol și gaze să folosească foraje profunde, direcționate spre colectarea gazelor de șist și a uleiurilor neconvenționale, mai profunde și / sau care necesită foraje direcționale și multiple care consumă tot mai multe foraje fluide de fracking . La începutul anilor 2010, această piață a fost evaluată la nivel mondial la aproximativ 20 miliarde USD (16 miliarde EUR) pe an), precum și molecule care modifică sau controlează vâscozitatea . Printre aceste companii le găsim în principal (în jurul anului 2010)
ultimele două grupuri (care aparțineau lui Weatherford) au fost cumpărate de Lubrizol.
Injecția efectivă a fluidului produce fenomenul fizic de cavitație care este utilizat pentru a îmbunătăți performanța tehnicii de forare a puțurilor. Avantajul acestei metode constă în faptul că combină efectele pozitive ale metodelor de găurire vibratorie și rotativă, prin combinarea:
Acestea se referă la impactul asupra mediului și sănătății;
Cetățenii care locuiesc în apropierea zăcămintelor și orașele mici au devenit treptat îngrijorați de apa potabilă și de mediul înconjurător.
Dintre state, statul New York pare să fie primul care este preocupat de resursele sale de apă potabilă . Acestea provin din două vaste bazine hidrografice și din acvifere situate în sectoare care au făcut obiectul unei explorări intense a gazelor de la sfârșitul anilor 2000 și care încep să fie exploatate pentru gazul de șist. Acest stat a identificat că multe dintre substanțele chimice care constituie aditivi folosiți în Statele Unite și Canada în fluidele de fracturare ale subsolului pot fi toxice pentru mediu și pot afecta sănătatea umană.
O primă sinteză a fost produsă în 2010, precum și un videoclip educațional, cu ajutorul New York Community Trust, o fundație (Fundația Winslow) și EPA ( Agenția pentru Protecția Mediului ) din unele date publice. Disponibile (analize ale fluidelor utilizate într-un foraj de puțuri de gaze naturale ( Crosby 25-3 , în County Park, Wyoming), în timpul unui accident care a eliberat gaze naturale, condensate de hidrocarburi și fluide de foraj în jurul puțului săpat de Windsor Energy Inc., o companie din Oklahoma City , din cauza unei rupturi în carcasa suprafeței, timp de aproximativ 58 de ore de la 11 la13 august 2006).
Acest rezumat a fost produs pentru revista în limba engleză ( International Journal of Human and Ecological Risk Assessment ), de către oamenii de știință de la TEDX (The Endocrine Disruption Exchange; ONG specializată în studiul perturbatorilor endocrini , https://web.archive.org / web / 20110128174333 / http: //endocrinedisruption.com/home.php specializat în probleme de evaluare a riscurilor ecologice și de sănătate, de către oamenii de știință Colborn și colab.
Un exemplu este dat mai jos pentru a arăta varietatea de aditivi susceptibili de a fi utilizați pe șantierele de construcții. În absența unor referințe precise cu privire la originea eșantionului astfel analizat, acest inventar va fi luat în considerare cu o anumită precauție. De fapt, unele dintre produsele menționate sunt incompatibile între ele sau nu pot fi utilizate simultan, deoarece funcțiile lor sunt antagonice. Acest lucru poate sugera că au existat amestecuri între fluide de diferite origini (fluid de foraj pe bază de apă, fluid de foraj sau de tratare pe bază de hidrocarburi rafinate, fluide industriale de tratare a apei) și că probele din aceste amestecuri au fost luate pentru analiză, fie într-un bazin de retenție sau într-o fabrică de reprocesare.
În plus față de apa potabilă sau nu (99% din partea lichidă a fluidului cel puțin conform operatorilor)
numar CAS | Produs chimic ( cu denumire în engleză , cu caractere italice) |
---|---|
2634-33-5 | 1,2-benzizotiazolin-2-onă / 1,2-benzizotiazolin-3-onă ( 1,2 Benzizotiazolin-2-onă / 1,2-benzizotiazolin-3-onă) |
95-63-6 |
1,2,4-trimetilbenzen ( 1,2,4-trimetilbenzen ) |
123-91-1 |
1,4-dioxan ( 1,4-dioxan ) |
3452-07-1 | 1-eicosen ( 1-eicosen ) |
629-73-2 | hexadec-1-enă ( 1-hexadecenă ) |
112-88-9 | octadec-1-ene ( 1-octadecen ) |
1120-36-1 | 1-tetradecen ( 1-tetradecen ) |
10222-01-2 | 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamidă ( 2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamidă ) |
27776-21-2 | 2,2'-azobis- {2 - (imidazlin-2-il) propan-dihidroclorură} ( 2,2'-azobis- {2- (imidazlin-2-il) propan} -dihidroclorură ) |
73003-80-2 | 2,2-Dobromomalonamidă ( 2,2-Dobromomalonamidă ) |
15214-89-8 | 2-acrilamido-2-metilpropan ( polimer acid acid 2-acrilamido-2-metilpropanesulfonic sare de sodiu ) polimer acid |
46830-22-2 | Clorură de clorură de 2-acriloiloxietil (benzii) dimetil ( clorură de 2-acriloiloxietil (benzii) dimetilamoniu ) |
52-51-7 | 2-Bromo-2-nitro-1,3-propandiol ( 2-Bromo-2-nitro-1,3-propandiol ) |
111-76-2 |
2-Butoxietanol ( 2-Butoxi etanol ) |
1113-55-9 | 2-dibromo-3-nitriloprionamidă (2-monobromo-3-nitriilopropionamidă) ( 2-Dibromo-3-Nitriloprionamidă (2-Monobromo-3-nitriilopropionamidă) ) |
104-76-7 | 2-etilhexanol ( 2-etil hexanol ) |
67-63-0 | 2-propanol / alcool izopropilic / izopropanol / propan-2-ol ( 2-propanol / alcool izopropilic / izopropanol / propan-2-ol ) |
26062-79-3 |
Homopolimer de 2-propen-1-aminiu, N, N-dimetil-N-2-propenil ( 2-propen-1-aminiu, N, N-dimetil-N-2-propenil-clorură, homopolimer ) |
9003-03-6 | Sare omopolimerică de amoniu / acid 2-propenoic , ( acid 2-propenoic, omopolimer, sare de amoniu ) |
25987-30-8 | Polimer de acid 2-propenoic ( acid acrilic ) cu 2 p- acrilamidă , sare de sodiu / copolimer de acrilamidă și acrilat de sodiu ( acid 2-propenoic, polimer cu 2 p-propenamidă, sare de sodiu / copolimer de acrilamidă și acrilat de sodiu ) |
71050-62-9 | Acid 2-propenoic, polimer cu fosfinat de sodiu (1: 1). Notă: Fosfinat de sodiu se mai numește „hipofosfit de sodiu” ( acid 2-propenoic, polimer cu fosfinat de sodiu (1: 1) ) |
66019-18-9 | Telomer 2-propenoat cu hidrogen sulfit de sodiu ( acid 2-propenoic, telomer cu hidrogen sulfit de sodiu ) |
107-19-7 |
2-Propin-1-ol / alcool progargilic ( 2-propin-1-ol / alcool progargilic ) |
51229-78-8 | decan 3,5,7-triaza-1-azoniatriciclo [3.3.1.13,7], 1 - (3-clor-2-il) -clorură, ( 3,5,7-Triaza-1-azoniatriciclo [3.3.1.13 , 7] decan, 1- (3-clor-2-propenil) -clorură ) |
115-19-5 | 3-metil-1-butin-3-ol ( 3-metil-1-butin-3-ol ) |
127087-87-0 | 4-nonilfenol polietilen glicol eter ramificat / nonilfenol etoxilat / fenol oxialchilat. Notă: Nonilfenolii sunt puternic suspectați de a fi perturbatori endocrini . ( 4-Nonilfenol polietilen glicol eter ramificat / nonilfenol etoxilat / fenol oxialchilat ). |
64-19-7 |
Acid acetic ( acid acetic ) |
110-17-8 |
Acid fumaric ( acid fumaric ) utilizat ca corector de pH |
68442-62-6 | Acid acetic, hidroxi-, produse de reacție cu trietanolamină ( Acid acetic, hidroxi-, produse de reacție cu trietanolamină ) |
108-24-7 |
Anhidridă acetică ( anhidridă acetică ) |
67-64-1 | Acetonă |
79-06-1 | Acrilamidă |
11138-66-2 | Guma de xantan (sub denumirile comerciale Barazan D Plus, Barazan D, N-Vis, XC-207 ), solubilă în apă și utilizată pentru proprietățile sale de inhibare a coroziunii , agent de vâscozitate , aditiv la noroiul de foraj și fracking. Dincolo de o anumită cantitate, acest produs este suspectat de a provoca probleme gastrointestinale și hepatice, precum și probleme respiratorii, cutanate și oculare; |
111-42-2 | Dietanolamina (sub 3 nume de marcă; Enviro-Torq # 3, Clean Up, Union Carbide N-dietanolamină), poate fi utilizată ca detergent. Acest produs este volatil și solubil în apă. Este considerat cancerigen, mutagen, capabil să provoace tulburări cardiovasculare, dezvoltarea sistemului digestiv (ficat, intestin), a sistemului imunitar, a rinichilor, a creierului și a sistemului nervos; |
111-30-8 | Glutaraldehide ca Diald 25, Aldacid G, X-Cide 102 . Sunt produse solubile în apă și volatile. Nu se știe că sunt cancerigene, dar sunt suspectate că sunt mutagene și perturbatoare endocrine. De asemenea, se suspectează că cauzează probleme respiratorii, hepatice, renale, gastrointestinale, sanguine și cardiovasculare, precum și probleme de dezvoltare. Se pare că pot ataca sistemul imunitar, creierul și sistemul nervos, pielea, ochii și organele de simț. Acest produs este, de asemenea, suspectat că este periculos pentru mediu. |
67-56-1 | Metanol , toxic, care ar putea fi înlocuit din 2008 în multe cazuri cu un alt aditiv prezentat de producătorul său (Halliburton) ca fiind mai eficient și mai ecologic ( GasPerm 1000 , conceput pentru depozite neconvenționale, inclusiv rezervoare de gaze naturale, gaze de șist și metan din depozite de cărbune ). |
Nisipurile radioactive sunt adesea folosite pentru a facilita anumite măsurători ale rețelei fracturate ( in situ ).
În urma detectării radiului-226 în curenții de scurgere a gazului de șist de extracție a gazului de șist din Marcellus Shale și în urma unui studiu realizat de EPA, DOE și Departamentul de Sănătate al Statului New York) și General Electric vor cheltui 2 milioane de dolari pe parcursul a 2 ani pentru decontaminarea solului și a sedimentelor poluate de radioactivitatea eliberată în râuri de la produsele utilizate sau returnate de fluidele de fracturare și
tehnologia Alternativă de forare , inclusiv elemente neradioactive introduse în stratul de acoperire a unui agent de răcire acoperit cu rășină a fost introdusă în 2009. Agenția de răcire este etichetată ca nepericuloasă și ecologic. Este marcat prin activare in situ (după ce a fost plasat în fractură) de un instrument de înregistrare care conține o sursă de neutroni . Baliza emite raze gamma activate la un nivel caracteristic de energie care poate fi detectat de instrumentul de înregistrare.
Aceste proporții pot varia semnificativ în funcție de context și de obiectivele operaționale, cu ajustări efectuate în timpul forării.
Tabelul de mai jos prezintă o listă și ratele orientative publicate în Statele Unite (2009).
Aditiv | compuși principali | proporție (% din vol.) |
---|---|---|
Apă | (proaspăt până la apă sărată în funcție de caz) | 90% |
" Proppants " = Agenți de asistență |
Silice cristalină (nisip, eventual acoperită cu rășină fenolică ), bile ceramice |
9,51% |
Acizi tari | Acid clorhidric | 0,123% |
Agenți de reducere a frecării | Poliacrilamidă, uleiuri minerale |
0,088% |
Surfactanți = Agenți care scad tensiunea superficială |
2-butoxietanol , izopropanol , octilfenol etoxilat |
0,085% |
Săruri stabilizatoare de argilă |
Clorură de potasiu tetrametilamoniu ( clorură de tetrametilamoniu ) |
0,06% |
agenți de gelifiere |
Bentonită , gumă de guar , hidroxietilceluloză |
0,056% |
Inhibitori de calcificare a conductelor | Etilenglicol , Propilen glicol | 0,043% |
Fluidificator (pentru temperaturi ridicate) |
Perborat de sodiu , borat , anhidridă acetică |
0,007% |
Păstrarea gelurilor ofițerilor |
Hemicelulaza , persulfat de amoniu , Quebracho |
0,01% |
Agenți de control PH |
Carbonat de sodiu , carbonat de potasiu , clorură de amoniu |
0,011% |
Agenți de control al fierului |
Acid citric , EDTA |
0,004% |
Inhibitori de coroziune | Derivați de chinolină , dimetilformamidă (DMF), alcool propargilic |
0,002% |
Biocide (antibiotice) | Dibromoacetonitrit, glutaraldehidă, DBNPA | 0,001% |