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油田与能源



页岩气输送的化学处理

亨利·克拉多克博士,HC油田和化学咨询总监-2018年11月12日

Henry Craddock博士,海川油田化工咨询总监,讨论了化学品在页岩气和石油开采和生产中的应用,尤其是页岩气。
天然气是一种高效的能源,也是最清洁的燃烧化石燃料。2015,美国能源信息局(EIA)估计全球页岩气可采储量超过7,金莎娱乐500万亿立方英尺。 尽管能源行业早就知道页岩岩层中蕴藏着巨大的天然气资源,只有在过去的20年里,能源公司才将两种成熟的技术——水力压裂和水平钻井——结合起来,才能开发出这种资源。
评论员一直警告说,近期将出现巨大的能源缺口。 随着西方和发展中国家从化石燃料转向其他发电方式,随着世界能源市场继续容易受到从地缘政治冲突到自然灾害等事件引发的破坏,金沙娛乐场官方下载电力需求可能会被拉长。2009年1月乌克兰-俄罗斯天然气纠纷引发了欧洲历史上最大的天然气供应危机。能源安全正成为一个具有战略意义的重要政治问题。页岩气可以在需求可能超过供应的地方提供产能,而拥有页岩气储量的国家可能不再依赖沙特阿拉伯和俄罗斯等大型能源经纪商的供应。
水力压裂是将水混合在一起,沙和化学物质在高压下进入页岩岩层。仅在美国,数千口井已被钻探和压裂,以从大量页岩地层中生产天然气。这样做,大量的水用于产生和维持压裂地层所需的水压,并允许引入支撑剂。通常是沙子,使这些裂缝和微裂缝保持开放状态。
粘度增稠剂和表面活性剂等化学品用于输送这些支撑剂,以及其他,例如杀菌剂,阻垢剂和腐蚀抑制剂,用于处理输送水,以保持其清洁度并将流量保证问题降至最低(在输送支撑剂或回收页岩气时)。这些添加的化学品占输送水和砂包体积的1%以下,但是,由于所用水量通常为数百万升,因此其数量相当可观。可能最重要的添加剂是增粘剂,它通常是瓜尔胶(图1)或衍生物,如羟丙基瓜尔胶(hpg)。
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瓜尔豆胶和相关衍生物不是自凝的,需要添加交联剂以使它们在水中凝结。瓜尔胶非常经济,因为它几乎是同类材料的八倍水增稠效力,而且,因此,只有很小的量才能产生足够的粘度——不到总体积的0.06%。也,它是可生物降解的,不会造成环境或毒理学问题。 由于瓜尔豆是一种天然产品,它会受到微生物降解,因此会在混合物中添加杀菌剂(少量)。此外,由于大量井的水样有限,无机垢和腐蚀已被报告为最大的流量保证挑战。导致延迟产水和风险严重性的不确定性以及不适当的化学剂量。
在过去的二十年里,化学抑制剂已广泛应用于美国页岩气和油田作业,但并未考虑到适当的优化。这导致化学消费成为支出损失最大的因素之一。近年来,为了减少和优化化学品的使用,已经部署了许多管理实践。例如,已经开发并验证了一种三步规模风险排序方法来预测严重性,风险排序,确定化学处理的要求。也,大量的尺度预测工具和腐蚀评价工具被用来交叉比较和验证精度。在交叉检查分析之后确定了水取样程序。
添加的化学品及其在页岩气和石油开发中的应用导致公众对潜在的水道污染的担忧。然而,这些处理中使用的化学物质通常与或其派生词,用于水处理和净化的化学品。错误的信息和缺乏向公众的事实陈述,导致人们广泛关注美国以外的压裂作业的应用,尤其是在欧洲。
在这种资源的生产中使用化学物质对环境的影响最小,并且被使用更清洁的化石燃料所带来的能源安全效益和整体环境影响的降低大大超过。

工具书类
  1. 美国能源信息管理局(EIA)。世界页岩资源评估,2015(http://www.eia.gov/analysis/studies/worldshalegas
  2. 哈维F守护者,2016年1月26日(www.theguardian.com网站
  3. 美国食品药品监督管理局(FDA)。联邦法规,食品和药品,标题21,秒。184.1339。
  4. 关H。腐蚀2016,温哥华,加拿大2016年3月6-10日:NACE-2016-7674。
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作者:
Henry Craddock海川油田化工咨询总监,基里缪尔安古斯,苏格兰。
电话:+44(0)1575 572304
亨利·克拉多克也是油田化学及其环境影响,威利于2018年7月出版。