Hüdrauliline purustamine ehk purustamine hõlmab kõrge rõhu süstimist maa -aluse kivimoodustiste purustamiseks ning nafta ja gaasi voogu suurendamiseks. Alates 20. sajandi keskpaigast on hüdrauliline purustamise tehnoloogia läbinud evolutsiooniprotsessi alates kontseptsiooni moodustamisest kuni suuremahuliste rakendusteni ning läbimurded oma võtmetehnoloogiates on nafta- ja gaasitööstuse arengut oluliselt edendanud. Selles artiklis käsitletakse hüdraulilise purustamise tehnoloogia ajaloolist arengut ja selle peamisi tehnoloogilisi läbimurdeid.
I. Ajaloolise arengu kulg
1. Tehnoloogia embrüonaalne etapp (1940ndad) Hüdrauliline purustamise tehnoloogia sai alguse Ameerika Ühendriikidest. 1947. aastal viis Halliburton edukalt läbi maailma esimese hüdraulilise purustamise eksperimendi Kansase gaasikaevu juures. Süstides süvendisse liiva kandvat vedelikku, suurendas luumurdude genereerimine nafta ja gaasi kaevu tootlikkust märkimisväärselt. See katse tähistas hüdraulilise purustamise tehnoloogia sündi. 1949. aastal turustas Halliburton ametlikult tehnoloogiat, mis hakkas nafta ja gaasi arendamisel hüdraulilise purustamise laialdast kasutama.
2. Tehnoloogilise arengu periood (1960ndad - 1980 s)
Nafta- ja gaasiressursside kasvava nõudluse korral saavutas hüdrauliline purustamise tehnoloogia sel perioodil mitmeid parandusi: luumurdude simulatsioonitehnoloogia väljatöötamine: tuginedes kivimehaanika ja vedeliku mehaanika uurimisele, tuvastati järk -järgult luumurdude morfoloogia ja vooluhulga juhtivuse ennustusmudel. Vedelike purustamine ja propventite paranemine: keerukamate geoloogiliste tingimustega toimetulemiseks töötati välja kõrge viskoossuse purustamise vedelikud ja kõrge temperatuuriresistentsed propaadid. Hüdraulilise purustamise ja horisontaalse kaevu tehnoloogia kombinatsioon: eriti 1980ndate keskpaigas või lõppedes tõi horisontaalse kaevu tehnoloogia areng hüdrauliliseks purustamiseks suurema luumurdude kontaktpinna ja suurendas märkimisväärselt ühe süvendi tootmist.
3. põlevkivirevolutsiooni ajendatud (21. sajandi algus)
Teine suur pragunemise hüpe tuli 2000. aastate alguses, kui põlevkiviõli ja gaasi arendamise nõudmised tõid kaasa laialdase tehnoloogilise läbimurde. Põlevkivigaasi ekspluateerimise tõusuga Ameerika Ühendriikide poolt on järk-järgult küpsenud "mitmeastmeline purustamise" tehnoloogia. Selle perioodi peamine maamärkide sündmus oli Texase Barnetti põlevkivis 2000. aastal "horisontaalse kaevu + mitmeastmelise purustamise" tehnoloogia edukas rakendamine.
Põlevkivirevolutsioon on USA -d kiiresti muutnud maagaasi importijaks eksportijaks, millel on sügav mõju globaalsele energiamaastikule.
4. Pidev optimeerimine ja roheline areng (2010 on olemas) keskkonnakaitse ja energia ülemineku vajadustega, on hüdrauliline purustamise tehnoloogia järk -järgult arenenud kõrge efektiivsuse, odavate kulude ja keskkonnakaitse suunas:
Töötage välja madala toksilisuse ja reostusega keskkonnasõbralik purustav vedeliku valem.
Aruka seire- ja automaatse ehitustehnoloogia rakendamine töötõhususe parandamiseks.
Vanade kaevude tootmisvõimsuse parandamise tehnoloogia abil vähendage uute kaevude mõju ökoloogilisele keskkonnale.
2. läbimurre võtmetehnoloogiates
1.
Murgusvedelik on hüdraulilise purustamise tuum. Traditsioonilised purustamisvedelikud on peamiselt veepõhised ja õlipõhised ning sellele järgnevas arengus on sisse toodud ristseotud geelvedelikud, vahu purustamisvedelikud ja tõhusad ja keskkonnasõbralikud purustamisvedelikud. Viimastel aastatel on tehtud ettepaneku ka mitteveepõhiste purustamisvedelike, näiteks süsinikdioksiidi ja lämmastiku, kasutamisel, eriti veekarvetes.
2. propvent materjal
Proppanti kasutatakse luumurdude juhtivuse säilitamiseks. Naturaalse liiva varaseim kasutamine, hiljem arenenud keraamikaks, kõrge tugevusega vaiguga kaetud liiv ja nii edasi. Praegu laiendab nanomaterjalide ja nutikate taltoodete uurimine selle rakendusvahemikku.
3. Mitmeastmeline purustamise tehnoloogia mitmeastmeline purustamise tehnoloogia on horisontaalse kaevu arendamise põhimeetod, mis võib puruneda mitmest punktist mööda heaolu ja parandada oluliselt ressursside taastamist. Selle valdkonna olulised edusammud on sellised tehnoloogilised läbimurded, näiteks segmenteeritud purustamisvahendid ja perforatsiooniklastri optimeerimine.
4. pragude seire ja modelleerimise tehnoloogia
Mikroseismilise jälgimise, 3D -geoloogilise modelleerimise ja tehisintellekti algoritmide kaudu saavad insenerid reaalajas mõista luumurdusid, optimeerida ehitusparameetreid ning parandada purustamisoperatsioonide täpsust ja majanduslikku tõhusust.
5. intelligentne ja automatiseeritud ehitus
Suurandmete, sensoride tehnoloogia ja robootika integreerimisega muutub hüdrauliline purustamine automatiseerituks, digitaalseks ja kaugjuhtimiseks. Pumba efektiivsuse optimeerimise, energiahaldussüsteemi ja intelligentse operatsiooniplatvormi purustamine on saanud tööstuse arendamise kuum koht.
Iii. Tulevikuväljavaade
Tulevikus areneb hüdrauliline purustamise tehnoloogia intelligentsuse, rohelise ja täpsuse suunas. Peamised uurimisvaldkonnad hõlmavad:
Roheline purustusvedelik: arendage keskkonnasõbralikku purunemisvedelikku, mida saab täielikult lagundada.
Tavamatu ressursside arendamine: keerukamate moodustiste, näiteks sügava põlevkivi ja tihe liivakivi tehniliste piiride rikkumine. Ressursside geotermiline kasutamine: puhta energia arengu edendamiseks rakendatakse geotermilise energia arendamisel hüdraulilist purustamise tehnoloogiat.
Hüdraulilise purustamise tähtsus energiasektoris on enesestmõistetav. Ehkki see seisab endiselt silmitsi keskkonnakaitse väljakutsetega, tehnoloogia arengu ja poliitiliste juhendamisega, mängib see tehnoloogia globaalse energia üleminekul olulisemat rolli.