De fraktureringsvæsker er væske injiceres under højt tryk i en geologisk formation (eller flere formationer undertiden), med det formål at rense en vask eller fraktur og microfracturer af sten hårdt og lav permeabilitet for at frigøre og udnytte kulbrinter ( gas , olie ), som de kan indeholde i kommercielt rentable mængder.
I begge tilfælde har væsken to hovedfunktioner
Sammensætningen og indholdet varierer afhængigt af den geologiske sammenhæng og operatørens behov for at tilpasse sig typen af sten, arbejdsfase, dybde osv. samt mål eller forventet afkast for boring.
Disse væsker kan injiceres flere kilometer dybt i tilfælde af gas- eller olieboring eller nogle gange simpelthen i undergrunden i tilfælde af en brønd beregnet til at producere drikke- , industri- eller vandingsvand ) (I sidstnævnte I dette tilfælde er væsken generelt kun vand, muligvis med tilsætning af proppants. I andre tilfælde introduceres sand og syntetiske proppants og mange kemiske tilsætningsstoffer (mindre end 1% af det samlede volumen ifølge operatørerne, men i volumener vand, der kan være signifikant) .
Disse to parametre holdes stadig fortrolige af operatørerne, både for en stor del af de anvendte kemikalier og for blandingernes art og det respektive indhold af hvert produkt (som kan variere gennem hele brudprocessen). Operatører er forpligtet til at erklære de ansvarlige myndigheder for de anvendte produkter og tilsætningsstoffer, deres handelsnavn og for at levere det tilsvarende sikkerhedsdatablad (MSDS).
Repræsentanter for store virksomheder har bedt det amerikanske senat om, at loven ikke engang kræver, at de afslører navnene på disse produkter.
Siden 2000'erne har nogle få grupper inden for " petroleumstjenester " -industrier delt dette blomstrende marked. Det ekspanderer hurtigt, da de mest tilgængelige konventionelle carbonhydridressourcer er udtømte, hvilket tvinger olie- og gasselskaber til at bruge dybboring, rettet mod at indsamle skifergas og ukonventionelle olier, dybere og / eller kræver retningsbestemt og flerfaldig boring, der forbruger mere og mere boring og fracking væsker . I begyndelsen af 2010'erne blev dette marked værdiansat over hele verden til omkring 20 mia. $ (16 mia. Euro) om året) samt molekyler, der ændrer eller styrer viskositeten . Blandt disse virksomheder finder vi hovedsageligt (omkring 2010)
de to sidstnævnte grupper (som tilhørte Weatherford) blev købt af Lubrizol.
Den egentlige injektion af væsken frembringer det fysiske fænomen med kavitation, som bruges til at forbedre brøndboringsteknikkens ydeevne. Fordelen ved denne metode er, at den kombinerer de positive virkninger af vibrerende og roterende boremetoder ved at kombinere:
De vedrører indvirkningen på miljøet og sundheden;
Borgere, der bor i nærheden af indskud, og små byer er gradvist blevet bekymrede over deres drikkevand og deres miljø.
Blandt staterne synes New York-staten at være den første, der er bekymret over dets drikkevandsressourcer . De kommer fra to store vandområder og fra akviferer, der er placeret i sektorer, der har været genstand for intens udforskning af gas siden slutningen af 2000'erne, og som begynder at blive udnyttet til skifergas. Denne tilstand har identificeret, at mange af de kemikalier, der udgør tilsætningsstoffer, der bruges i USA og Canada i undergrundsfraktureringsvæsker, kan være giftige for miljøet og påvirke menneskers sundhed.
En første syntese blev produceret i 2010 samt en pædagogisk video ved hjælp af New York Community Trust, et fundament (Winslow Foundation) og EPA ( Environmental Protection Agency ) fra nogle offentlige data. Tilgængelige (analyser af anvendte væsker) i en boring af naturgaskilder ( Crosby 25-3 , i County Park, Wyoming), ved en ulykke, som frigives naturgas, carbonhydridgrupper kondensater og Borevæsker omkring brønden gravet af Windsor Energy Inc., en Oklahoma City- baseret selskab , på grund af et brud i overfladekappen, i cirka 58 timer fra 11 til13. august 2006).
Dette resume er produceret til den engelsksprogede tidsskrift ( International Journal of Human and Ecological Risk Assessment ) af forskere ved TEDX (The Endocrine Disruption Exchange; NGO specialiseret i undersøgelse af hormonforstyrrende stoffer , https://web.archive.org / web / 20110128174333 / http: //endocrinedisruption.com/home.php specialiseret i økologiske og sundhedsmæssige risikovurderingsspørgsmål, af forskere Colborn et al.
Et eksempel er givet nedenfor for at vise de mange forskellige tilsætningsstoffer, der sandsynligvis vil blive brugt på byggepladser. I mangel af nøjagtige henvisninger til oprindelsen af den således analyserede prøve, vil denne opgørelse blive betragtet med en vis forsigtighed. Faktisk er nogle af de nævnte produkter uforenelige med hinanden eller kan ikke bruges samtidigt, da deres funktioner er antagonistiske. Dette kan tyde på, at der har været blandinger mellem væsker af forskellig oprindelse (vandbaseret borevæske, bore- eller behandlingsvæske baseret på raffinerede kulbrinter, industrielle vandbehandlingsvæsker), og at prøver fra disse blandinger blev taget til analyse, enten i et opbevaringsbassin eller i et oparbejdningsanlæg.
Ud over drikkevand eller ej (99% af den flydende del af væsken i det mindste ifølge operatørerne)
CAS-nummer | Kemisk produkt ( med engelsk navn , kursiv) |
---|---|
2634-33-5 | 1,2-benzisothiazolin-2-on / 1,2-benzisothiazolin-3-on ( 1,2 Benzisothiazolin-2-on / 1,2-benzisothiazolin-3-on) |
95-63-6 |
1,2,4-trimethylbenzen ( 1,2,4-trimethylbenzen ) |
123-91-1 |
1,4-Dioxan ( 1,4-Dioxan ) |
3452-07-1 | 1-eicosen ( 1-eicosen ) |
629-73-2 | hexadec-1-en ( 1-hexadecen ) |
112-88-9 | octadec-1-en ( 1-octadecen ) |
1120-36-1 | 1-tetradecen ( 1-tetradecen ) |
10222-01-2 | 2,2-dibrom-3-nitrilopropionamid ( 2,2-dibrom-3-nitrilopropionamid ) |
27776-21-2 | 2,2'-azobis- {2 - (imidazlin-2-yl) propan-dihydrochlorid} ( 2,2'-azobis- {2- (imidazlin-2-yl) propan} -dihydrochlorid ) |
73003-80-2 | 2,2-Dobromomalonamid ( 2,2-Dobromomalonamid ) |
15214-89-8 | polymernatriumsalt af 2-acrylamido-2-methylpropan ( 2-acrylamido-2-methylpropansulfonsyre-natriumsaltpolymer ) |
46830-22-2 | Chlorid, 2-acryloyloxyethyl (benzyl) dimethyl ( 2-acryloyloxyethyl (benzyl) dimethylammoniumchlorid ) |
52-51-7 | 2-brom-2-nitro-1,3-propandiol ( 2-brom-2-nitro-1,3-propandiol ) |
111-76-2 |
2-butoxyethanol ( 2-butoxy ethanol ) |
1113-55-9 | 2-dibrom-3-nitriloprionamid (2-monobromo-3-nitriilopropionamid) ( 2-Dibromo-3-Nitriloprionamid (2-Monobromo-3-nitriilopropionamid) ) |
104-76-7 | 2-ethylhexanol ( 2-ethylhexanol ) |
67-63-0 | 2-propanol / isopropylalkohol / isopropanol / Propan-2-ol ( 2-Propanol / Isopropylalkohol / Isopropanol / Propan-2-ol ) |
26062-79-3 |
Homopolymer af 2-propen-1-aminium, N, N-dimethyl-N-2-propenyl ( 2-Propen-1-aminium, N, N-dimethyl-N-2-propenylchlorid, homopolymer ) |
9003-03-6 | Homopolymer af ammoniumsalt / 2-propenoinsyre , ( 2-propenoinsyre, homopolymer, ammoniumsalt ) |
25987-30-8 | Polymer af 2-Propenoic acid ( Acrylsyre ) med 2 p- acrylamid , natriumsalt / Copolymer af acrylamid og natriumacrylat ( 2-propensyre, polymer med 2 p-propenamid, natriumsalt / Copolymer af acrylamid og natriumacrylat ) |
71050-62-9 | 2-propensyre, polymer med natriumphosphinat (1: 1). Bemærk: Natrium phosphinat kaldes også "Natriumhypophosphit" ( 2-propensyre, polymer med natrium phosphinat (1: 1) ) |
66019-18-9 | 2-propenoat-telomer med natriumhydrogensulfit ( 2-propenoinsyre, telomer med natriumhydrogensulfit ) |
107-19-7 |
2-Propyn-1-ol / Progargylalkohol ( 2-Propyn-1-ol / Progargylalkohol ) |
51229-78-8 | decan 3,5,7-triaza-1-azoniatricyclo [3.3.1.13,7], 1 - (3-chlor-2-yl) -chlorid, ( 3,5,7-Triaza-1-azoniatricyclo [3.3.1.13 , 7] decan, 1- (3-chlor-2-propenyl) -chlorid ) |
115-19-5 | 3-methyl-1-butyne-3-ol ( 3-methyl-1-butyn-3-ol ) |
127087-87-0 | Forgrenet 4-nonylphenol polyethylenglycolether / ethoxyleret nonylphenol / oxyalkyleret phenol. Rem: Nonylphenoler mistænkes stærkt for at være hormonforstyrrende . ( 4-Nonylphenol Polyethylenglycolether Forgrenet / Nonylphenol ethoxyleret / Oxyalkyleret Phenol ). |
64-19-7 |
Eddikesyre ( Eddikesyre ) |
110-17-8 |
Fumarsyre ( Fumarsyre ) anvendt som pH-korrigerende |
68442-62-6 | Eddikesyre, hydroxy-, reaktionsprodukter med triethanolamin ( Eddikesyre, hydroxy-, reaktionsprodukter med triethanolamin ) |
108-24-7 |
Eddikesyreanhydrid ( Eddikesyreanhydrid ) |
67-64-1 | Aceton |
79-06-1 | Acrylamid |
11138-66-2 | Xanthangummi (under handelsnavne Barazan D Plus, Barazan D, N-Vis, XC-207 ), opløseligt i vand og anvendes til dets korrosionshæmmende egenskaber , viskositetsmiddel , tilsætningsstof til boreslam og fracking. Ud over en vis mængde mistænkes dette produkt for at forårsage gastrointestinale og leverproblemer samt åndedræts-, hud- og øjenproblemer; |
111-42-2 | Diethanolamin (under 3 mærker; Enviro-Torq # 3, Clean Up, Union Carbide N-diethanolamine) kan bruges som vaskemiddel. Dette produkt er flygtigt og opløseligt i vand. Det anses for at være kræftfremkaldende, mutagent, i stand til at forårsage hjerte-kar-sygdomme, udvikling af fordøjelsessystemet (lever, tarm), immunsystem, nyrer, hjerne og nervesystem; |
111-30-8 | Glutaraldehyder som Diald 25, Aldacid G, X-Cide 102 . De er vandopløselige og flygtige produkter. De vides ikke at være kræftfremkaldende, men mistænkes for at være mutagene og hormonforstyrrende. De mistænkes også for at forårsage åndedræts-, lever-, nyre-, gastrointestinale, blod- og hjerte-kar-problemer såvel som udviklingsmæssige problemer. De ser ud til at være i stand til at angribe immunforsvaret, hjernen og nervesystemet, huden, øjnene og sanseorganerne. Dette produkt mistænkes også for at være miljøfarligt. |
67-56-1 | Metanol , giftigt, som i mange tilfælde kunne erstattes af et andet tilsætningsstof, der blev præsenteret af producenten (Halliburton) siden 2008 som mere effektivt og mere miljøvenligt ( GasPerm 1000 , designet til ukonventionelle forekomster inklusive naturgasreservoirer, skifergas og metan fra kulaflejringer ). |
Radioaktivt sand bruges ofte til at lette visse målinger af det brækkede netværk ( in situ ).
Efter påvisning af radium-226 i vandløbene, der dræner udvindingsfeltet skifergas fra Marcellus Shale , og efter en undersøgelse foretaget af EPA, DOE og Department of New York State Health) og General Electric vil bruge 2 millioner dollars over 2 år at dekontaminere jord og sedimenter, der er forurenet af radioaktivitet frigivet i floder fra produkter, der anvendes eller returneres af brudvæsker, og boring
Alternativ teknologi, herunder ikke-radioaktive elementer, der er introduceret i belægningen af et harpiksbelagt proppant blev introduceret i 2009. Propanten er mærket som ikke-farlig og miljøvenlig. Det er mærket ved in situ aktivering (efter at det er blevet placeret i bruddet) af et logningsværktøj , der indeholder en neutronkilde . Fyret udsender aktiverede gammastråler på et karakteristisk energiniveau, der kan detekteres af logningsværktøjet.
Disse proportioner kan variere betydeligt afhængigt af kontekst og operationelle mål med justeringer foretaget under boring.
Nedenstående tabel giver en liste og vejledende satser offentliggjort i USA (2009).
Tilsætningsstof | hovedforbindelser | andel (% af vol.) |
---|---|---|
Vand | (frisk til saltvand afhængigt af tilfældet) | 90% |
" Afstivningsmidler " = Support agenter |
Krystallinsk silica (sand, eventuelt overtrukket med phenolharpiks ), keramiske kugler |
9,51% |
Stærke syrer | Saltsyre | 0,123% |
Friktionsreducerende midler | Polyacrylamid, Mineralolier |
0,088% |
Surfaktanter = Midler, der reducerer overfladespændingen |
2-butoxyethanol , isopropanol , etoxyleret octylphenol |
0,085% |
Lerstabiliserende salte |
Kalium Tetramethylammoniumbromid Chloride ( tetramethylammoniumchlorid ) |
0,06% |
agenter gelering |
Bentonit , guargummi , hydroxyethylcellulose |
0,056% |
Hæmmere af forkalkning af rør | Ethylenglycol , propylenglycol | 0,043% |
Fluidifier (til høje temperaturer) |
Natriumperborat , Borater , Eddikesyreanhydrid |
0,007% |
At holde officerer geler |
Hemicellulase , ammoniumpersulfat , quebracho |
0,01% |
PH- kontrolagenter |
Natriumcarbonat , kaliumcarbonat , ammoniumchlorid |
0,011% |
Jern bekæmpelsesmidler |
Citronsyre , EDTA |
0,004% |
korrosion inhibitorer | Quinolinderivater derivater , dimethylformamid (DMF), Propargylalkohol |
0,002% |
Biocider (antibiotika) | Dibromacetonitrit, glutaraldehyd, DBNPA | 0,001% |