Frac pijesak je specijalizirani kvarcni pijesak visoke čistoće koji se prvenstveno koristi u energetskoj industriji. Koristi se u procesu hidrauličkog lomljenja, gdje se pijesak ubrizgava u duboke bušotine zajedno s vodom i kemikalijama kako bi se stvorile pukotine u podzemnim formacijama stijena. Ove pukotine pomažu u oslobađanju zarobljene nafte i plina kako bi se mogli izvući. Frac pijesak drži te pukotine otvorenima tako da nafta i plin mogu slobodno teći natrag na površinu. Definirajuće karakteristike frak pijeska uključuju:
Čistoća: frak pijesak je tipično više od 99% kvarcnog čistoće.
Oblik: ima okrugli, sferni oblik koji mu omogućuje čvrsto i učinkovito pakiranje.
Čvrstoća: frak pijesak je izuzetno otporan na lomljenje, čime se osigurava da može izdržati uvjete visokog tlaka duboko pod zemljom.
Obični pijesak koristi se u građevinarstvu, proizvodnji stakla i drugim industrijama, a dolazi iz raznih izvora, uključujući riječna korita, plaže i pustinje. Obični pijesak prvenstveno se sastoji od silicijevog dioksida (SiO2), koji je također osnova za frac pijesak. Međutim, obični pijesak može sadržavati druge tvari, kao što su feldspat, tinjac i željezni oksid, koji mogu utjecati na njegovu boju, oblik i čvrstoću. Ove nečistoće čine obični pijesak neprikladnim za hidrauličko lomljenje.
Industrija obični pijesak ponekad naziva "silicijevim pijeskom", osobito kada se sastoji prvenstveno od silicijeva dioksida. Izraz "silicijev dioksid" odnosi se na atomsku strukturu silicijevog dioksida, koji ima isti kemijski sastav kao kvarc.
Ključne razlike između frak pijeska i običnog pijeska
Ove razlike objašnjavaju zašto je frac pijesak prikladan za hidrauličko frakturiranje i zašto obični pijesak nije prikladan za tu svrhu.
Čistoća: Više od kvarca
Frac pijesak je preko 99% kvarca, što znači da ima malo nečistoća. Ova čistoća ključna je za ulogu koju frak pijesak igra u hidrauličkom frakturiranju. Nečistoće kao što su feldspat, tinjac ili željezni oksid mogu oslabiti pijesak ili stvoriti nepravilne oblike koji ga čine neprikladnim za okruženja visokog tlaka koje treba izdržati.
Obični pijesak, s druge strane, može sadržavati razne druge minerale i čestice, ovisno o izvoru. Riječni pijesak može sadržavati organske tvari, dok pustinjski pijesak može biti prekriven slojem prašine ili drugih nečistoća. Iako te nečistoće možda neće utjecati na upotrebu pijeska u građevinarstvu, one mogu spriječiti upotrebu običnog pijeska u aplikacijama frackinga.
Oblik: sferna zrna za maksimalnu učinkovitost
Frac pijesakje poznat po svom visoko sferičnom obliku, koji mu omogućuje čvrsto pakiranje u pukotine nastale tijekom procesa hidrauličkog frakturiranja. Ova sferičnost je važna jer ostavlja mnogo otvorenog prostora za te resurse, maksimizirajući protok nafte i plina kroz pukotine.
Pravilna zrnca pijeska često su nepravilnijeg oblika, u rasponu od kutnog do ispod kutnog. Ovi nazubljeni oblici ne mogu se čvrsto zbiti, što smanjuje sposobnost pijeska da drži pukotine otvorenima. Kod hidrauličkog frakturiranja to rezultira manje učinkovitim vađenjem nafte i plina jer se pukotine prebrzo zatvaraju.
Snaga: Sposobnost izdržati pritisak
Kada se pijesak ubrizgava u pukotine tijekom procesa hidrauličkog lomljenja, one su izložene ogromnom pritisku - tisućama funti po kvadratnom inču (PSI). Ako se zrnca pijeska slome pod ovim pritiskom, pukotine se zatvaraju, smanjujući učinkovitost bušotine.
Frac pijesak odabran je zbog svoje ekstremne tvrdoće i sposobnosti otpornosti na drobljenje pod tako visokim pritiscima. Mohsova ljestvica tvrdoće (koja mjeri tvrdoću minerala) ocjenjuje kvarc ocjenom 7 od 10, što znači da je vrlo otporan na deformacije.
Nasuprot tome, obični pijesak ne mora izdržati tako visoke pritiske. Njegova uporaba u građevinarstvu, proizvodnji ili proizvodnji stakla ne zahtijeva da drži otvorene podzemne pukotine. Kao rezultat toga, obični pijesak nema istu razinu tlačne čvrstoće i stoga je neprikladan za hidrauličko lomljenje.
Primjene u hidrauličkom lomljenju
Frak pijesak je bitan u procesu hidrauličkog lomljenja, industriji u kojoj obični pijesak nema koristi. Tijekom frackinga, frac pijesak se miješa s vodom i kemikalijama kako bi se napravila "fracking fluid" koja se zatim ubrizgava u bušotinu za miniranje otvorenog škriljevca. Nakon što se stijena razbije, frak pijesak drži pukotine otvorenima, dopuštajući nafti i plinu da teku na površinu. U međuvremenu, obični pijesak koristi se u drugim industrijama. Na primjer:
Građevinarstvo: Obični pijesak koristi se za izradu betona, koji je neophodan za izgradnju infrastrukture.
Proizvodnja stakla: Silikatni pijesak visoke čistoće (sličan frak pijesku, ali se koristi u različite svrhe) ključni je sastojak u proizvodnji stakla.
Uređenje krajobraza: Obični pijesak koristi se za izravnavanje površina i za razne svrhe uređenja okoliša.