Sande der Extraktion: Die Macht von Frac-Sand

Der Name Frac-Sand leitet sich von seiner Anwendung beim Hydraulic Fracturing ab, das gemeinhin als "Fracking" bezeichnet wird. Diese Methode wird von Erdöl- und Erdgasunternehmen angewandt, um Ressourcen wie Erdgas, Erdgasflüssigkeiten und Erdöl aus unkonventionellen, wenig durchlässigen Lagerstätten wie Schiefergestein zu fördern. Zu den bemerkenswerten Lagerstätten mit hohem Bedarf an Frac-Sand gehören das Permian Basin, Eagle Ford Shale, der Mid-Continent, Bakken Shale, Marcellus Shale, Utica Shale und Haynesville Shale.

Im Folgenden erhalten Sie einen kurzen Überblick über Frac-Sand und seine Bedeutung in der Öl- und Gasindustrie.

Zusammensetzung von Frac-Sand

Frac-Sand ist ein natürlich vorkommender Sand aus kristalliner Kieselsäure (Quarz), der aus hochreinem Sandstein gewonnen wird. In seiner Zusammensetzung unterscheidet sich Frac-Sand nur geringfügig von anderen Sandarten, da Quarzkieselsäure ein vorherrschendes Element in den meisten Sanden der Küstenregion ist. Der Unterschied liegt darin, dass andere Sandarten aus verschiedenen Mineralien und Gesteinsarten bestehen, die im Vergleich zu Quarz weniger robust sind.

Frac-Sand-Körner weisen eine außergewöhnliche Bruchfestigkeit und eine ausgeprägte runde Granulatform auf. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich hervorragend für den Einsatz im Fracking-Verfahren.

Fracking verstehen

Hydraulisches Fracking wird in der einen oder anderen Form bereits seit 1949 praktiziert. Die moderne Technik gewann in den 1990er Jahren dank der Fortschritte in der Horizontalbohrtechnik, die riesige Schiefervorkommen in Tausenden von Metern unter der Erdoberfläche erschlossen, erheblich an Bedeutung.

Schiefergestein, ein Sedimentgestein, das hauptsächlich aus unter Druck stehendem Schlamm mit zahlreichen winzigen Poren besteht, enthält eingeschlossene Reserven an Erdöl, Erdgas und Erdgasflüssigkeiten. Fracking hat sich seit seiner ersten Anwendung im Barnett Shale in Nordtexas in Verbindung mit Horizontalbohrungen als effektive Lösung zur Erschließung dieser Kohlenwasserstoffe erwiesen.

Der Bohr- und Fertigstellungsprozess umfasst die folgenden Schritte:

1. Eine Bohranlage bohrt sich mehrere tausend Meter in die Vertikale, bevor sie eine 90-Grad-Drehung macht, um horizontal durch eine Schieferschicht zu bohren und ein Bohrloch zu erstellen.

2. Entlang des horizontalen Abschnitts des Bohrlochs werden kleine Löcher gebohrt, durch die die Kohlenwasserstoffe in das Bohrloch gelangen.

3. Ein unter Druck stehendes Gemisch aus Wasser, Frac-Sand und Chemikalien wird in das Bohrloch injiziert, wodurch die Schieferschicht aufbricht und Erdölflüssigkeiten freigesetzt werden. Diese Flüssigkeiten steigen dann durch das Bohrloch auf und werden aufgefangen.

Die Rolle von Frac-Sand

Frac-Sand spielt eine entscheidende Rolle im Fracturing-Prozess, da er die Schieferbrüche offen hält und so die Freisetzung von Erdgas, Erdöl und Erdgasflüssigkeiten aus den Poren des Gesteins ermöglicht. Wenn Hochdruckwasserströme die kleinen Perforationen zu Rissen erweitern, trägt Frac-Sand dazu bei, die Risse offen zu halten und den kontinuierlichen Fluss fossiler Brennstoffe zu ermöglichen. Jede Substanz, ob natürlich oder synthetisch, die verwendet wird, um diese Risse offen zu halten, wird als Stützmittel" bezeichnet.

Das Stützmittel muss unbedingt eine außergewöhnliche Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Zerbrechen aufweisen. Je länger das Stützmittel dem immensen Druck standhält, der durch die Risse ausgeübt wird, desto mehr Erdöl kann gefördert werden, was die Effizienz des Bohrlochs optimiert.

Die steigende Nachfrage nach Frac-Sand

Der Anstieg der Ölpreise hat zu einer verstärkten Aktivität in den Schieferbecken in den Vereinigten Staaten geführt. Infolgedessen wird erwartet, dass die Nachfrage nach Frac-Sand eskaliert und im Jahr 2019 115 Millionen Tonnen erreichen wird, gegenüber 82 Millionen Tonnen im Jahr 2017.

Auch die Nachfrage nach lokal gewonnenem Frac-Sand ist erheblich gestiegen. Als die Ölpreise Mitte 2014 einbrachen, suchten die Förderunternehmen in den Vereinigten Staaten aktiv nach neuen, kosteneffizienten Methoden der Ölförderung. Dieses Streben nach Innovation führte zur Einführung von In-Basin-Sand, der die Transportkosten erheblich reduziert. Die Transportkosten

können bis zu 65 Prozent der Kosten für Frac-Sand ausmachen. Die Verwendung von Sand innerhalb des Beckens hat sich als kostensparende Maßnahme erwiesen und die Suche nach neuen Sandquellen in der Nähe der Schieferbecken vorangetrieben. Schätzungen zufolge können die Gesamtkosten für Bohrungen und Fertigstellung durch den Einsatz von In-Basin-Sand um 5 bis 10 Prozent gesenkt werden.

Führend bei der Verwendung von In-Basin-Sand sind die Produzenten im Permian-Becken, die durch die wirtschaftlichen Vorteile und die vereinfachte Logistik motiviert sind. Die potenziellen Kosteneinsparungen allein für die Produzenten im Permian-Becken werden auf 500.000 US-Dollar pro Bohrloch geschätzt, was für das gesamte Becken jährliche Einsparungen in Höhe von 3,5 Milliarden US-Dollar bedeutet.

Im Jahr 2017 wurden im Permian-Becken rund 50 Milliarden Pfund Frac-Sand verwendet, doppelt so viel wie 2016 und viermal so viel wie 2014. Es wird erwartet, dass die Nachfrage weiter steigt und bis 2022 schätzungsweise 119 Milliarden Pfund verbraucht werden. Bis dahin wird das Permian Basin allein 40 Prozent des gesamten Sandverbrauchs in allen Schiefergesteinsprovinzen in den Vereinigten Staaten ausmachen.

Schnelle Fakten - Vorteile von Frac-Sand

• Langlebigkeit: Frac-Sand ist sehr haltbar, widersteht der Zerkleinerung und hält die Produktivität von Bohrlöchern über lange Zeiträume aufrecht.
• Wirksames Stützmittel: Die runde Granulatform und die hohe Bruchfestigkeit machen Frac-Sand zu einem effizienten Stützmittel, das Risse offen hält und einen optimalen Kohlenwasserstofffluss gewährleistet.
• Kosteneffizienz: Die Verwendung von lokalem Frac-Sand reduziert die Transportkosten, was zu erheblichen Einsparungen bei Bohr- und Fertigstellungsarbeiten führt und die Gesamteffizienz erhöht.