Sables d'extraction : dévoiler la puissance du sable de fracturation

Le sable de fracturation tire son nom de son application dans la fracturation hydraulique, communément appelée « fracturation hydraulique ». Cette méthode est utilisée par les sociétés pétrolières et gazières pour extraire des ressources telles que le gaz naturel, les liquides de gaz naturel et le pétrole de réservoirs non conventionnels à faible perméabilité tels que le schiste. Les bassins notables ayant une demande substantielle de sable de fracturation comprennent le bassin permien, les schistes d'Eagle Ford, le Mid-Continent, les schistes de Bakken, les schistes de Marcellus, les schistes d'Utica et les schistes de Haynesville.

Examinons brièvement le sable de fracturation et son importance dans l'industrie pétrolière et gazière.

Composition du sable de fracturation

Le sable de fracturation est un sable naturel composé de silice cristalline (quartz), qui subit un traitement à partir de grès de haute pureté. En termes de composition, le sable de fracturation ne diffère que légèrement des autres types de sable, car les grains de silice quartzeuse sont un élément prédominant dans la plupart des sables intercôtiers. Le facteur distinctif réside dans le fait que les autres types de sable sont constitués de divers minéraux et types de roches, qui sont moins robustes que le quartz.

Les grains de sable de fracturation présentent une résistance exceptionnelle à l’écrasement, ainsi qu’une forme de granule ronde distincte. Ces propriétés les rendent parfaitement adaptés à une utilisation dans le processus de fracturation hydraulique.

Comprendre la fracturation hydraulique

La fracturation hydraulique, sous une forme ou une autre, est pratiquée depuis 1949. La technique moderne a gagné du terrain dans les années 1990, grâce aux progrès de la technologie de forage horizontal qui ont permis de découvrir de vastes réserves de schiste situées à des milliers de pieds sous la surface de la Terre.

Le schiste, une roche sédimentaire principalement composée de boue sous pression avec de nombreux pores minuscules, contient des réserves piégées de pétrole, de gaz naturel et de liquides de gaz naturel. La fracturation hydraulique est apparue comme une solution efficace pour accéder à ces hydrocarbures depuis son utilisation initiale dans les schistes de Barnett au nord du Texas, en conjonction avec le forage horizontal.

Le processus de forage et de complétion comprend les étapes suivantes :

1. Une plate-forme de forage creuse verticalement sur plusieurs milliers de pieds avant de faire un virage à 90 degrés pour forer horizontalement à travers une couche de schiste, créant ainsi un puits de forage.

2. De petites perforations sont créées le long de la section horizontale du puits de forage, permettant aux hydrocarbures de pénétrer dans le puits de forage.

3. Un mélange sous pression d’eau, de sable de fracturation et de produits chimiques est injecté dans le puits, fracturant la couche de schiste et libérant des liquides pétroliers. Ces liquides remontent ensuite à travers le puits de forage pour être collectés.

Le rôle du sable de fracturation

Le sable de fracturation joue un rôle crucial dans le processus de fracturation en gardant les fractures du schiste ouvertes, permettant ainsi la libération du gaz naturel, du pétrole et des liquides de gaz naturel des pores de la roche. Lorsque les courants d'eau à haute pression élargissent les petites perforations des fractures, le sable de fracturation contribue à maintenir l'ouverture des fractures, facilitant ainsi le flux continu de combustibles fossiles. Toute substance, qu'elle soit naturelle ou synthétique, utilisée pour maintenir ces fractures ouvertes est appelée « agent de soutènement ».

Il est impératif que l'agent de soutènement possède une durabilité et une résistance à l'écrasement exceptionnelles. Plus l’agent de soutènement résiste longtemps à l’immense pression exercée par les fractures, plus l’extraction de pétrole est importante, optimisant ainsi l’efficacité du puits.

La demande croissante de sable de fracturation

La hausse des prix du pétrole a entraîné une augmentation de l’activité dans les bassins de schiste aux États-Unis. Par conséquent, la demande de sable de fracturation devrait augmenter, pour atteindre 115 millions de tonnes en 2019, contre 82 millions de tonnes en 2017.

La demande de sable de fracturation d’origine locale a également connu une croissance substantielle. Lorsque les prix du pétrole ont chuté à la mi-2014, les sociétés de production aux États-Unis ont activement recherché de nouvelles méthodes d’extraction de pétrole plus rentables. Cette quête d’innovation a abouti à l’adoption du sable en bassin, ce qui réduit considérablement les frais d’expédition. Expédition

les dépenses peuvent représenter jusqu’à 65 pour cent des coûts du sable de fracturation. L’utilisation du sable des bassins est apparue comme une mesure d’économie de coûts, favorisant la recherche de nouvelles sources de sable plus proches des bassins de schiste. Les estimations indiquent que l'utilisation de sable dans le bassin peut réduire les coûts globaux de forage et d'achèvement de 5 à 10 pour cent.

Les producteurs du bassin permien, motivés par les avantages économiques et la logistique simplifiée qu'il offre, sont en tête de file pour l'achat de sable dans le bassin. Les économies potentielles pour les seuls producteurs du Permien sont estimées à 500,000 3.5 dollars par puits, ce qui représente une économie annuelle stupéfiante de XNUMX milliards de dollars dans l'ensemble du bassin.

En 2017, environ 50 milliards de livres de sable de fracturation ont été utilisées dans le bassin permien, soit le double de la quantité utilisée en 2016 et quatre fois la quantité utilisée en 2014. La demande devrait continuer d'augmenter, avec une utilisation estimée à 119 milliards de livres d'ici 2022. À ce moment-là, le bassin permien devrait représenter à lui seul 40 pour cent de la consommation totale de sable dans toutes les zones de schiste des États-Unis.

Faits en bref – avantages de Frac-Sand

• Durabilité : Le sable de fracturation est très durable, résistant à l’écrasement et maintenant une bonne productivité pendant de longues périodes.
• Agent de soutènement efficace : sa forme de granulés ronds et sa haute résistance à l'écrasement font du sable de fracturation un agent de soutènement efficace, gardant les fractures ouvertes et assurant un flux optimal d'hydrocarbures.
• Rentabilité : L'utilisation de sable de fracturation d'origine locale réduit les coûts de transport, entraînant des économies significatives dans les opérations de forage et de complétion, améliorant ainsi l'efficacité globale.