Vökvabrot, eða brot, felur í sér að sprauta vökva við háan þrýsting til að sprunga neðanjarðar bergmyndanir og auka flæði olíu og gas. Síðan um miðja 20. öld hefur vökvabrotstækni gengist undir þróunarferli frá hugmyndamyndun til stórfelldra notkunar og bylting í lykiltækni sinni hafa stuðlað mjög að þróun olíu- og gasiðnaðarins. Í þessari grein verður fjallað um sögulega þróun vökvabrotatækni og helstu tæknilegu byltingum hennar.
I. Starf sögulegrar þróunar
1.. Fósturvísistig tækni (1940) Vökvabrot tækni á uppruna sinn í Bandaríkjunum. Árið 1947 gerði Halliburton með góðum árangri fyrstu vökvabrotatilraun heims við bensínholu í Kansas. Með því að sprauta sandberandi vökva í holuna jók beinbrotin verulega framleiðni olíu og gasholunnar. Þessi tilraun markaði fæðingu vökvabrotatækni. Árið 1949 markaðssetti Halliburton tæknina opinberlega, sem hóf víðtæka notkun vökvabrota í þróun olíu og gas.
2. Tímabil tækniþróunar (1960 - 1980 s)
Með aukinni eftirspurn eftir olíu- og gasauðlindum náði vökvabrot tækni við nokkrar endurbætur á þessu tímabili: þróun á uppgerðaruppgerðartækni: Byggt á rannsóknum á bergvirkni og vökvavélfræði var spár líkan af formgerð brots og flæði leiðni smám saman staðfest. Brotvökvi og endurbætur á framförum: Mikil seigjubrotvökvi og háhitaþolnir proppants voru þróaðir til að takast á við flóknari jarðfræðilegar aðstæður. Sambland af vökvabrotum og láréttri holutækni: Sérstaklega um miðjan til loka níunda áratug síðustu aldar leiddi framþróun láréttrar holutækni til stærra snertiflokks fyrir vökvabrot og jók verulega framleiðslu á einni holu.
3.. Shale Revolution ekið (snemma á 21. öld)
Annað stóra stökkið í fracking kom snemma á 2. áratugnum, þegar kröfur um skifolíu og gasþróun leiddu til víðtækra tæknilegra byltinga. Með aukningu á nýtingu skifgas sem Bandaríkin tákna hefur „fjölþrepa brot“ tæknin smám saman þroskast. Lykil kennileiti atburðar þessa tímabils var árangursrík notkun „lárétta brunnsins + fjölþrepa brot“ tækni í Barnett Shale í Texas árið 2000.
Shale byltingin hefur hratt umbreytt Bandaríkjunum úr innflytjanda jarðgas til útflytjanda, með djúpstæðum afleiðingum fyrir alþjóðlegt orkulandslag.
4. Stöðug hagræðing og græn þróun (2010 til að kynna) með þörfum umhverfisverndar og orkubreytinga, vökvabrot tækni hefur smám saman þróast í átt að mikilli skilvirkni, litlum tilkostnaði og umhverfisvernd:
Þróa umhverfisvænan brot á vökvavökva með litlum eiturverkunum og mengun.
Notkun greindra eftirlits og sjálfvirkrar byggingartækni til að bæta skilvirkni vinnu.
Með „afturbrotinni“ tækni til að bæta framleiðslugetu gamalla holna, draga úr áhrifum nýrra holna á vistfræðilegt umhverfi.
2.. Bylting í lykiltækni
1. brot á vökvatækni
Brotvökvi er kjarninn í vökvabrotum. Hefðbundin brotsvökvi er aðallega vatnsbundin og olíubundin og í síðari þroska hefur verið kynnt krosstengd hlaupvökvi, froðubrotvökvi og skilvirkir og umhverfisvænir beinbrotvökvar. Undanfarin ár hafa einnig verið gerðar framfarir í notkun beinbrotavökva sem ekki eru byggð á vatni eins og koltvísýringi og köfnunarefni, sérstaklega á vatnsskúrssvæðum.
2.. Proppant efni
Proppant er notaður til að viðhalda leiðni beinbrots. Elstu notkun náttúrulegs sands, sem síðar var þróuð í leirmuni, hástyrkplastefni húðuð sandur og svo framvegis. Sem stendur er rannsóknir á nanóefnum og snjallum propants að auka umsóknarsvið sitt.
3. Fjölþrepa brotatækni Fjölþrepa brotatækni er meginaðferðin við lárétta holuþróun, sem getur sprungið á mörgum stöðum meðfram holunni og bætt bata auðlinda mjög. Tæknileg bylting eins og skipt brotatæki og hagræðing á götunarþyrpingu eru mikilvægar framfarir á þessu sviði.
4. Sprungueftirlit og líkanatækni
Með örveruvöktun, 3D jarðfræðilegri líkanagerð og gervigreind reiknirit geta verkfræðingar skilið beinbrot í rauntíma, hámarkað byggingarstærðir og bætt nákvæmni og efnahagslega skilvirkni beinbrotsaðgerða.
5. Greindar og sjálfvirkar framkvæmdir
Með samþættingu stórra gagna, skynjunartækni og vélfærafræði er vökvabrot að verða sjálfvirk, stafræn og lítillega stjórnað. Brot á hagkvæmni dælu, orkustjórnunarkerfi og greindur rekstrarpallur hafa orðið heitur staður iðnaðarins.
Iii. Framtíðarhorfur
Í framtíðinni mun vökvabrot tækni þróast enn frekar í átt að upplýsingaöflun, grænum og nákvæmni. Lykilrannsóknarsvið fela í sér:
Grænn brotsvökvi: Þróa umhverfisvænan brotsvökva sem hægt er að niðurbrotið alveg.
Óhefðbundin þróun auðlinda: Að brjóta tæknileg mörk flóknari myndana eins og djúpsskífu og þéttan sandstein. Notkun jarðhita: Vökvakerfi brot á beinbrotum er beitt við þróun jarðhita til að stuðla að þróun hreinnar orku.
Mikilvægi vökvabrots í orkugeiranum er sjálfsagt. Þrátt fyrir að það standi enn frammi fyrir áskorunum í umhverfisvernd, með tæknilegum framförum og leiðbeiningum um stefnumótun, mun þessi tækni gegna mikilvægara hlutverki í alþjóðlegu orkuskiptunum.