Hydrauliseen murtumiseen tai murtumiseen sisältyy nesteiden injektointi korkealla paineella murtamaan maanalaiset kalliomuodostelmat ja lisäämään öljyn ja kaasun virtausta. 1900-luvun puolivälistä lähtien hydraulinen murtumistekniikka on läpikäynyt evoluutioprosessin konseptin muodostumisesta laajamittaiseen sovellukseen, ja läpimurto sen keskeisissä tekniikoissa ovat edistäneet huomattavasti öljy- ja kaasuteollisuuden kehitystä. Tässä artikkelissa käsitellään hydraulisen murtumistekniikan historiallista kehitystä ja sen tärkeimpiä teknologisia läpimurtoja.
I. Historiallisen kehityksen kulku
1. Yhdysvalloista syntyi tekniikan alkion vaihe (1940 -luvun) hydraulinen murtumistekniikka. Vuonna 1947 Halliburton suoritti menestyksekkäästi maailman ensimmäisen hydraulisen murtumiskokeen kaasukaivolla Kansasissa. Injektoimalla hiekkaa kantavaa nestettä kaivoon, murtumantuotanto lisäsi merkittävästi öljyn ja kaasun kaivon tuottavuutta. Tämä koe merkitsi hydraulisen murtumistekniikan syntymää. Vuonna 1949 Halliburton kaupatti virallisesti tekniikan, joka aloitti hydraulisen murtumisen laajan käytön öljyn ja kaasun kehityksessä.
2. teknologisen kehityksen ajanjakso (1960 -luvut - 1980 s)
Öljy- ja kaasuresurssien kasvavan kysynnän myötä hydraulinen murtumistekniikka saavutti useita parannuksia tänä aikana: murtuman simulaatiotekniikan kehitys: perustuen kalliomekaniikan ja nesteen mekaniikan tutkimukseen, murtumien morfologian ennustimalli ja virtauksen johtavuuden perusteella vahvistettiin vähitellen. . Murtuenesteet ja potkurien parannukset: Korkeat viskositeetin murtumisenesteet ja korkean lämpötilan kestävät potkurit kehitettiin selviytymään monimutkaisemmista geologisista olosuhteista. Hydraulisen murtumisen ja vaakasuoran kaivotekniikan yhdistelmä: Varsinkin 1980-luvun puolivälissä tai myöhässä vaakasuuntaisen kaivotekniikan eteneminen toi suuremman murtuman kosketusalueen hydraulista murtumista varten ja lisäsi merkittävästi yhden kaivon tuotantoa.
3. Shale Revolution Drive (2000 -luvun alkupuolella)
Toinen iso harppaus murtumisessa tapahtui 2000 -luvun alkupuolella, kun liuskeöljyn ja kaasun kehityksen vaatimukset johtivat laajalle levinneisiin teknologisiin läpimurtoihin. Yhdysvaltojen edustaman liuskekaasun hyväksikäytön noustessa "monivaiheinen murtuminen" -tekniikka on vähitellen kypsynyt. Tämän ajanjakson tärkein maamerkkitapahtuma oli "vaakasuora kaivo + monivaiheinen murtumistekniikan" onnistunut sovellus Texasin Barnett-liuskkeen vuonna 2000.
Liuskevallankumous on nopeasti muuttanut Yhdysvallat maakaasun maahantuojasta viejäksi, sillä sillä on syvällisiä vaikutuksia globaaliin energiamaisemaan.
4. Jatkuva optimointi ja vihreä kehitys (2010 -luvut) ympäristönsuojelun ja energiansiirtymisen tarpeet, hydraulinen murtumistekniikka on vähitellen kehittynyt korkean hyötysuhteen, edullisen ja ympäristönsuojelun suuntaan:
Kehitä ympäristöystävällinen murtuvan nestekaava, jolla on vähän myrkyllisyyttä ja pilaantumista.
Älykäs seuranta- ja automaattisen rakennustekniikan soveltaminen työn tehokkuuden parantamiseksi.
Vähennä uusien kaivojen vaikutuksia ekologiseen ympäristöön "uudelleenkäyttämällä" tekniikkaa vanhojen kaivojen tuotantokapasiteetin parantamiseksi.
2. läpimurto keskeisissä tekniikoissa
1. Fractingnestetekniikka
Murtumiseneste on hydraulisen murtumisen ydin. Perinteiset murtumisnesteet ovat pääasiassa vesipohjaisia ja öljypohjaisia, ja myöhemmässä kehityksessä on otettu käyttöön silloitettuja geelnesteitä, vaahdon murtumista ja tehokkaita ja ympäristöystävällisiä murtumisnesteitä. Viime vuosina on edistytty myös ei-vesipohjaisten murtumisnesteiden, kuten hiilidioksidin ja typen, käytössä, etenkin vesihiilisen alueilla.
2. ProPpant -materiaali
ProPanttia käytetään murtuman johtavuuden ylläpitämiseen. Luonnollisen hiekan varhaisin käyttö kehittyi myöhemmin keramiikkaan, suuren lujuuden hartsilla päällystetyllä hiekalla ja niin edelleen. Tällä hetkellä nanomateriaalien ja älykkäiden propanttien tutkimus laajentaa sen sovellusaluetta.
3. Monivaiheinen murtumistekniikka monivaiheinen murtumistekniikka on vaakasuuntaisen kaivokehityksen ydinmenetelmä, joka voi halkeaa useissa kohdissa kairanruokaa pitkin ja parantaa huomattavasti resurssien palautumista. Teknologiset läpimurtot, kuten segmentoidut murtumisvälineet ja rei'itysklusterin etäisyyden optimointi, ovat tärkeitä edistyksiä tällä alalla.
4. Halkeaman seuranta- ja mallinnustekniikka
Mikroseismisten seurannan, 3D -geologisen mallinnuksen ja tekoälyn algoritmien avulla insinöörit voivat ymmärtää murtumakuvioita reaaliajassa, optimoida rakennusparametrit ja parantaa murtumisoperaatioiden tarkkuutta ja taloudellista tehokkuutta.
5. Älykäs ja automatisoitu rakennus
Suurten tietojen integroinnin, tunnistustekniikan ja robotiikan integroinnin myötä hydraulinen murtuminen on tulossa automatisoituneeksi, digitaaliseksi ja kauko -ohjattavaksi. Pumpun tehokkuuden optimoinnista, energianhallintajärjestelmästä ja älykkäästä toimintaalustasta on tullut teollisuuden kehityksen kuuma piste.
III. Tulevaisuudennäkymät
Jatkossa hydraulinen murtumistekniikka kehittyy edelleen älykkyyden, vihreän ja tarkkuuden suuntaan. Tärkeimpiä tutkimusalueita ovat:
Vihreä murtumisneste: Kehitä ympäristöystävällistä murtumista, joka voidaan täysin hajota.
Epätavallinen resurssien kehittäminen: monimutkaisempien muodostelmien, kuten syvän liuskkeen ja tiukan hiekkakiven, teknisten rajojen rikkominen. Geotermisen resurssien hyödyntäminen: Geotermisen energian kehitykseen sovelletaan hydraulista murtumistekniikkaa puhtaan energian kehityksen edistämiseksi.
Hydraulisen murtumisen merkitys energia-alalla on itsestään selvä. Vaikka tekniikka on edelleen ympäristönsuojelun haasteita, teknologisella kehityksellä ja politiikan ohjeilla, tällä tekniikalla on tärkeämpi rooli globaalissa energian siirtymisessä.