Le sable de soutènement est un matériau granulaire placé dans un puits de pétrole ou de gaz pour créer des voies permettant aux hydrocarbures de s'écouler. Il peut être fabriqué à partir de différents matériaux, notamment du sable de fracturation, du sable recouvert de résine et des billes de céramique. Le sable de soutènement de fracturation est la forme d'agent de soutènement la plus couramment utilisée et se compose de sable de silice vierge d'origine naturelle qui a été arrondi et dont toutes les impuretés ont été éliminées.
Traitement de production
Le rôle des agents de soutènement du sable dans diverses productions et traitements est de maintenir les fractures ouvertes une fois l'opération de fracturation hydraulique terminée. Cela permet aux hydrocarbures présents dans la formation de schiste de s’écouler plus efficacement dans le puits. Sans agents de soutènement, les fractures se refermeraient rapidement une fois que l’opération de fracturation hydraulique relâcherait la pression, réduisant ainsi considérablement la production.
Avantages du sable de soutènement
À mesure que la demande énergétique continue de croître, l’importance des agents de soutènement dans l’industrie est susceptible de croître encore davantage. Voici quelques-uns des avantages offerts aux sociétés pétrolières et gazières qui utilisent cette ressource :
Rentabilité : l'utilisation d'agents de soutènement est plus rentable que les méthodes de forage traditionnelles, permettant aux entreprises d'extraire plus de pétrole et de gaz d'un seul puits.
Sécurité améliorée : les agents de soutènement peuvent réduire le risque d'éruptions et autres accidents, rendant la fracturation hydraulique plus sûre.
Meilleur contrôle de la fracturation : les agents de soutènement peuvent permettre un meilleur contrôle du processus de fracturation, permettant aux entreprises de cibler des zones spécifiques de la formation rocheuse et d'extraire le plus de pétrole et de gaz.
Différents types de sables de soutènement
Plusieurs types différents de sables de soutènement sont utilisés dans le processus de fracturation hydraulique. Bien que chaque agent de soutènement ait ses avantages, ils ont tous une résistance à la compression extrêmement élevée, leur permettant de résister à des pressions élevées et de maintenir ouvertes les fractures du schiste. Voici un aperçu des différents types d’agents de soutènement :
Agents de soutènement de sable de fracturation de silice
Le sable de fracturation siliceux est le matériau de choix pour la production de puits dans l’industrie pétrolière et gazière. La silice est fabriquée à partir de quartz siliceux de haute qualité, ce qui la rend capable de résister à des pressions énormes tout en restant chimiquement stable. Les agents de soutènement du sable de fracturation siliceux peuvent généralement résister à des pressions allant jusqu'à 6 000 psi ; cependant, il existe de nombreuses situations dans lesquelles l'agent de soutènement doit résister à des pressions encore plus élevées.
Agents de soutènement en céramique
Agents de soutènement en céramiquesont populaires car ils ont une excellente résistance sous les hautes pressions des formations profondes et sont capables de résister à des pressions plus élevées que le sable de silice. Les agents de soutènement en céramique peuvent généralement résister à des pressions allant jusqu'à 10 000 psi. Bien qu’ils soient plus chers, les agents de soutènement céramiques sont disponibles dans une gamme plus large de tailles de particules et ont une conductivité plus élevée que les sables de fracturation naturels. De nombreux agents de soutènement céramiques sont fabriqués à partir de bauxite frittée, de kaolin, de silicate de magnésium ou d'un mélange de bauxite et de kaolin. Les agents de soutènement en céramique sont fabriqués selon le processus suivant :
Concassage : Les matières premières sont broyées en poudres et mélangées à des additifs pour développer des formulations spécialisées qui maximisent les performances.
Pelletisation : Les poudres mélangées sont transformées en granulés pour créer un produit rond et uniforme. La taille est un élément essentiel de la performance. Les tailles de maille varient de 8 à 140.
Séchage : Les granulés sont séchés dans des séchoirs industriels pour réduire la teneur en humidité du matériau.
Frittage : Les granulés sont placés dans un four pour durcir. Des températures élevées provoquent des réactions chimiques et des modifications cristallines qui confèrent à l'agent de soutènement céramique sa résistance à la compression.
Refroidissement : Les granulés sont retirés du four et envoyés vers un refroidisseur rotatif jusqu'à ce qu'ils soient prêts à être expédiés.
Rôle des sables de soutènement dans la fracturation
Les sables de soutènement jouent un rôle clé dans la fracturation hydraulique, un processus critique pour l'extraction des réserves de pétrole et de gaz contenues dans les formations de schiste. Au cours du processus de fracturation, un mélange fluide à haute pression, comprenant de l'eau et des additifs, est injecté dans le puits de forage pour créer des fractures dans la roche. Ces fractures sont maintenues ouvertes par des sables de soutènement, qui sont introduits dans les fractures pour empêcher leur fermeture. Cela permet aux hydrocarbures de s’écouler efficacement vers la surface. La taille et le type d'agent de soutènement, ainsi que la quantité utilisée, affectent directement la productivité du puits. La sélection du bon agent de soutènement peut augmenter la perméabilité et maximiser la récupération du pétrole et du gaz du réservoir.