Нефть и газ

Гуаровая фасоль и гидроразрыв пласта

Гуаровая фасоль и гидроразрыв пласта


Гуаровые бобы: Слева: кластер гуаровых бобов, изображение общественного достояния, созданное Р. Логанатаном. Справа: гуаровые бобы, фотография Трейси Слотта, Министерство сельского хозяйства США, Лаборатория систематической ботаники и микологии ARS.

Боб, который превращает воду в гель

Порошок, изготовленный из бобов относительно неизвестного растения, выращенного в Индии и Пакистане, может быстро превратить воду в очень густой гель. Бобы обычно используются для загущения соусов и обработанных продуктов, таких как мороженое и кетчуп. Теперь буровые компании, которым нужна вода с высокой вязкостью для добычи нефти и природного газа из плотных горных пород, скупают гуаровые бобы так же быстро, как и растут.

Резкий рост спроса привел к увеличению цен и заманил многих новых фермеров в бизнес по производству гуаровых бобов. Исторически сложилось так, что Индия и Пакистан производили более 80% мировых поставок гуаровых бобов. Тем не менее, фермеры в Техасе, Оклахоме и других штатах сейчас сажают гуаровую фасоль, чтобы воспользоваться этими высокими ценами.

Почему нужна высоковязкая вода

Огромное количество нефти и природного газа попадает в подземные горные породы, которые настолько плотны, что жидкости не могут проходить через них. Чтобы освободить нефть и природный газ, буровые компании закачивают флюиды в скважину под давлением, которое достаточно высоко, чтобы разрушить подземные горные породы. Этот процесс известен как гидроразрыв пласта.

Добавление порошка гуаровой бобы (также известного как гуаровая смола) к этой воде увеличивает ее вязкость и делает более эффективной откачку под высоким давлением и процесс разрыва.

Высоковязкая вода необходима по второй причине. Песчинки или другие крошечные гранулы смешиваются с водой, которая используется для процесса гидроразрыва. Когда происходит разрушение, эти гранулы, известные как «проппанты», проникают глубоко в горную породу в результате внезапного прилива воды, сопровождающего раскрытие трещин.

Когда насосы выключены, давление воды в трещинах падает, и трещины внезапно закрываются. Если в трещины было перенесено достаточное количество расклинивающих агентов, они препятствуют полному закрытию трещин. Эти частично закрытые трещины затем становятся проходами, которые позволяют нефти и природному газу вытекать из породы в скважину.

Высоковязкая вода гораздо эффективнее задерживает песчинки и переносит их в трещины.

Гидроразрыв: На этом рисунке показана скважина, работающая на природном газе с гидроразрывом пласта. Marcellus Shale - это газоносная горная порода. Скважина была пробурена до Марцелла, а затем повернута горизонтально, чтобы проникнуть в нее на большое расстояние. Разрыв осуществляется внутри Marcellus, чтобы облегчить поток газа из горной породы в скважину.

Какие бобы гуар?

Гуаровые бобы, также известные как кластерные бобы (Cyamopsis tetragonoloba) были выращены в северо-западной Индии и Пакистане в течение по крайней мере нескольких веков. Гуар - однолетний боб, который хорошо растет на различных типах почв и в засушливых и полузасушливых климатических условиях.

Традиционное использование гуара

Листья и бобы растения гуара традиционно использовались в качестве корма для животных и в качестве овоща для потребления человеком. Фермеры пользуются преимуществами азотфиксирующих свойств растения гуара, используя его в качестве культуры для навоза.

Гуаровую фасоль измельчают и измельчают до получения белого порошка, известного как гуаровая камедь или гуарана. Гуаровая камедь растворима в воде и используется в рецептурах в качестве загустителя. Он очень похож на кукурузный крахмал, но обладает примерно в восемь раз большей «сгущающей способностью».

Другие промышленные применения гуаровой камеди

Гуаровая камедь используется в выпечке в качестве загустителя теста. Он используется для загущения молочных продуктов, таких как молоко, йогурт, сыр, мороженое и щербет. В обработанных продуктах гуаровая камедь используется в качестве загустителя при заправке салатов, соусов, кетчупов, супов и многих других продуктов. Гуаровая камедь имеет лекарственное применение, которое включает в себя: водорастворимые волокна, объемообразующее слабительное и создающее чувство сытости.

Гуар Гум Экономика

Традиционно большая часть мировых поставок гуаровых бобов использовалась в качестве корма для животных и людей, а небольшое количество предназначалось для пищевой промышленности. Однако в последние несколько лет использование гуаровой камеди в гидроразрыве стало быстро расти. Это внезапное увеличение спроса вызвало десятикратное увеличение цены. В 2011 году Индия экспортировала в Соединенные Штаты гуар на сумму 915 миллионов долларов, причем большая часть этого продукта предназначалась для использования в нефтегазовой промышленности. Это был крупнейший экспорт сельскохозяйственной продукции Индии в Соединенные Штаты.

В ответ на это фермеры-гуары в Индии увеличили посевные площади, и крупнейший в Индии переработчик гуаровой камеди раздал 3000 тонн бесплатных семян фермерам, которые хотели проверить урожай. Ожидается, что высокие цены снизятся, поскольку все больше индийских фермеров выращивают гуаровую фасоль; однако волатильность цен все еще возможна. Выращивание гуара в Индии - рискованный бизнес, потому что урожай должен получать необходимое количество муссонных дождей, которые приходят в нужное время в вегетационном цикле.

В Соединенных Штатах химики пытаются найти замену гуаровой камеди, а фермеры в Техасе, Оклахоме и других штатах сажают гуар, чтобы предложить внутренний источник поставок.