La sorra de Frac és una sorra de quars especialitzada i d'alta puresa que s'utilitza principalment a la indústria energètica. S'utilitza en el procés de fracturació hidràulica, on s'injecta sorra en pous profunds juntament amb aigua i productes químics per crear esquerdes en formacions rocoses subterrànies. Aquestes esquerdes ajuden a alliberar petroli i gas atrapats perquè es puguin extreure. La sorra de frac manté aquestes esquerdes obertes perquè el petroli i el gas puguin fluir lliurement cap a la superfície. Les característiques definitòries de la sorra frac inclouen:
Puresa: la sorra de Frac sol tenir més del 99% de puresa de quars.
Forma: Té una forma rodona i esfèrica que li permet empaquetar-se de manera ajustada i eficient.
Força: la sorra de Frac és extremadament resistent a la ruptura, cosa que garanteix que pot suportar les condicions d'alta pressió sota terra.
La sorra normal s'utilitza en la construcció, la fabricació de vidre i altres indústries i prové de diverses fonts, com ara els llits de rius, platges i deserts. La sorra normal es compon principalment de diòxid de silici (SiO2), que també és la base de la sorra de fractura. Tanmateix, la sorra normal pot contenir altres substàncies, com ara feldspat, mica i òxid de ferro, que poden afectar el seu color, forma i força. Aquestes impureses fan que la sorra regular sigui inadequada per a la fracturació hidràulica.
La indústria de vegades es refereix a la sorra normal com a "sorra de sílice", especialment quan es compon principalment de diòxid de silici. El terme "sílice" es refereix a l'estructura atòmica del diòxid de silici, que té la mateixa composició química que el quars.
Diferències clau entre la sorra Frac i la sorra regular
Aquestes diferències expliquen per què la sorra de fractura és adequada per a la fracturació hidràulica i per què la sorra normal no és adequada per a aquest propòsit.
Puresa: més que només quars
La sorra de frac té més d'un 99% de quars, el que significa que té poques impureses. Aquesta puresa és fonamental per al paper que juga la sorra de fractura en la fracturació hidràulica. Les impureses com el feldspat, la mica o l'òxid de ferro poden debilitar la sorra o crear formes irregulars que la fan inadequada per als ambients d'alta pressió que necessita suportar.
La sorra normal, en canvi, pot contenir una varietat d'altres minerals i partícules, depenent de la seva font. La sorra del riu pot contenir matèria orgànica, mentre que la sorra del desert pot estar coberta amb una capa de pols o altres impureses. Tot i que aquestes impureses poden no afectar l'ús de la sorra en la construcció, poden evitar que la sorra habitual s'utilitzi en aplicacions de fracking.
Forma: grans esfèrics per a la màxima eficiència
Sorra de Fracés conegut per la seva forma altament esfèrica, que li permet empaquetar-se fortament a les fractures creades durant el procés de fracturació hidràulica. Aquesta esfericitat és important perquè deixa molt espai obert per a aquests recursos, maximitzant el flux de petroli i gas a través de les fractures.
Els grans de sorra regulars solen tenir una forma més irregular, que van des d'angulars fins a subangulars. Aquestes formes irregulars no es poden empaquetar amb força, la qual cosa redueix la capacitat de la sorra per mantenir obertes les fractures. En la fracturació hidràulica, això resulta en una extracció de petroli i gas menys eficient perquè les fractures es tanquen massa ràpidament.
Força: Capacitat de suportar la pressió
Quan s'injecta sorra a les fractures durant el procés de fracturació hidràulica, estan sotmeses a una pressió tremenda: milers de lliures per polzada quadrada (PSI). Si els grans de sorra es trenquen sota aquesta pressió, les fractures es tanquen, reduint l'eficiència del pou.
La sorra de Frac es selecciona per la seva extrema duresa i capacitat de resistir la trituració sota pressions tan elevades. L'escala de duresa de Mohs (que mesura la duresa dels minerals) valora el quars amb un 7 sobre 10, el que significa que és molt resistent a la deformació.
En canvi, la sorra normal no necessita suportar pressions tan altes. El seu ús en la construcció, la fabricació o la producció de vidre no requereix que mantingui obertes esquerdes subterrànies. Com a resultat, la sorra normal no té el mateix nivell de resistència a la compressió i, per tant, no és adequada per a la fracturació hidràulica.
Aplicacions en fracturació hidràulica
La sorra de frac és essencial en el procés de fracturació hidràulica, una indústria en la qual la sorra normal no serveix. Durant el fracking, la sorra de fractura es barreja amb aigua i productes químics per fer un "fluid de fracking" que després s'injecta en un pou per explotar l'esquist obert. Un cop trencada la roca, la sorra de fractura manté les esquerdes obertes, permetent que el petroli i el gas flueixin a la superfície. Mentrestant, la sorra normal té usos en altres indústries. Per exemple:
Construcció: s'utilitza sorra regular per fer formigó, que és essencial per a la construcció d'infraestructures.
Fabricació de vidre: la sorra de sílice d'alta puresa (similar a la sorra de fractura, però utilitzada per a diferents finalitats) és un ingredient clau en la producció de vidre.
Paisatgisme: la sorra normal s'utilitza per anivellar superfícies i amb diversos propòsits de paisatgisme.