Eļļa un gāze

Gēru pupas un hidrauliskā sadalīšana


Guāras pupiņas: Pa kreisi: guāru pupu puduris, R. Loganathana izveidots publiskā domēna attēls. Pa labi: guāras pupas, Tracesijas Slotas (Tracey Slotta) fotogrāfija, Amerikas Savienoto Valstu Lauksaimniecības departaments, ARS Sistemātiskā botānikas un mikoloģijas laboratorija.

Pupiņa, kas pārvērš ūdeni želejā

Pulveris, kas izgatavots no Indijā un Pakistānā audzēta salīdzinoši nezināma auga pupiņām, var ātri pārvērst ūdeni par ļoti biezu želeju. Pupiņas parasti izmanto mērču sabiezēšanai un pārstrādātiem ēdieniem, piemēram, saldējumam un kečupam. Tagad urbšanas uzņēmumi, kuriem vajadzīgs ūdens ar augstu viskozitāti, lai iegūtu naftu un dabasgāzi no šauriem iežu veidojumiem, guāras pupas nopērk tikpat ātri, cik tās audzē.

Pieprasījuma pieaugums ir reizinājis cenas un daudzus jaunus lauksaimniekus pamudinājis iesaistīties guāras pupiņu biznesā. Vēsturiski Indija un Pakistāna ir saražojušas vairāk nekā 80% no guāra pupiņu piegādes visā pasaulē. Tomēr Teksasas, Oklahomas un citu štatu lauksaimnieki tagad stāda guāras pupas, lai izmantotu šīs augstās cenas.

Kāpēc ir nepieciešams ūdens ar augstu viskozitāti

Zemūdens iežu vienībās ir ieslodzīti milzīgi daudz naftas un dabasgāzes, kas ir tik stingri, ka šķidrumi nevar caur tām plūst. Lai atbrīvotu naftu un dabasgāzi, urbšanas uzņēmumi šķidrumus izsūknē zem urbuma zem spiediena, kas ir pietiekami augsts, lai saplīstu grunts iežu vienības. Šis process ir pazīstams kā hidrauliskā skaldīšana.

Guarā pupu pulvera (pazīstama arī kā guāra sveķi) pievienošana šim ūdenim palielina tā viskozitāti un padara augstspiediena sūknēšanu un šķelšanās procesu efektīvāku.

Ūdens ar augstu viskozitāti ir vajadzīgs otra iemesla dēļ. Smilšu graudus vai citas sīkas granulas sajauc ar ūdeni, ko izmanto skaldīšanas procesā. Kad notiek sadrumstalotība, šīs granulas, kas pazīstamas kā “proppants”, dziļi iežu vienībā tiek ievestas pēkšņā ūdens plūdumā, kas pavada lūzumu atvēršanu.

Izslēdzot sūkņus, ūdens spiediens lūzumos pazeminās un lūzumi pēkšņi aizveras. Ja lūzumos ir ievietots pietiekami daudz balstu, tie novērš lūzumu pilnīgu aizvēršanos. Šie daļēji slēgtie lūzumi pēc tam kļūst par ejām, kas ļauj eļļai un dabasgāzei izplūst no klints un urbumā.

Ūdens ar augstu viskozitāti ir daudz efektīvāks, lai apturētu smilšu graudus un veiktu tos lūzumos.

Hidrauliskā skaldīšana: Šajā ilustrācijā parādīts, ka dabasgāze tiek attīstīta ar hidraulisko skaldīšanu. Marcellus slāneklis ir gāzi nesoša iežu vienība. Urbums ir urbts līdz Marcellus un pēc tam pagriezts horizontāli, lai tajā iekļūtu lielā attālumā. Sadalīšana tiek veikta Marcellus iekšienē, lai atvieglotu gāzes plūsmu no klinšu vienības un urbuma.

Kas ir guāra pupas?

Guāra pupiņas, kas pazīstamas arī kā kasešu pupiņas (Cyamopsis tetragonoloba) ir audzēti Indijas ziemeļrietumos un Pakistānā vismaz vairākus gadsimtus. Guārs ir ikgadējs pākšaugs, kas labi aug dažādos augsnes tipos un nožūtā vai pussausā klimatā.

Gāzu pupu tradicionālie lietojumi

Guāra auga lapas un pupiņas tradicionāli izmanto kā dzīvnieku barību un kā dārzeņu lietošanai pārtikā. Lauksaimnieki izmanto guāra auga slāpekļa fiksācijas iespējas, izmantojot to kā zaļmēslojuma kultūru.

Guāra pupiņas tiek lobītas un slīpētas, lai iegūtu baltu pulveri, kas pazīstams kā guāra sveķi vai guara. Guāra sveķi šķīst ūdenī un tiek izmantoti receptēs kā biezinātāji. Tas ir ļoti līdzīgs kukurūzas cietei, taču aptuveni astoņas reizes pārsniedz “sabiezēšanas spēku”.

Citi guāra sveķu rūpnieciski lietojumi

Guāra sveķi cepšanā izmanto kā mīklas biezinātāju. To lieto, lai sabiezinātu piena produktus, piemēram, pienu, jogurtu, sieru, saldējumu un šerbetu. Apstrādātā pārtikā guāra sveķi tiek izmantoti kā biezinātāji salātu mērcēs, mērcēs, kečupā, zupā un daudzos citos produktos. Guāra sveķus izmanto medicīnā, to skaitā: ūdenī šķīstoša šķiedra, kas veido caureju veicinošus līdzekļus un rada sāta sajūtu.

Guāra sveķu ekonomika

Tradicionāli lielākā daļa pasaules guāras pupiņu piegādes tika izmantotas kā barība dzīvniekiem un cilvēkiem ar nelielu daudzumu pārtikas produktu ražošanas. Tomēr dažos pēdējos gados guāra sveķu izmantošana hidrauliskajā sadalīšanā sāka strauji palielināties. Šis pēkšņais pieprasījuma pieaugums izraisīja desmitkārtīgu cenu pieaugumu. Indija 2011. gadā uz Amerikas Savienotajām Valstīm eksportēja guāru 915 miljonu ASV dolāru vērtībā, un lielāko daļu produkta bija paredzēts izmantot naftas un gāzes rūpniecībā. Tas bija Indijas lielākais lauksaimniecības produktu eksports uz Amerikas Savienotajām Valstīm.

Indijas guāru audzētāji reaģēja ar palielinātu platību, un Indijas lielākais guāras sveķu pārstrādātājs izplatīja 3000 tonnu bezmaksas sēklu lauksaimniekiem, kuri vēlējās pārbaudīt ražu. Paredzams, ka augstās cenas samazināsies, jo vairāk Indijas lauksaimnieku stādīs guāras pupas; tomēr cenu svārstības joprojām ir iespējamas. Guāra audzēšana Indijā ir riskants bizness, jo labībai ir jāsaņem atbilstošs musonu lietus daudzums, kas pienācīgā laikā nonāk augšanas ciklā.

Amerikas Savienotajās Valstīs ķīmiķi mēģina atrast guāra sveķu aizstājēju, un Teksasas, Oklahomas un citu štatu lauksaimnieki stāda guāru, lai piedāvātu vietēju piegādes avotu.