フラクサンドは、主にエネルギー産業で使用される特殊な高純度の珪砂です。これは水圧破砕プロセスで使用されます。このプロセスでは、砂を水および化学物質とともに深井戸に注入して、地下の岩石層に亀裂を形成します。これらの亀裂は、閉じ込められた石油とガスを放出して抽出できるようにするのに役立ちます。フラクサンドはこれらの亀裂を開いたままにし、石油とガスが自由に地表に戻ることができるようにします。フラクサンドの特徴は次のとおりです。
純度: フラクサンドは通常、99% 以上純粋な石英です。
形状: 丸い球形なので、しっかりと効率的に詰めることができます。
強度: フラクサンドは非常に割れにくいため、地下深くの高圧条件にも耐えることができます。
通常の砂は建設、ガラス製造、その他の産業で使用され、川底、海岸、砂漠などのさまざまな場所から採取されます。通常の砂は主に二酸化ケイ素 (SiO2) で構成されており、これはフラクサンドの基礎でもあります。ただし、通常の砂には長石、雲母、酸化鉄などの他の物質が含まれている場合があり、それらが色、形状、強度に影響を与える可能性があります。これらの不純物により、通常の砂は水圧破砕に適さなくなります。
業界では、特に主に二酸化ケイ素で構成されている場合、通常の砂を「シリカ砂」と呼ぶことがあります。 「シリカ」という用語は、石英と同じ化学組成を持つ二酸化ケイ素の原子構造を指します。
フラックサンドと通常のサンドの主な違い
これらの違いは、フラクサンドが水圧破砕に適している理由と、通常の砂がこの目的に適していない理由を説明しています。
純度: 単なるクォーツ以上のもの
フラクサンドは99％以上が石英で、不純物がほとんどありません。この純度は、水圧破砕においてフラクサンドが果たす役割にとって非常に重要です。長石、雲母、酸化鉄などの不純物は砂を弱めたり、不規則な形状を作り出したりして、耐える必要がある高圧環境に適さなくなる可能性があります。
一方、通常の砂には、その供給源に応じて、他のさまざまな鉱物や粒子が含まれている場合があります。川の砂には有機物が含まれている場合がありますが、砂漠の砂は塵やその他の不純物の層で覆われている場合があります。これらの不純物は建設における砂の使用に影響を及ぼさない可能性がありますが、水圧破砕用途での通常の砂の使用を妨げる可能性があります。
形状: 最大効率を実現する球形粒子
フラクサンドは高度に球状の形状で知られており、水圧破砕プロセス中に作成された亀裂にしっかりと詰め込むことができます。この球形性が重要なのは、これらの資源のための空きスペースを十分に残し、亀裂を通る石油とガスの流れを最大化するためです。
通常の砂粒は、角張ったものから角張ったものまで、形状がより不規則であることがよくあります。このようなギザギザの形状はしっかりと詰めることができないため、割れ目を開いたまま保持する砂の能力が低下します。水圧破砕では、亀裂があまりにも早く閉じるため、石油とガスの抽出効率が低下します。
強さ：圧力に耐える能力
水圧破砕プロセス中に亀裂に砂が注入されると、亀裂は数千ポンド/平方インチ (PSI) という途方もない圧力にさらされます。この圧力下で砂粒が壊れると、亀裂が閉じてしまい、井戸の効率が低下します。
フラクサンドは、その極めて高い硬度と、このような高圧下での粉砕に耐える能力により選ばれています。モース硬度スケール (鉱物の硬さを測定する) では、クォーツは 10 点中 7 点と評価されており、変形に対する耐性が非常に高いことを意味します。
対照的に、通常の砂はそのような高圧に耐える必要はありません。建設、製造、またはガラス生産で使用する場合、地下の亀裂を開いたままにしておく必要はありません。その結果、通常の砂は同レベルの圧縮強度を持たないため、水圧破砕には適していません。
水圧破砕における応用
フラックサンドは、通常の砂が役に立たない水圧破砕プロセスに不可欠です。水圧破砕中、フラクサンドを水および化学物質と混合して「水圧破砕流体」を作り、それを井戸に注入して頁岩を爆破します。岩石が破壊されると、フラックスサンドが亀裂を開いたままにし、石油やガスが地表に流れるようにします。一方、通常の砂は他の産業でも使用できます。例えば：
建設: インフラ建設に不可欠なコンクリートを作るために通常の砂が使用されます。
ガラス製造: 高純度のケイ砂 (フラクサンドに似ていますが、別の目的に使用されます) は、ガラス製造の重要な成分です。
造園: 通常の砂は、表面を平らにするためやさまざまな造園目的に使用されます。