Olie en gas

Guarbonen en hydraulische breuk


Guar bonen: Links: guarbonencluster, afbeelding van het publieke domein gemaakt door R. Loganathan. Rechts: guarbonen, foto door Tracey Slotta, Amerikaanse ministerie van Landbouw, ARS Systematic Botany and Mycology Laboratory.

Een boon die water in gel verandert

Poeder gemaakt van de boon van een relatief onbekende plant uit India en Pakistan kan water snel in een zeer dikke gel veranderen. De bonen worden meestal gebruikt om sauzen en bewerkte voedingsmiddelen zoals ijs en ketchup te verdikken. Boorbedrijven die water met een hoge viscositeit nodig hebben om olie en aardgas uit strakke rotsformaties te winnen, kopen guarbonen net zo snel op als ze worden gekweekt.

De sterke toename van de vraag heeft de prijzen vermenigvuldigd en veel nieuwe boeren in de guarbonenbusiness gelokt. Historisch gezien hebben India en Pakistan meer dan 80% van de wereldwijde voorraad guarbonen geproduceerd. Boeren in Texas, Oklahoma en andere staten planten nu echter guarbonen om te profiteren van deze hoge prijzen.

Waarom water met een hoge viscositeit nodig is

Enorme hoeveelheden olie en aardgas worden gevangen in ondergrondse rotseenheden die zo strak zijn dat vloeistoffen er niet door kunnen stromen. Om olie en aardgas vrij te maken, pompen boorbedrijven vloeistoffen onder een druk die hoog genoeg is om de ondergrondse rotseenheden te breken. Dit proces staat bekend als hydraulisch breken.

Het toevoegen van guarboonpoeder (ook bekend als guargom) aan dit water verhoogt de viscositeit en maakt pompen onder hoge druk en het breekproces efficiënter.

Water met een hoge viscositeit is om een ​​tweede reden nodig. Zandkorrels of andere kleine korrels worden gemengd met het water dat wordt gebruikt voor het breekproces. Wanneer breuk optreedt, worden deze korrels, bekend als "proppants", diep in de rotseenheid gedragen door de plotselinge stroom water die gepaard gaat met het openen van breuken.

Wanneer de pompen worden uitgeschakeld, daalt de waterdruk in de breuken en sluiten de breuken plotseling. Als er voldoende proppants in de fracturen zijn gebracht, voorkomen ze dat de fracturen volledig sluiten. Deze gedeeltelijk gesloten breuken worden dan doorgangen waardoor olie en aardgas uit de rots in de put kunnen stromen.

Water met een hoge viscositeit is veel effectiever in het suspenderen van zandkorrels en deze in de breuken te dragen.

Hydraulische breuk: Deze illustratie toont een aardgasbron die wordt ontwikkeld met hydraulische breuk. De Marcellus Shale is de gasdragende rotseenheid. De put is naar de Marcellus geboord en vervolgens horizontaal gedraaid om er een lange afstand door te dringen. Het breken gebeurt binnen de Marcellus om de gasstroom uit de rotseenheid naar de put te vergemakkelijken.

Wat zijn guarbonen?

Guarbonen, ook bekend als clusterbonen (Cyamopsis tetragonoloba) worden al minstens enkele eeuwen geteeld in het noordwesten van India en Pakistan. Guar is een eenjarige peulvrucht die goed groeit in verschillende grondsoorten en in droge tot semi-aride klimaten.

Traditioneel gebruik van guarbonen

De bladeren en bonen van de guarplant worden traditioneel gebruikt als diervoeder en als groente voor menselijke consumptie. Boeren profiteren van de stikstofbindende eigenschappen van de guarplant door het te gebruiken als groenbemester.

Guarbonen worden gepeld en gemalen om een ​​wit poeder te produceren dat guargom of guaran wordt genoemd. Guargom is oplosbaar in water en wordt in recepten als verdikkingsmiddel gebruikt. Het lijkt erg op maïszetmeel - maar heeft ongeveer acht keer de 'verdikkende kracht'.

Andere industriële toepassingen van guargom

Guargom wordt bij het bakken gebruikt als deegverdikkingsmiddel. Het wordt gebruikt om zuivelproducten te verdikken zoals melk, yoghurt, kaas, ijs en sorbet. In bewerkte voedingsmiddelen wordt guargom gebruikt als verdikkingsmiddel in saladedressing, sauzen, ketchup, soep en vele andere producten. Guargom heeft medicinale toepassingen, waaronder: in water oplosbare vezels, bulkvormend laxeermiddel en een gevoel van verzadiging.

Guar Gum Economics

Traditioneel werd het grootste deel van de wereldvoorraad guarbonen gebruikt als voedsel voor dieren en mensen met een klein deel dat naar de voedselverwerkende industrie ging. In de afgelopen jaren begon het gebruik van guargom bij hydraulische fracturering echter snel toe te nemen. Deze plotselinge toename van de vraag veroorzaakte een tienvoudige prijsstijging. In 2011 exporteerde India guar ter waarde van $ 915 miljoen naar de Verenigde Staten, waarbij het grootste deel van het product bedoeld was voor gebruik in de olie- en gasindustrie. Het was de grootste agrarische export van India naar de Verenigde Staten.

Guar-boeren in India reageerden met een groter areaal en de grootste guargomverwerker van India verdeelde 3.000 ton gratis zaden aan boeren die het gewas wilden testen. De hoge prijzen zullen naar verwachting dalen naarmate meer Indiase boeren guarbonen planten; Prijsvolatiliteit is echter nog steeds mogelijk. Het kweken van guar in India is een risicovolle onderneming omdat het gewas de juiste hoeveelheid moessonregen moet krijgen die op het juiste moment in de groeicyclus aankomt.

In de Verenigde Staten proberen chemici een vervanger voor guargom te vinden en boeren in Texas, Oklahoma en andere staten planten guar om een ​​binnenlandse bevoorradingsbron aan te bieden.