Fejlődés a repesztésben – Low-Tech, High-Tech és Climate-Tech.

A Hidraulikus Repesztéstechnológiai Konferenciát (HFTC) 1. február 3-2022-án rendezték meg a texasi The Woodlandsben. Úgy tűnik, hogy a járványkitörésnek végre vége, mindaddig, amíg nem bukkannak fel radikálisan új változatok.

A szünet nem állította meg az innovációt, amely mindig is kulcsfontosságú volt az olaj- és gáziparban. Íme néhány legutóbbi kiemelés, amelyek közül néhány a HFTC-ből származott.

Alacsony technológiai fejlesztések.

A 2022-ben elkészülő kutak számának növekedése, valamint a hosszabb vízszintes kútszakaszok növekedése előrevetíti a töredezett homok ugrását. De a jelenlegi homokbányák, amelyek manapság gyakrabban találhatók a medencében, az elmúlt néhány évben az árak és a karbantartás csökkenését szenvedték el, és előfordulhat, hogy nem tudják kielégíteni a szükségleteket.

A szivattyúk hiánycikk. Az üzemeltetők a javításra vagy korszerűsítésre szoruló szivattyúkra ragaszkodnak, mert a kölcsönözhető helyek korlátozottak.

Egyes perm üzemeltetők hosszabb vízszintes kutakat fúrnak. Az adatok 15-20%-os költségcsökkenést mutatnak a fúrások és kútépítések esetében az elmúlt évekhez képest, részben azért, mert a kutak gyorsabban fúrhatók. Az egyik cég mindössze 2 nap alatt 10 mérföldes vízszintes fúrást végzett.

A gyorsabb fúrást mutatja ez az összehasonlítás: a permi fúrások 2014-es csúcspontján 300 fúrótorony fúrt ki kevesebb mint 20 millió oldallábnyit egy év alatt. Tavaly, 2021-ben kevesebb mint 300 fúrótorony fúrt 46 millió lábat – ez figyelemre méltó eredmény.

Ennek egy része a szimul-frac kialakítás növekvő használata, ahol két szomszédos kutat együtt perforálnak és repesztenek – 70%-kal gyorsabb befejezés, mint a hagyományos cipzáras-frac kialakítás.

A lábonkénti olajtermelés a vízszintes hosszúsággal 1 mérföldről 2 mérföldre nő. Míg a legtöbb perm kutak már legalább 2 mérföld hosszúak, egyes üzemeltetők feszegetik a határokat. Egy kezelő számára a kutak csaknem 20%-a 3 mérföld hosszú, és elégedettek az eredményekkel.

Néhányan azonban vegyes eredményekről számolnak be a lábonkénti termelékenység tekintetében. Míg néhány hosszabb kutak változatlanok maradtak, néhány kút 10-20%-kal esett 2 és 3 mérföldes hosszúságok között. A végleges eredmény még nem érhető el.

Ennek egyik oldalsávja az a hatalmas mennyiségű víz és homok, amelyet egy 3 mérföldes vízszintes kút töréséhez használnak. Ha a 2-ban egy tipikus 2018 mérföldes kútból nyert számokat egy 3 mérföldes kútra extrapoláljuk, akkor azt tapasztaljuk, hogy a teljes vízmennyiség 40 lábról 60 lábra emelkedik egy futballstadion füves területe felett – és ez kérdéseket vet fel a kút forrását illetően. a frac víz. Hasonló kinyilatkoztatás jelenik meg a homok teljes mennyiségére vonatkozóan, amely 92 vasúti konténerről 138 konténerre emelkedik. És ez csak egy kútra vonatkozik

A csúcstechnológia fejlődése.  

A kútfejnél nagyobb hangsúlyt fektetnek a több adatgyűjtésre és az adatok diagnosztizálására a vízszintes kutak repedéseinek javítása érdekében. 

Közeli térbeli kapcsolat.

A Seismos kifejlesztett egy innovatív diagnosztikát, amely képes jellemezni, hogy mennyire jó a kapcsolat a kútfúrás és a tározó között, ami kulcsfontosságú az olaj vízszintes kútba való áramlásában.

Akusztikus impulzust használnak az áramlási ellenállás mérésére a repedezett kút kútfúrásközeli tartományában. A mérőszámot NFCI-nek hívják, a közeli terepi kapcsolódási indexhez, és egy vízszintes kút mentén mérhető. Kimutatták, hogy az NFCI korrelál az olajtermeléssel minden frakciós szakaszban.

Tanulmányok kimutatták, hogy az NFCI a következőktől függ:

· A tározó geológiája – a rideg kőzetek nagyobb NFCI-számot adnak, mint a képlékeny kőzetek.

· Más kutak közelsége, amelyek olyan feszültséget válthatnak ki, amely az NFCI-számok változását okozza egy vízszintes kút mentén.

· Terelő hozzáadása vagy korlátozott belépési frac kialakítása, amely 30%-kal növelheti az NFCI értékeket.

Zárt kútfúrás nyomásfigyelése.  

Egy másik csúcstechnológiai példa az SWPM, amely a Sealed Wellbore Pressure Monitoring rövidítése. A nyomás alatt lévő folyadékkal feltöltött vízszintes monitorkút elválik egy másik vízszintes kúttól, amelyet teljes hosszában repeszteni kell. A monitorban lévő nyomásmérők jól rögzítik az apró nyomásváltozásokat a frac műveletek során.

Az eljárást a Devon Energy és a Well Data Labs fejlesztette ki. 2020 óta több mint 10,000 40 repedési szakaszt – jellemzően 2-et egy XNUMX mérföldes oldalirányban – elemeztek.

Amikor a törések egy adott repedési stádiumból szétterjednek, és jól elérik a monitort, nyomáskiesést rögzít a rendszer. Az első csobbanást a szivattyúzott folyadék mennyiségéhez viszonyítják, ezt VFR-nek nevezik. A VFR használható proxyként a fürttörés hatékonyságához, és még a repedés geometriájának meghatározására is használható. 

Egy másik cél lehet annak megértése, hogy a tározók kimerülése a már meglévő szülőkút miatt befolyásolhatja-e a törések növekedését. Az új törés a tározó kimerült része felé hajlik.

Közeli feszültség az optikai kábel miatt.   

Egy száloptikai kábelt ki lehet fűzni egy vízszintes kút mentén, és a kútház külső oldalára lehet rögzíteni. Az optikai kábelt fém burkolat védi. Egy lézersugarat küldenek le a kábelen, és felveszi a kábel kismértékű préselődése vagy tágulása (azaz húzódása) által okozott visszaverődéseket, amikor a kútnál bekövetkező törés geometriája megváltozik a kútnyomás változása miatt az olajtermelés során.

Pontos időket rögzít a rendszer, amikor lézeres visszaverődés következik be, és ez felhasználható annak kiszámítására, hogy a kábel melyik pontja volt préselve – akár 8 hüvelykes kútszegmensek is azonosíthatók.

A lézerjelek egy adott perforációs klaszternél a törés geometriájához és termelékenységéhez kapcsolódnak. A nagy alakváltozás azt sugallja, hogy a perforációhoz kapcsolódó törés szélessége nagymértékben megváltozik. De az alakváltozás hiánya nem jelezne törést ezen a perforáción, vagy nagyon alacsony vezetőképességű törést.

Ezek a kezdeti idők, és ennek az új technológiának a valódi értékét még nem határozták meg.

A klímatechnika fejlődése.  

Ezek az éghajlatváltozáshoz és az üvegházhatású gázok (ÜHG) kibocsátásához kapcsolódó innovációk, amelyek hozzájárulnak a globális felmelegedéshez.

E-fracking.

Az olajmezőn az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentésének egyik módja az, ha az olaj- és gáztársaságok környezetbarátabbá teszik saját tevékenységeiket. Például úgy, hogy gázolaj helyett földgázt vagy szél- vagy napenergiát használnak a repesztési műveletekhez.  

A HFTC nyitó plenáris ülésén Michael Segura, alelnöke elmondta, hogy Halliburton az egyik legfontosabb szereplő az elektromos meghajtású frac-flották vagy az e-frac technológia területén. Valójában az e-frac-okat a Halliburton kezdeményezte 2016-ban, és 2019-ben került kereskedelmi forgalomba.

A Segura szerint az előnyök az üzemanyag-megtakarításban, valamint az ÜHG-kibocsátás akár 50%-os csökkenésében rejlenek. Azt állította, hogy ez „meglehetősen figyelemre méltó hatást gyakorolt ​​iparágunk kibocsátási profiljára”.

Azt is elmondta, hogy a vállalat „nagy elkötelezettséget vállalt a berendezések és az olyan lehetővé tevő technológiák fejlesztése mellett, mint például a hálózatról hajtott repesztés”. Ez nyilvánvalóan arra utal, hogy a hálózatból származó villamos energiát használnak, nem pedig kútfejű gázzal, CNG-vel vagy LNG-vel hajtott gázturbinákról.

A legelterjedtebb e-flották kútfejű gázt használnak gázturbinák működtetésére, hogy villamos energiát állítsanak elő, amely a flottát táplálja, mondta egy megfigyelő. Ez kétharmadára csökkenti az ÜHG-lábnyomot, és több kút építhető ki adott ÜHG-kibocsátási engedély mellett.

Az E-fraccok a piacnak jelenleg csak körülbelül 10%-át teszik ki, de az ÜHG csökkentésére irányuló világszintű kereslet várhatóan növeli az e-frac-ok használatát, ahol jellemzően 50%-os ÜHG-csökkentés érhető el.

Geotermikus.  

A geotermikus energia zöld a fosszilis tüzelőanyagokhoz képest, mert a földalatti képződményekből nyeri ki az energiát hő formájában, amely elektromos árammá alakítható.

A Hot Dry Rock volt a neve annak a módszernek, amellyel a geotermikus energiát gránitrepesztéssel használták fel az új-mexikói Los Alamos Nemzeti Laboratóriumhoz (LANL) közeli hegyekben. Ez az 1970-es években volt.

A LANL-nél feltalált koncepció meglehetősen egyszerű volt: fúrjon egy ferde kutat a gránitba, és törje meg a kutat. Kis távolságra fúrjon egy második kutat, amely a törés(ek)hez csatlakozna. Ezután szivattyúzza le a vizet az első kútba, a repedés(ek)en keresztül, ahol felveszi a hőt, majd a második kútba, ahol a forró víz gőzturbinát hajthat meg elektromos áram előállítására.

A koncepció egyszerű volt, de a repedési eredmények nem egyszerűek – apró repedések hálózata, amely bonyolította és csökkentette a víz áramlását a második kútba. A hatékonyság nem volt nagy, és a folyamat drága volt.

A koncepciót a világon sok más helyen is kipróbálták, de továbbra is a kereskedelmi elérhetőség küszöbén áll.

John McLennon, a Utahi Egyetem munkatársa a HFTC plenáris ülésén egy új tervről beszélt. Egy olyan csapat tagja, amely a közel függőleges helyett vízszintes kutak fúrásával és az olajmezőről származó legújabb repesztési technológiával kívánja bővíteni a koncepciót. A projekt neve Enhanced Geothermal Systems (EGS), és az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) finanszírozza.

A projekt során 11,000 márciusában fúrták meg az elsőt a két 2021 300 láb hosszúságú kút közül. A megközelítés szerint az első fúrást feltörik, és feltérképezik a repedéseket, hogy megtervezzék az első kúttól 600 méterre lévő második kút stimulációs tervét, amely biztosítja a szükséges összeköttetést a kút között. két kút. Ha működik, azt tervezik, hogy két, egymástól XNUMX láb távolságra fekvő kúthoz igazítják a műveleteket.

Kicsit ironikus, hogy a palaolaj- és gázforradalomra kifejlesztett kúttechnológiát tiszta energiaforrásba lehet beoltani a fosszilis tüzelőanyag-energiák helyettesítésére.

Ennek egy másik változata a DOE-től az Oklahomai Egyetemnek nyújtott forrásból, hogy négy régi olajkútból geotermikus energiát állítanak elő, és azt a közeli iskolák fűtésére használják fel.

Az ehhez hasonló projektek iránti lelkesedés ellenére Bill Gates azzal érvel, hogy a geotermikus energia csak szerény mértékben járul hozzá a világ energiafogyasztásához:

A geotermikus célra ásott kutak mintegy 40 százaléka dúcnak bizonyul. A geotermikus energia pedig csak bizonyos helyeken érhető el szerte a világon; a legjobb helyek általában az átlag feletti vulkáni aktivitású területek.