Палепшаная геатэрмальная сістэма выкарыстоўвае тэхналогію нафты і газу для здабычы энергіі з нізкім утрыманнем вугляроду. Частка 2.

Міністэрства энергетыкі ЗША (DOE) прафінансавала праект пад назвай FORGE, у рамках якога гарачыя гранітныя пароды будуць свідраваць і разбіваць з выкарыстаннем найлепшых нафтагазавых тэхналогій. Агульная мэта складаецца ў тым, каб убачыць, ці можа вада, выпампаваная ў адну свідравіну, цыркуляваць праз граніт і награвацца перад напампоўваннем другой свідравіны для прывядзення ў рух турбін, якія выпрацоўваюць электраэнергію.

Джон Макленан, кафедра хімічнай інжынерыі, Універсітэт штата Юта, з'яўляецца адным з галоўных даследчыкаў гэтага праекта Міністэрства аховы здароўя. Прэзентацыя вэбінара на гэтую тэму была прафінансавана NSI 6 красавіка 2022 г.: Frontier абсерваторыя даследаванняў у геатэрмальнай энергіі (FORGE): абнаўленне і погляд наперад

Частка 1 разглядала гэтыя пытанні Джону Макленану:

Q1. Ці можаце вы даць кароткую гісторыю геатэрмальнай энергіі?

Q2. Што такое палепшаныя геатэрмальныя сістэмы і дзе прымяняецца пластыраванне?

Q3. Раскажыце пра сайт праекта FORGE у штаце Юта і чаму ён быў абраны.

Гэтая артыкул - частка 2, у якой разглядаюцца тры дадатковыя пытанні ніжэй:

Q4. Якая асноўная канструкцыя нагнетальнай і эксплуатацыйнай свідравіны?

На сённяшні дзень прабурана шэсць свідравін. Пяць з гэтых свідравін - гэта вертыкальна прабураныя маніторынгавыя свідравіны, што адпавядае стратэгіі палявой лабараторыі. Валаконна-аптычныя кабелі і геофоны ў маніторынгавых свідравінах могуць адлюстраваць храналагічны рост гідраўлічных разрываў, якія злучаюць нагнетальную свідравіну, якая была прабурана, і маючую адбыцца эксплуатацыйную свідравіну.

Нагнетальная свідравіна была прабурана да вымяранай глыбіні 10,987 8520 футаў (сапраўдная вертыкальная глыбіня 5 футаў ± ніжэй за ўзровень зямлі). Гэта пацягнула за сабой вертыкальнае свідраванне, а затым стварэнне выгнутага ўчастка на 100°/65 футаў і, нарэшце, захаванне бакавой часткі пад 4,300° да вертыкалі на працягу прыкладна 105 футаў па азімуце на поўдзень ад усходу (NXNUMXE). Гэты кірунак спрыяе таму, каб наступныя ГРП былі пертаганальнымі да свідравіны.

Пасля бурэння ўсе свідравіны, акрамя самых ніжніх 200 футаў, былі абсаджаны (для перамяшчэння значнай колькасці вады з абмежаванымі стратамі на трэнне і паразітныя перапампоўкі выкарыстоўваўся корпус большага дыяметра 7 цаляў) і зацэментаваны на паверхню (для гідраўлічнай ізаляцыі кальцавой прасторы) .

Q5. Не маглі б вы падсумаваць тры апрацоўкі ГРП у нагнетальнай свідравіне і іх вынікі?

У красавіку 2022 года ў раёне ніжніх канечнасцяў (палец) нагнетальнай свідравіны былі пракачаны тры ГРП. Геафоны ў трох свідравінах, паверхневыя прыборы і свідравінныя валаконна-аптычныя датчыкі забяспечваюць уяўленне аб эвалюцыі геаметрыі разрыву падчас прапампоўкі. На падставе інтэрпрэтацыі гэтых геаметрый разрыву, вытворчая свідравіна будзе далей прасвідравана для перасячэння гэтых аблокаў мікрасейсмічнасці.

Паслядоўна адпампоўвалі тры стадыі пералому. Першы быў накіраваны на ўсю даўжыню свідравіны (ніжнія 200 футаў, якія не былі абсаджаны). Гэта апрацоўка была слізкай вадой (вада са зніжэннем трэння). 4,261 баррэляў (~179,000 50 галлонаў) перапампоўвалася са хуткасцю да 2100 удараў у хвіліну (220 галлонаў у хвіліну). Пасля кароткага закрыцця свідравіну вярнулі пры тэмпературы каля XNUMX°F.

Наступная стадыя ўключала перапампоўку пластовай вады са хуткасцю да 35 удараў у хвіліну праз 20-футавую секцыю корпуса, якая была перфараваная 120 кумулятыўнымі зарадамі, каб забяспечыць доступ да пласта праз абсадную трубу і цэментную абалонку. было перапампавана 2,777 XNUMX баррэляў вады; а потым калодзеж пацякаў назад.

Завяршальная стадыя ўключала ў сябе 3,016 баррэляў сшытай (глейкай) вадкасці, прапампаванай праз перфараваны корпус са хуткасцю да 35 удараў у хвіліну. Прапампавалі мікрапрапант. У далейшым будуць праводзіцца ацэнкі для ацэнкі неабходнасці і жыццяздольнасці падпорных пераломаў для забеспячэння праводнасці створаных пераломаў.

Папярэдняя апрацоўка трэцяга этапу мяркуе рост псеўдапрамянёвай разломы вакол свідравіны ў цэнтры. Гэта спрыяе падзелу паміж існуючай фарсункай і будучым вытворцам прыкладна на 300 футаў. Камерцыйны сцэнар можа запатрабаваць большага зруху, чым гэты; аднак гэтая эксперыментальная праграма павінна спачатку ўсталяваць магчымасць злучэння двух суседніх свідравін з дапамогай гідраўлічнага разрыву пласта.

Q6. Які патэнцыял камерцыйнага прымянення?

У камерцыйных умовах будзе створана мноства гідраўлічных разрываў для злучэння свідравін. У палявой лабараторыі FORGE даўжыня латэрала будзе прысвечана тэсціраванню новых тэхналогій. Яны ўключаюць у сябе метады вызначэння характарыстык пласта, метады гідраразрыву пласта і перфарацыі, адпаведнасць - намінальна роўны паток праз кожны гідраразрыў, а таксама характарыстыкі цыркуляцыі праз гэтыя сеткі разрыву і хуткасць, з якой адчуваецца цеплавое знясіленне. Даследчыя кантракты прадастаўляюцца іншым бакам (універсітэтам, нацыянальным лабараторыям, прамысловым прадпрыемствам) для распрацоўкі гэтых тэхналогій і іх тэставання ў FORGE.

У камерцыйнай абстаноўцы EGS халодная вада будзе ўпырсквацца і праходзіць праз мноства гідраўлічнымі трэшчынамі, набываючы цяпло ў працэсе. Гарачая вада будзе выходзіць на паверхню праз вытворчую свідравіну. На паверхні будзе рэалізавана стандартная геатэрмальная тэхналогія для вытворчасці электраэнергіі (арганічны цыкл Рэнкіна (ORC) з выкарыстаннем другаснай арганічнай рабочай вадкасці, якая ператвараецца ў пару для прывядзення ў рух турбіны/генератара; або прамое выпраменьванне ў пару). Атрыманая вада пасля адводу цяпла рэцыркулюе.

Сайт FORGE не будзе вытворцам электраэнергіі. Ён прызначаны для тэставання і распрацоўкі тэхналогій, якія будуць спрыяць камерцыялізацыі гэтага віду геатэрмальнай энергіі. У цэнтры поспеху - развіццё тэхналогій. Ужо цяпер былі дасягнуты значныя поспехі, прасоўваючы прымяненне полікрышталічных алмазных кампактных долотаў (PDC), якія дазваляюць рэзка павялічыць хуткасць пранікнення. Пратаколы ацэнкі падземных вымярэнняў і навучанне ўсяго персаналу буравой пляцоўкі палепшылі эканоміку бурэння гэтага геатэрмальнага праекта.

Здаецца, што гідраўлічны разрыў можа быць праведзены эфектыўна, але сапраўднае выпрабаванне заключаецца ў эфектыўнасці цыркуляцыі і рэкуперацыі цяпла пасля бурэння вытворчай свідравіны.

Поспех EGS тут можа быць прыменены ў іншым месцы. Разгледзьце магчымасць выкарыстання гідраўлічнага разрыву пласта для гібрыдных прыкладанняў EGS, дзе звычайныя прымяненні сутыкнуліся з геатэрмальным эквівалентам сухой свідравіны - натуральныя разрывы не сустракаліся падчас бурэння, але могуць быць перасечаны пры разрыве.

Поспех у FORGE азначае тэставанне тэхналогій, якія інакш не разглядаліся б, перадачу жыццяздольных тэхналогій прыватнай прамысловасці і заахвочванне развіцця геатэрмальнай энергіі ў цэлым.