Дасягненні ў галіне фракінгу - нізкатэхналагічныя, высокія тэхналогіі і кліматычныя тэхналогіі.

Канферэнцыя па тэхналогіях гідраўлічнага разрыву пласта (HFTC) прайшла ў Вудлендсе, штат Тэхас, 1-3 лютага 2022 г. Пандэмія, здаецца, нарэшце скончылася, пакуль не з'явяцца радыкальныя новыя варыянты.

Перапынак не спыніў інавацыі, якія заўсёды былі ключавым кампанентам нафтагазавай прамысловасці. Вось некалькі нядаўніх момантаў, некаторыя з якіх выйшлі з HFTC.

Нізкатэхналагічныя дасягненні.

Павелічэнне колькасці свідравін, якія будуць завершаны ў 2022 годзе, а таксама больш доўгія гарызантальныя ўчасткі свідравін прадвесціць скачок пяску для ГРП. Але сучасныя пясчаныя шахты, часцей за ўсё ў басейне, пацярпелі ад зніжэння коштаў і тэхнічнага абслугоўвання за апошнія некалькі гадоў, і, магчыма, не змогуць задаволіць патрэбнасць.

Помпы ў дэфіцыце. Аператары трымаюцца за помпамі, якія патрабуюць рамонту або мадэрнізацыі, таму што колькасць месцаў для арэнды іх абмежаваная.

Некаторыя аператары ў пермскім перыядзе бураць больш доўгія гарызантальныя свідравіны. Дадзеныя паказваюць зніжэнне выдаткаў на свідраванне і заканчванне свідравін на 15-20% у параўнанні з апошнімі гадамі, часткова таму, што свідравіны можна бурыць хутчэй. Адна кампанія прабурыла 2-мілі гарызантальную скважину ўсяго за 10 дзён.

Больш хуткае бурэнне паказвае гэта параўнанне: на піку пермскага бурэння ў 2014 годзе 300 буравых установак прасвідравалі менш за 20 мільёнаў бакавых футаў за год. У мінулым, 2021 годзе, менш за 300 буравых установак прасвідравалі 46 мільёнаў футаў - гэта выдатны вынік.

Адной з прычын з'яўляецца ўсё большае выкарыстанне плана адначасовага ГРП, калі дзве суседнія свідравіны перфаруюцца і разрываюцца ўзгоднена - завяршэнне на 70% хутчэй, чым пры традыцыйным ГРП на маланцы.

Здабыча нафты на фут павялічваецца з павелічэннем гарызантальнай даўжыні ад 1 мілі да 2 міляў. У той час як большасць свідравін у пермскім перыядзе цяпер маюць даўжыню не менш за 2 мілі, некаторыя аператары рассоўваюць межы. Для аднаго аператара амаль 20% свідравін маюць даўжыню 3 мілі, і яны задаволены вынікамі.

Але некаторыя паведамляюць пра неадназначныя вынікі прадукцыйнасці на фут. У той час як некаторыя больш доўгія свідравіны заставаліся ранейшымі, некаторыя свідравіны ўпалі на 10-20% паміж даўжынямі ад 2 да 3 міль. Канчатковы вынік пакуль недаступны.

Бакавой панэллю гэтага з'яўляецца велізарная колькасць вады і пяску, якія выкарыстоўваюцца для гидроразрыва 3-мільнай гарызантальнай свідравіны. Калі лічбы, атрыманыя з звычайнай 2-мільнай свідравіны ў 2018 годзе, экстрапаляваць на 3-мільную свідравіну, мы выявім, што агульны аб'ём вады ўзрасце з 40 футаў да 60 футаў над газонам футбольнага стадыёна - і гэта выклікае пытанні аб крыніцы вады ГРП. Падобнае адкрыццё з'яўляецца для агульных аб'ёмаў пяску, якія ўзрастаюць з 92 вагонных кантэйнераў да 138 кантэйнераў. І гэта толькі для аднаго калодзежа

Высокатэхналагічныя дасягненні.  

На вусце свідравіны больш увагі ўдзяляецца збору большай колькасці даных і іх дыягностыцы для паляпшэння разрыву пласта гарызантальных свідравін. 

Падключэнне блізкага поля.

Кампанія Seismos распрацавала інавацыйную дыягностыку, якая можа ахарактарызаваць, наколькі добрая сувязь паміж ствалом свідравіны і пластом, што з'яўляецца ключом да паступлення нафты ў гарызантальную свідравіну.

Акустычны імпульс выкарыстоўваецца для вымярэння супраціву патоку ў прыствольнай вобласці свідравіны, якая была разрыта. Метрыка называецца NFCI, што азначае індэкс сувязі блізкага поля, і яе можна вымераць па ўсёй гарызантальнай свідравіне. Было паказана, што NFCI карэлюе з здабычай нафты на кожнай стадыі ГРП.

Даследаванні паказалі, што NFCI залежыць ад:

· Геалогія пласта — крохкія пароды даюць большыя лічбы NFCI, чым пластычныя пароды.

· Блізкасць іншых свідравін, якія могуць выклікаць стрэсы, якія выклікаюць змяненне паказчыкаў NFCI ўздоўж гарызантальнай свідравіны.

· Даданне дывертара або выкарыстанне канструкцыі ГРП з абмежаваным уваходам, што можа павялічыць значэнні NFCI на 30%.

Маніторынг ціску ў герметычнай свідравіне.  

Яшчэ адзін высокатэхналагічны прыклад - SWPM, што расшыфроўваецца як маніторынг ціску ў герметычным ствале свідравіны. Гарызантальная маніторная свідравіна, напоўненая вадкасцю пад ціскам, аддзяляецца ад іншай гарызантальнай свідравіны, якая падлягае разрыву па ўсёй даўжыні. Манометры ў маніторнай свідравіне фіксуюць нязначныя змены ціску падчас аперацый ГРП.

Працэс быў распрацаваны Devon Energy і Well Data Labs. З 2020 года было прааналізавана больш за 10,000 40 этапаў гидроразрыва пласта - звычайна 2 уздоўж XNUMX-мільнай бакавой лініі.

Калі разломы распаўсюджваюцца ад дадзенай стадыі разрыву і дасягаюць свідравіны манітора, запісваецца ўспышка ціску. Першы момант правяраецца з аб'ёмам запампаванай вадкасці для гидроразрыва пласта, які называецца VFR. VFR можна выкарыстоўваць у якасці проксі для кластарнай эфектыўнасці ГРП і нават выкарыстоўваць для вызначэння геаметрыі ГРП. 

Яшчэ адной мэтай можа быць высвятленне таго, ці можа знясіленне пласта з-за ўжо існуючай мацярынскай свідравіны паўплываць на рост разломаў. Новая трэшчына імкнецца накіроўвацца ў бок вычарпанай часткі вадаёма.

Напружанне каля свідравіны ад валаконна-аптычнага кабеля.   

Валаконна-аптычны кабель можа быць нацягнуты ўздоўж гарызантальнай свідравіны і прымацаваны да вонкавага боку корпуса свідравіны. Аптычны кабель абаронены металічнай абалонкай. Лазерны прамень накіроўваецца ўніз па кабелі і ўлоўлівае адлюстраванне, выкліканае драбнюткім абцісканнем або пашырэннем (г.зн. дэфармацыяй) кабеля, калі геаметрыя разлому ў свідравіне змяняецца з-за змены ціску ў свідравіне падчас здабычы нафты.

Рэгіструецца дакладны час, калі адбываецца адлюстраванне лазера, і гэта можа быць выкарыстана, каб вылічыць, у якім месцы ўздоўж кабеля быў абціснуты - можна ідэнтыфікаваць сегменты памерам да 8 цаляў.

Лазерныя сігналы звязаны з геаметрыяй і прадукцыйнасцю пералому ў канкрэтным кластары перфарацыі. Вялікая змена дэфармацыі можа сведчыць аб вялікай змене шырыні пералому, звязанага з гэтай перфарацыяй. Але адсутнасць змены дэфармацыі будзе азначаць адсутнасць пералому ў гэтай перфарацыі або пералом з вельмі нізкай праводнасцю.

Гэта першыя дні, і сапраўдная каштоўнасць гэтай новай тэхналогіі яшчэ не вызначана.

Дасягненні кліматычных тэхналогій.  

Гэта інавацыі, звязаныя са змяненнем клімату і выкідамі парніковых газаў (ПГ), якія спрыяюць глабальнаму пацяпленню.

Электронны фрэкінг.

У нафтавых радовішчах адным са спосабаў скарачэння выкідаў парніковых газаў з'яўляецца экалагізацыя ўласных аперацый нафтавымі і газавымі кампаніямі. Напрыклад, з выкарыстаннем замест дызельнага паліва прыроднага газу, ветру або сонечнай электраэнергіі для правядзення работ па фрэкінгу.  

На адкрыцці пленарнага пасяджэння HFTC Майкл Сегура, старэйшы віцэ-прэзідэнт, сказаў, што кампанія Halliburton з'яўляецца адным з асноўных гульцоў у галіне электраразрыўных паркаў і тэхналогій электроннага ГРП. Фактычна, электронныя фракцыі былі ініцыяваны Halliburton у 2016 годзе і камерцыялізаваны ў 2019 годзе.

Сегура сказаў, што перавагі заключаюцца ў эканоміі паліва, а таксама ў скарачэнні выкідаў ПГ да 50%. Ён сцвярджаў, што гэта «даволі прыкметны ўплыў на профіль выкідаў нашай прамысловасці».

Ён таксама сказаў, што кампанія ўзяла на сябе «вялікую прыхільнасць да распрацоўкі абсталявання і спрыяльных тэхналогій, такіх як ГРП з харчаваннем ад сеткі». Мабыць, гэта адносіцца да выкарыстання электраэнергіі з сеткі, а не з газавых турбін, якія працуюць ад устьевага газу або крыніц СПГ або СПГ.

Адзін з назіральнікаў сказаў, што найбольш распаўсюджаныя электронныя аўтапаркі выкарыстоўваюць вусцевы газ для запуску газавых турбін для выпрацоўкі электраэнергіі, якая забяспечвае аўтапарк. Гэта памяншае выкіды парніковых газаў на дзве траціны і азначае, што па дадзенай ліцэнзіі на выкіды парніковых газаў можа быць завершана больш свідравін.

Цяпер E-Fracs займае толькі каля 10 % рынку, але чакаецца, што сусветны попыт на зніжэнне выкідаў парніковых газаў прывядзе да росту выкарыстання электронных фракцый, пры якіх звычайна можна дасягнуць скарачэння выкідаў парніковых газаў на 50%.

Геатэрмальная.  

Геатэрмальная энергія з'яўляецца экалагічна чыстай у параўнанні з выкапнёвым палівам, таму што яна здабывае з падземных утварэнняў энергію ў выглядзе цяпла, якое можна пераўтварыць у электрычнасць.

Hot Dry Rock - гэта назва метаду атрымання геатэрмальнай энергіі шляхам дроблення граніту ў гарах недалёка ад Нацыянальнай лабараторыі Лос-Аламоса (LANL) у Нью-Мексіка. Гэта было ў 1970-я гады.

Канцэпцыя, прыдуманая ў LANL, была даволі простай: прасвідраваць нахільную свідравіну ў граніце і правесці гидроразрыв свідравіны. Прасвідруйце другую свідравіну на некаторай адлегласці, каб злучыцца з разломам(-ямі). Затым запампуйце ваду ў першую свідравіну праз разлом(-ы), дзе яна будзе забіраць цяпло, затым у другую свідравіну, дзе гарачая вада можа кіраваць паравой турбінай для вытворчасці электрычнасці.

Канцэпцыя была простай, але вынікі разломаў былі зусім не простымі - сетка малюсенькіх разломаў, якія ўскладнялі і памяншалі паток вады ў другую свідравіну. Эфектыўнасць была невялікай, а працэс каштаваў дорага.

Канцэпцыя была апрабавана ў многіх іншых месцах па ўсім свеце, але застаецца на парозе камерцыйнай даступнасці.

Джон Макленан з Універсітэта Юты распавёў на пленарным пасяджэнні HFTC аб новым плане. Ён з'яўляецца часткай каманды, якая хоча пашырыць канцэпцыю шляхам бурэння гарызантальных свідравін замест амаль вертыкальных і разгортвання найноўшых тэхналогій фрэкінгу з нафтавых радовішчаў. Праект называецца Enhanced Geothermal Systems (EGS) і фінансуецца Міністэрствам энергетыкі ЗША (DOE).

У сакавіку 11,000 года ў рамках праекта была прасвідравана першая з дзвюх свідравін на 2021 300 футаў. Падыход заключаецца ў тым, каб правесці разрыў першай свідравіны і нанесці на карту разломы, каб распрацаваць план стымуляцыі для другой свідравіны ў 600 футах ад першай свідравіны, які забяспечыць неабходную сувязь паміж два калодзежы. Калі гэта спрацуе, яны плануюць адаптаваць працу да дзвюх свідравін, якія знаходзяцца на адлегласці XNUMX футаў адна ад адной.

Крыху іранічна, што свідравінная тэхналогія, распрацаваная для рэвалюцыі ў галіне здабычы сланцавай нафты і газу, можа быць прышчэплена да чыстай крыніцы энергіі, каб дапамагчы замяніць энергію, выкапнёвую на паліве.

Іншая версія гэтага, за кошт сродкаў Міністэрства энергетыкі і Універсітэта Аклахомы, заключаецца ў вытворчасці геатэрмальнай энергіі з чатырох старых нафтавых свідравін і выкарыстанні яе для ацяплення школ паблізу.

Нягледзячы на ​​энтузіязм у падобных праектах, Біл Гейтс сцвярджае, што геатэрмальная энергетыка будзе толькі нязначна спрыяць сусветнаму спажыванню энергіі:

Прыкладна 40 працэнтаў усіх свідравін, выкапаных для геатэрмальнай энергіі, аказваюцца нетры. А геатэрмальная энергія даступная толькі ў некаторых месцах па ўсім свеце; лепшыя месцы - гэта раёны з вулканічнай актыўнасцю вышэй за сярэдні.