Fracking'deki Gelişmeler – Düşük Teknoloji, Yüksek Teknoloji ve İklim Teknolojisi.

Hidrolik Kırma Teknolojisi Konferansı (HFTC), 1-3 Şubat 2022'de The Woodlands, Texas'ta düzenlendi. Yeni radikal varyantlar ortaya çıkmadığı sürece pandemik ara nihayet sona ermiş gibi görünüyor.

Bu ara, petrol ve gaz endüstrisinin her zaman önemli bir bileşeni olan yeniliği durdurmadı. İşte bazıları HFTC'den çıkan, son zamanlarda öne çıkan birkaç olay.

Düşük teknolojili gelişmeler.

2022'de tamamlanacak kuyu sayısındaki artış ve daha uzun yatay kuyu bölümleri, kırık kumda bir sıçramaya işaret ediyor. Ancak günümüzde daha çok havza içinde kullanılan mevcut kum madenleri, geçtiğimiz birkaç yılda düşen fiyatlar ve bakım nedeniyle sıkıntı yaşadı ve bu ihtiyacı karşılayamayabilir.

Pompalar yetersiz. Kiralık yerlerin sınırlı olması nedeniyle operatörler tamir edilmesi veya yükseltilmesi gereken pompalara takılıp kalıyor.

Permiyen'deki bazı operatörler daha uzun yatay kuyular açıyor. Veriler, kısmen kuyuların daha hızlı açılabilmesi nedeniyle sondaj ve kuyu tamamlama maliyetlerinde son yıllara göre %15-20 oranında bir azalma olduğunu gösteriyor. Bir şirket sadece 2 günde 10 mil yatay sondaj yaptı.

Bu karşılaştırma daha hızlı sondajı gösteriyor: Permiyen sondajının en yüksek olduğu 2014 yılında, 300 sondaj makinesi yılda 20 milyon yan fitten daha az sondaj yapmıştı. Geçen yıl, yani 2021'de, 300'den az sondaj makinesi 46 milyon fitlik sondaj yaptı; olağanüstü bir sonuç.

Bunun bir nedeni, iki bitişik kuyunun birlikte delinip parçalandığı simul-frac tasarımının artan kullanımıdır; geleneksel fermuarlı frac tasarımından %70 daha hızlı tamamlanır.

Ayak başına petrol üretimi, yatay uzunluk 1 milden 2 mil'e çıktıkça artar. Permiyen'deki çoğu kuyu şu anda en az 2 mil uzunluğunda olsa da, bazı operatörler sınırları zorluyor. Bir operatör için kuyuların neredeyse %20'si 3 mil uzunluğundadır ve sonuçlardan memnundurlar.

Ancak bazıları ayak başına üretkenlik açısından karışık sonuçlar bildiriyor. Daha uzun olan bazı kuyular aynı kalırken, bazı kuyular 10 mil ile 20 mil arasındaki uzunluklarda %2-3 oranında düşüş yaşadı. Henüz kesin bir sonuç mevcut değil.

Bunun bir kenar çubuğu, 3 mil yatay bir kuyuyu kırmak için kullanılan muazzam miktarda su ve kumdur. 2'de 2018 millik tipik bir kuyudan elde edilen rakamlar 3 millik bir kuyuya tahmin edilirse, bir futbol stadyumunun çimenli alanı üzerinde toplam su hacminin 40 feet'ten 60 feet'e yükseldiğini görürüz ve bu da suyun kaynağı hakkında soruları gündeme getirir. kırık su. Benzer bir durum, 92 vagon konteynerinden 138 konteynere yükselen toplam kum hacimleri için de ortaya çıkıyor. Ve bu sadece bir kuyu için

Yüksek teknoloji ilerlemeleri.  

Kuyu başında, yatay kuyuların kırılmasını iyileştirmek için daha fazla veri toplamaya ve verileri teşhis etmeye daha güçlü bir odaklanma var. 

Yakın alan bağlantısı.

Seismos, petrolün yatay bir kuyuya akışının anahtarı olan kuyu deliği ile rezervuar arasındaki bağlantının ne kadar iyi olduğunu karakterize edebilen yenilikçi bir teşhis geliştirdi.

Kırılmış bir kuyunun kuyu deliğine yakın bölgesindeki akış direncini ölçmek için akustik bir darbe kullanılır. Metrik, yakın alan bağlantı indeksi için NFCI olarak adlandırılır ve yatay bir kuyu boyunca ölçülebilir. NFCI'nin her frac aşamasında petrol üretimi ile ilişkili olduğu gösterilmiştir.

Çalışmalar NFCI'nin şunlara bağlı olduğunu göstermiştir:

· Rezervuarın jeolojisi — kırılgan kayalar sünek kayalara göre daha büyük NFCI sayıları verir.

· NFCI sayılarının yatay bir kuyu boyunca değişmesine neden olan stresleri tetikleyebilecek diğer kuyuların yakınlığı.

· Yönlendirici eklemek veya NFCI değerlerini %30 oranında artırabilecek sınırlı bir giriş frac tasarımı kullanmak.

Kapalı kuyu deliği basıncı izleme.  

Bir başka yüksek teknoloji örneği ise Kapalı Kuyu Basıncı İzleme anlamına gelen SWPM'dir. Basınç altındaki sıvıyla dolu yatay bir monitör kuyusu, uzunluğu boyunca kırılması gereken başka bir yatay kuyudan uzakta duruyor. Monitördeki basınç göstergeleri, kırılma işlemleri sırasında küçük basınç değişikliklerini kaydeder.

Süreç Devon Energy ve Well Data Labs tarafından geliştirildi. 2020 yılından bu yana, 10,000'den fazla hidrolik kırma aşaması (genellikle 40 mil yanal boyunca 2 adet) analiz edildi.

Kırıklar belirli bir kırılma aşamasından yayılıp monitöre ulaştığında bir basınç düşüşü kaydedilir. İlk sinyal, VFR adı verilen, pompalanan frac sıvısının hacmine göre kontrol edilir. VFR, küme kırılma verimliliği için bir temsili olarak kullanılabilir ve hatta kırılma geometrisini anlamak için kullanılabilir. 

Diğer bir amaç, önceden var olan bir ana kuyudan dolayı rezervuar tükenmesinin kırıkların büyümesini etkileyip etkilemediğini anlamak olabilir. Yeni bir kırılma, rezervuarın tükenmiş bir kısmına doğru yönelme eğilimindedir.

Fiber optik kablodan kuyuya yakın gerilim.   

Bir fiber optik kablo, yatay bir kuyu boyunca uzatılabilir ve kuyu kasasının dışına takılabilir. Optik kablo metal bir kılıfla korunmaktadır. Bir lazer ışını kablodan aşağıya gönderilir ve kuyudaki bir kırılmanın geometrisi, petrol üretimi sırasında kuyu basıncındaki bir değişiklik nedeniyle değiştiğinde, kablonun anlık kıvrılması veya genişlemesinin (yani gerilmenin) neden olduğu yansımaları alır.

Bir lazer yansıması oluştuğunda kesin zamanlar kaydedilir ve bu, kablo boyunca hangi konumun kıvrıldığını hesaplamak için kullanılabilir; 8 inç kadar küçük kuyu bölümleri tanımlanabilir.

Lazer sinyalleri, belirli bir perforasyon kümesindeki kırığın geometrisi ve üretkenliğiyle ilgilidir. Büyük bir gerilim değişikliği, o perforasyona bağlı kırığın genişliğinde de büyük bir değişiklik olduğunu akla getirir. Ancak gerilim değişiminin olmaması, o delinmede kırılma olmadığını veya iletkenliği çok düşük olan bir kırılmayı göstermez.

Bunlar ilk günler ve bu yeni teknolojinin gerçek değeri henüz belirlenmedi.

İklim teknolojisindeki gelişmeler.  

Bunlar iklim değişikliği ve küresel ısınmaya katkıda bulunan sera gazı (GHG) emisyonlarıyla ilgili yeniliklerdir.

E-kırma.

Petrol sahasında sera gazı emisyonlarını azaltmanın bir yolu, petrol ve gaz şirketlerinin kendi operasyonlarını çevreci hale getirmesidir. Örneğin, hidrolik kırma operasyonlarını pompalamak için dizel yerine doğal gaz veya rüzgar veya güneş enerjisi kullanmak.  

HFTC'deki açılış genel kurulu oturumunda kıdemli başkan yardımcısı Michael Segura, Halliburton'un elektrikle çalışan frac filoları veya e-frac teknolojisindeki en büyük oyunculardan biri olduğunu söyledi. Aslında e-fracs, Halliburton tarafından 2016 yılında başlatıldı ve 2019 yılında ticarileştirildi.

Segura, faydaların yakıt tasarrufunun yanı sıra sera gazlarında %50'ye varan azalmalar olduğunu söyledi. Bunun "sektörümüzün emisyon profili üzerinde oldukça dikkate değer bir etki" olduğunu iddia etti.

Ayrıca şirketin "şebeke destekli kırma gibi ekipmanların ve etkinleştirme teknolojisinin geliştirilmesine büyük bir taahhütte bulunduğunu" söyledi. Görünüşe göre bu, elektriğin kuyu başı gazı veya CNG veya LNG kaynaklarıyla çalışan gaz türbinlerinden ziyade şebekeden kullanılması anlamına geliyor.

Bir gözlemci, en yaygın e-filoların, filoya güç sağlayan elektriği üretmek amacıyla gaz türbinlerini çalıştırmak için kuyu başı gazını kullandığını söyledi. Bu, sera gazı ayak izini üçte iki oranında azaltır ve belirli bir sera gazı emisyon lisansı kapsamında daha fazla kuyunun tamamlanabileceği anlamına gelir.

E-frac'lar şu anda pazarın yalnızca %10'unu oluşturuyor ancak dünya çapında sera gazı azaltımına yönelik talebin, tipik olarak %50 sera gazı azaltımının sağlanabildiği e-frac'ların kullanımını artırması bekleniyor.

jeotermal.  

Jeotermal enerji, fosil yakıtlarla karşılaştırıldığında yeşildir, çünkü yer altı oluşumlarından elektriğe dönüştürülebilen ısı formunda enerji çıkarır.

Sıcak Kuru Kaya, New Mexico'daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'na (LANL) yakın dağlardaki graniti kırarak jeotermal enerjiden yararlanma yönteminin adıydı. Bu 1970'lerdeydi.

LANL'de icat edilen konsept oldukça basitti: granitte eğimli bir kuyu açın ve kuyuyu kırın. Kırıklara bağlanacak, biraz uzakta ikinci bir kuyu açın. Daha sonra suyu ilk kuyuya, çatlaklardan geçerek ısıyı alacağı yere pompalayın, ardından sıcak suyun elektrik üretmek için bir buhar türbinini çalıştırabileceği ikinci kuyuya kadar pompalayın.

Konsept basitti, ancak kırılma sonuçları hiç de basit değildi; suyun ikinci kuyuya akışını karmaşıklaştıran ve azaltan küçük çatlaklardan oluşan bir ağ. Verimlilik çok iyi değildi ve süreç pahalıydı.

Konsept dünyanın birçok yerinde denendi ancak ticari olarak karşılanabilirliğin zirvesinde kaldı.

Utah Üniversitesi'nden John McLennon, HFTC'nin genel kurulunda yeni bir plan hakkında konuştu. Kendisi, neredeyse dikey kuyular yerine yatay kuyular açarak ve petrol sahasındaki en son kırma teknolojisini kullanarak konsepti genişletmek isteyen bir ekibin parçası. Proje, Geliştirilmiş Jeotermal Sistemler (EGS) olarak adlandırılıyor ve ABD Enerji Bakanlığı (DOE) tarafından finanse ediliyor.

Proje, 11,000 ft'lik iki kuyudan ilkini Mart 2021'de açtı. Yaklaşım, ilk kuyuyu kırmak ve kırıkları haritalayarak, ilk kuyudan 300 metre uzaktaki ikinci kuyu için gerekli bağlantıyı sağlayacak bir stimülasyon planı tasarlamaktır. iki kuyu. Eğer işe yararsa, operasyonları birbirlerinden 600 feet uzakta bulunan iki kuyuya uyarlamayı planlıyorlar.

Kaya petrolü ve gazı devrimi için geliştirilen kuyu teknolojisinin, fosil yakıt enerjilerinin yerini almaya yardımcı olacak temiz bir enerji kaynağına aşılanması biraz ironik.

Bunun başka bir versiyonu, DOE'nin Oklahoma Üniversitesi'ne sağladığı fonlarla, dört eski petrol kuyusundan jeotermal enerji üretmek ve bunu yakındaki okulları ısıtmak için kullanmaktır.

Bu gibi projelerdeki coşkuya rağmen Bill Gates, jeotermalin dünyanın enerji tüketimine yalnızca mütevazı bir katkıda bulunacağını savunuyor:

Jeotermal için açılan tüm kuyuların yaklaşık yüzde 40'ının işe yaramaz olduğu ortaya çıktı. Ve jeotermal dünyanın yalnızca belirli yerlerinde mevcut; en iyi noktalar ortalamanın üzerinde volkanik aktiviteye sahip alanlar olma eğilimindedir.