Fracking pažanga – žemųjų technologijų, aukštųjų technologijų ir klimato technologijos.

Hidraulinio ardymo technologijų konferencija (HFTC) vyko 1 m. vasario 3–2022 d. The Woodlands mieste, Teksase. Pandemijos pertrauka pagaliau baigėsi, kol neatsiras jokių radikalių naujų variantų.

Pertrauka nesustabdė naujovių, kurios visada buvo pagrindinė naftos ir dujų pramonės sudedamoji dalis. Štai keletas naujausių akcentų, kai kurie iš jų buvo paskelbti HFTC.

Žemųjų technologijų pažanga.

2022 m. statytinų gręžinių skaičiaus padidėjimas ir ilgesnės horizontalios gręžinių dalys rodo smėlio šuolį. Tačiau dabartinės smėlio kasyklos, šiomis dienomis dažniau esančios baseine, nukentėjo dėl sumažėjusių kainų ir priežiūros per pastaruosius kelerius metus, todėl gali nepavykti patenkinti poreikio.

Siurblių trūksta. Operatoriai laikosi siurblių, kuriuos reikia taisyti ar atnaujinti, nes jų nuomos vietų skaičius ribotas.

Kai kurie operatoriai Perme gręžia ilgesnius horizontalius gręžinius. Duomenys rodo, kad gręžimo ir gręžinių užbaigimo išlaidos sumažėjo 15–20 %, palyginti su pastaraisiais metais, iš dalies dėl to, kad gręžinius galima išgręžti greičiau. Viena įmonė išgręžė 2 mylių horizontalumą vos per 10 dienų.

Greitesnį gręžimą rodo šis palyginimas: 2014 m. Permo gręžimo įkarštyje 300 platformų per metus išgręžė mažiau nei 20 mln. Pernai, 2021 m., mažiau nei 300 platformų išgręžė 46 milijonus pėdų – tai puikus rezultatas.

Viena iš priežasčių yra tai, kad vis dažniau naudojamas simuliacinio fragmento dizainas, kai du gretimi šuliniai perforuojami ir suskaidomi kartu – 70 % greičiau užbaigiama nei naudojant tradicinį užtrauktuką.

Alyvos gamyba vienai pėdai didėja, kai horizontalus ilgis yra nuo 1 mylios iki 2 mylių. Nors dauguma Permės gręžinių dabar yra mažiausiai 2 mylių ilgio, kai kurie operatoriai peržengia ribas. Vienam operatoriui beveik 20 % šulinių yra 3 mylių ilgio ir jie džiaugiasi rezultatais.

Tačiau kai kurie praneša apie skirtingus pėdos produktyvumo rezultatus. Nors kai kurie ilgesni šuliniai išliko tokie patys, kai kurie šuliniai sumažėjo 10–20 % nuo 2 iki 3 mylių ilgio. Galutinis rezultatas dar nepasiekiamas.

Šoninė juosta yra didžiulis vandens ir smėlio kiekis, naudojamas 3 mylių horizontaliam šuliniui suskaidyti. Jei skaičiai, gauti iš tipiško 2 mylių šulinio 2018 m., yra ekstrapoliuojami į 3 mylių šulinį, pamatytume, kad bendras vandens kiekis pakyla nuo 40 pėdų iki 60 pėdų virš futbolo stadiono ploto, o tai kelia klausimų dėl šulinio šaltinio. frac vanduo. Panašus apreiškimas atsiranda ir bendram smėlio kiekiui, kuris nuo 92 vagonų konteinerių padidėja iki 138 konteinerių. Ir tai tik vienam šuliniui

Aukštųjų technologijų pažanga.  

Šulinio galvutėje daugiau dėmesio skiriama daugiau duomenų rinkimui ir duomenų diagnozavimui, siekiant pagerinti horizontalių šulinių skaldymą. 

Artimojo lauko ryšys.

„Seismos“ sukūrė novatorišką diagnostiką, kuri gali apibūdinti, koks geras yra ryšys tarp gręžinio ir rezervuaro, kuris yra esminis dalykas, norint, kad nafta tekėtų į horizontalų šulinį.

Akustinis impulsas naudojamas srauto pasipriešinimui išmatuoti įtrūkusio šulinio arti šulinio srityje. Metrika vadinama NFCI, skirta artimojo lauko ryšio indeksui, ir ją galima išmatuoti visame horizontaliame šulinyje. Įrodyta, kad NFCI koreliuoja su naftos gamyba kiekvienoje frako stadijoje.

Tyrimai parodė, kad NFCI priklauso nuo:

· Rezervuaro geologija – trapios uolienos suteikia didesnį NFCI skaičių nei kaliosios uolienos.

· Arti kitų šulinių, galinčių sukelti įtempius, dėl kurių NFCI skaičius gali skirtis išilgai horizontalaus šulinio.

· Pridedant perjungiklį arba naudojant riboto įėjimo fragmento dizainą, kuris gali padidinti NFCI reikšmes 30%.

Sandarių šulinių slėgio stebėjimas.  

Kitas aukštųjų technologijų pavyzdys yra SWPM, reiškiantis Sealed Wellbore Pressure Monitoring. Horizontalus monitoriaus šulinys, užpildytas slėgiu skysčiu, atsiskiria nuo kito horizontalaus šulinio, kuris turi būti išardomas per visą ilgį. Slėgio matuokliai monitoriuje gerai fiksuoja nedidelius slėgio pokyčius atliekant frac operacijas.

Procesą sukūrė „Devon Energy“ ir „Well Data Labs“. Nuo 2020 m. buvo ištirta daugiau nei 10,000 40 skilimo etapų – paprastai 2 išilgai XNUMX mylių šono.

Kai lūžiai išplinta iš tam tikros lūžio stadijos ir gerai pasiekia monitorių, užfiksuojamas slėgio pokytis. Pirmasis blyksnis patikrinamas pagal pumpuojamo skysčio tūrį, vadinamą VFR. VFR gali būti naudojamas kaip klasterio lūžių efektyvumo tarpinis serveris ir netgi naudojamas lūžių geometrijai išsiaiškinti. 

Kitas tikslas gali būti suprasti, ar rezervuaro išeikvojimas dėl jau esančio tėvo šulinio gali turėti įtakos lūžių augimui. Naujas lūžis linkęs nukreipti į išeikvotą rezervuaro dalį.

Netoli šulinio įtempimas dėl šviesolaidinio kabelio.   

Šviesolaidinis kabelis gali būti ištemptas išilgai horizontalaus šulinio ir pritvirtintas prie šulinio korpuso išorės. Optinis kabelis yra apsaugotas metaliniu apvalkalu. Lazerio spindulys siunčiamas žemyn kabeliu ir fiksuoja atspindžius, atsirandančius dėl nedidelio kabelio užspaudimo arba išsiplėtimo (ty įtempimo), kai šulinio lūžio geometrija keičiasi dėl slėgio pasikeitimo šulinyje alyvos gamybos metu.

Tikslus laikas įrašomas, kai atsispindi lazeris, ir tai gali būti naudojama apskaičiuojant, kuri vieta išilgai kabelio buvo užspausta – galima atpažinti net 8 colių šulinių segmentus.

Lazerio signalai yra susiję su lūžio geometrija ir produktyvumu tam tikrame perforacijos klasteryje. Didelis deformacijos pokytis reikštų didelį su ta perforacija susieto lūžio pločio pokytį. Tačiau joks deformacijos pokytis nerodytų, kad toje perforacijoje nėra lūžio arba lūžio, kurio laidumas yra labai mažas.

Tai yra ankstyvos dienos, o tikroji šios naujos technologijos vertė dar nenustatyta.

Klimato technologijų pažanga.  

Tai naujovės, susijusios su klimato kaita ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) išmetimu, kurie prisideda prie visuotinio atšilimo.

E-frakingas.

Naftos telkiniuose vienas iš būdų sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą yra naftos ir dujų bendrovės, kurios daro ekologiškesnę savo veiklą. Pavyzdžiui, vietoj dyzelino naudojant gamtines dujas arba vėjo ar saulės elektrą ardymo operacijoms siurbti.  

Įžanginėje HFTC plenarinėje sesijoje Michaelas Segura, vyresnysis viceprezidentas, sakė, kad Halliburtonas yra vienas iš pagrindinių elektra varomų Frac automobilių parkų arba e-Frac technologijos žaidėjų. Tiesą sakant, „e-fracs“ 2016 m. inicijavo „Halliburton“, o 2019 m.

„Segura“ teigė, kad privalumai susiję su degalų taupymu ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų sumažinimu iki 50%. Jis teigė, kad tai buvo „gana nepaprastas poveikis mūsų pramonės išmetamųjų teršalų profiliui“.

Jis taip pat sakė, kad bendrovė prisiėmė „didelį įsipareigojimą plėtoti įrangą ir įgalinančias technologijas, tokias kaip tinklinis ardymas“. Tai, matyt, reiškia elektros energijos naudojimą iš tinklo, o ne iš dujų turbinų, maitinamų šulinio dujomis arba SGD arba SGD šaltiniais.

Vienas stebėtojas teigė, kad dažniausiai elektroniniai laivynai naudoja šulinio dujas dujų turbinoms paleisti, kad generuotų elektros energiją. Tai sumažina šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį dviem trečdaliais ir reiškia, kad pagal tam tikrą ŠESD emisijos licenciją galima įrengti daugiau gręžinių.

E-fracs dabar sudaro tik apie 10 % rinkos, tačiau tikimasi, kad pasaulinė paklausa mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą padidins e-fracs naudojimą, kai paprastai galima sumažinti ŠESD kiekį 50 %.

Geoterminis.  

Geoterminė energija yra žalia, palyginti su iškastiniu kuru, nes ji iš požeminių formacijų išgauna energiją šilumos pavidalu, kurią galima paversti elektra.

Hot Dry Rock buvo metodas, naudojamas geoterminei energijai panaudoti skaldant granitą kalnuose netoli Los Alamos nacionalinės laboratorijos (LANL) Naujojoje Meksikoje. Tai buvo aštuntajame dešimtmetyje.

LANL sukurta koncepcija buvo gana paprasta: į granitą išgręžkite nuožulnų šulinį ir sulaužykite šulinį. Tam tikru atstumu išgręžkite antrą gręžinį, kuris susijungtų su lūžiu (-iais). Tada pumpuokite vandenį į pirmąjį šulinį per plyšį (-ius), kur jis (-is) surinktų šilumą, tada į antrąjį šulinį, kur karštas vanduo galėtų varyti garo turbiną, kad gamintų elektrą.

Koncepcija buvo paprasta, tačiau lūžių rezultatai buvo ne tokie paprasti – mažų lūžių tinklas, kuris apsunkino ir sumažino vandens tekėjimą į antrąjį šulinį. Efektyvumas nebuvo didelis, o procesas buvo brangus.

Ši koncepcija buvo išbandyta daugelyje kitų vietų visame pasaulyje, tačiau ji vis dar yra komercinio įperkamumo viršūnėje.

Johnas McLennonas iš Jutos universiteto plenarinėje HFTC sesijoje kalbėjo apie naują planą. Jis priklauso komandai, kuri nori išplėsti koncepciją gręždama horizontalius gręžinius, o ne beveik vertikalius, ir įdiegdama naujausią ardymo technologiją iš naftos telkinio. Projektas vadinamas patobulintomis geoterminėmis sistemomis (EGS) ir finansuojamas JAV Energetikos departamento (DOE).

11,000 m. kovo mėn. buvo išgręžtas pirmasis iš dviejų 2021 300 pėdų ilgio gręžinių. Metodas yra sulaužyti pirmąjį gręžinį ir nustatyti įtrūkimų žemėlapį, kad būtų sukurtas stimuliavimo planas antrajam gręžiniui, esančiam 600 pėdų atstumu nuo pirmojo gręžinio, kuris užtikrins reikiamą ryšį tarp gręžinių. du šuliniai. Jei tai veiks, jie planuoja pritaikyti operacijas dviem šuliniams, kurie yra XNUMX pėdų atstumu vienas nuo kito.

Šiek tiek ironiška, kad skalūnų naftos ir dujų revoliucijai sukurta šulinių technologija gali būti įskiepyta į švarų energijos šaltinį, kuris padėtų pakeisti iškastinio kuro energiją.

Kitas variantas, kurio lėšos iš DOE skiriamos Oklahomos universitetui, yra gaminti geoterminę energiją iš keturių senų naftos gręžinių ir naudoti ją šalia esančių mokyklų šildymui.

Nepaisant entuziazmo vykdant tokius projektus, Billas Gatesas teigia, kad geoterminė energija tik nežymiai prisidės prie pasaulio energijos suvartojimo:

Apie 40 procentų visų geoterminei energijai iškasti gręžinių yra dumbliai. O geoterminė energija prieinama tik tam tikrose pasaulio vietose; geriausios vietos yra vietovės, kuriose ugnikalnių aktyvumas viršija vidutinį.