Сайжруулсан газрын гүний дулааны систем нь нүүрстөрөгч багатай эрчим хүчийг олборлоход газрын тос, хийн технологийг ашигладаг. 2-р хэсэг.

АНУ-ын Эрчим хүчний яам (ТМБ) газрын тос, байгалийн хийн шилдэг технологи ашиглан халуун боржин чулуулгийг өрөмдөж, хагалах FORGE төслийг санхүүжүүлсэн. Нэг цооногоос доош татсан усыг боржин чулуугаар эргэлдүүлж, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг турбинуудыг хөдөлгөхийн тулд хоёр дахь цооногийг шахахаас өмнө халааж болох эсэхийг шалгах нь ерөнхий зорилго юм.

Жон МакЛеннан, Ютагийн Их Сургуулийн Химийн Инженерийн тэнхим нь энэхүү ТМБ төслийн хамтран судлаач юм. Энэ сэдвээр хийсэн вебинар танилцуулгыг 6 оны 2022-р сарын XNUMX-нд NSI ивээн тэтгэсэн: ФГазрын гүний дулааны эрчим хүчний судалгааны rontier обсерватори (FORGE): Шинэчлэлт ба хэтийн төлөв

1-р хэсэг эдгээр асуултуудыг авч үзсэн Жон МакЛеннан руу:

Q1. Газрын гүний дулааны эрчим хүчний түүхийг товч танилцуулна уу?

Q2. Сайжруулсан газрын гүний дулааны систем гэж юу вэ, фракинг хаана хэрэглэдэг вэ?

Q3. Юта дахь FORGE төслийн сайт болон яагаад сонгогдсон тухай бидэнд ярьж өгөөч.

Энэхүү бичвэр нь 2-р хэсэг бөгөөд доорх гурван нэмэлт асуултыг авч үздэг.

4-р улирал. Тарилгын болон олборлолтын худгийн үндсэн хийц нь юу вэ?

Өнөөдрийн байдлаар зургаан цооног өрөмдөөд байна. Эдгээр цооногуудын тав нь хээрийн лаборатори байх стратегид нийцсэн босоо өрөмдлөг бүхий хяналтын худаг юм. Хяналтын цооног дахь шилэн кабелиуд болон геофонууд нь өрөмдсөн шахах худаг болон удахгүй ашиглалтад орох цооногийг хооронд нь холбосон гидравлик хугарлын он цагийн өсөлтийг зураглаж чадна.

Тарилгын цооногийг хэмжсэн гүнд 10,987 фут (жинхэнэ босоо гүн нь газрын түвшнээс доош 8520 фут±) хүртэл өрөмдсөн. Энэ нь босоо өрөмдлөг хийж, дараа нь 5°/100 фут өндөртэй муруй хэсгийг барьж, эцэст нь зүүнээс өмнө зүгт (N65E) азимутын 4,300 футын зайд босоо тэнхлэгт 105°-ын хажуу талыг барих явдал байв. Энэ чиглэл нь дараагийн гидравлик хугарал нь худагт ортогональ байх боломжийг олгодог.

Өрөмдлөгийн дараа худгийн хамгийн доод талын 200 фут зайг эс тооцвол бүхэлд нь хайрцагласан (том диаметртэй 7 инчийн яндангаар их хэмжээний усыг хязгаарлагдмал үрэлттэй, шимэгч шахах алдагдалтай зөөвөрлөхөд ашигласан) гадаргуу дээр цементлэв (цагираг хэлбэрийн зайг гидравлик аргаар тусгаарлахын тулд) .

Q5. Тарилгын цооногийн гурван фрак эмчилгээ, тэдгээрийн үр дүнг товч танилцуулна уу?

2022 оны XNUMX-р сард шахах худгийн доод мөчдийн (хөлийн хуруу) ойролцоо гурван гидравлик хугарал шахагдсан. Гурван цооногийн геофон, гадаргын багаж хэрэгсэл, нүхний шилэн кабелийн мэдрэгч зэрэг нь шахуургын явцад өөрчлөгдөж буй хугарлын геометрийг харуулдаг. Эдгээр хугарлын геометрийн тайлбар дээр үндэслэн олборлолтын цооногийг дараагийн бичил газар хөдлөлтийн эдгээр үүлсийг огтолж өрөмдөнө.

Хагарлын гурван үе шат дараалан шахагдсан. Эхнийх нь худгийн нүхний уртыг бүхэлд нь чиглүүлсэн (хамгийн доод 200 фут нь таглаагүй байсан). Тэр эмчилгээ нь гөлгөр ус (үрэлтийн бууруулсан ус) байсан. 4,261 баррель (~179,000 гал.) минутанд 50 цохилт (2100 гpm) хүртэл хурдаар шахагдсан. Богино хугацаанд хаасны дараа худгийг 220°F-ийн температурт буцаан урсгав.

Дараагийн үе шатанд яндан болон цементийн бүрээсээр давхарга руу нэвтрэх боломжийг олгох үүднээс 35 хэлбэрийн цэнэгтэй цоолбортой 20 фут урттай яндангаар 120 цохилт/минут хүртэл хурдтай гулсах усыг шахах явдал байв. 2,777 баррель гулгамтгай усыг соруулсан; тэгээд худгийг буцаан урсгасан.

Эцсийн шатанд цоолсон яндангаар 3,016 bpm хүртэл хурдтайгаар 35 баррель хөндлөвчтэй (наалдамхай) шингэнийг шахав. Микропропантыг шахав. Цаашид үүссэн хугарлын дамжуулалтыг хангахын тулд ан цавыг бэхлэх хэрэгцээ, амьдрах чадварыг үнэлэх үнэлгээг хийнэ.

Гурав дахь шатны урьдчилсан боловсруулалт нь төвийн худгийн эргэн тойронд псевдо-радиаль хугарлын өсөлтийг харуулж байна. Энэ нь одоо байгаа форсунк ба ирээдүйн үйлдвэрлэгчийн хооронд 300 фут зайд тусгаарлагдах боломжийг олгодог. Арилжааны хувилбарт үүнээс илүү их хэмжээний нөхөн төлбөр шаардлагатай байж болно; гэхдээ энэхүү туршилтын хөтөлбөр нь эхлээд хоёр зэргэлдээх худгийг гидравлик ан цаваар хооронд нь холбох чадварыг бий болгох шаардлагатай.

Q6. Арилжааны хэрэглээнд ямар боломж байгаа вэ?

Худалдааны нөхцөлд худгуудыг хооронд нь холбохын тулд олон тооны гидравлик хугарал бий болно. FORGE хээрийн лабораторид хажуугийн уртыг шинэ технологиудыг туршихад зориулах болно. Үүнд: усан сангийн шинж чанарыг тодорхойлох арга, гидравлик хагарал ба цоолох арга техник, нийцэл – гидравлик ан цав тус бүрээр дамжин өнгөрөх нэрлэсэн тэнцүү урсгал, эдгээр хагарлын сүлжээгээр дамжин өнгөрөх шинж чанар, дулааны хомсдол үүсэх хурд зэрэг. Судалгааны гэрээг бусад талуудад (их дээд сургуулиуд, үндэсний лабораториуд, аж үйлдвэрийн байгууллагууд) эдгээр технологийг боловсруулж, FORGE-д туршиж үзэхийг зөвшөөрдөг.

Арилжааны EGS-ийн нөхцөлд хүйтэн ус шахаж, гидравлик аргаар үүсгэгдсэн хугарлын массиваар дамжиж, процессын явцад дулааныг олж авдаг. Халуун ус нь үйлдвэрлэлийн цооногоор дамжин гадаргуу дээр гарах болно. Газрын гадарга дээр цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд газрын гүний дулааны стандарт технологи хэрэгжих болно (турбин/генераторыг жолоодохын тулд уур болгон хувиргадаг хоёрдогч органик ажлын шингэнийг ашигладаг органик Rankine цикл (ORC) үйлдвэр; эсвэл шууд уур руу анивчдаг). Үйлдвэрлэсэн ус нь дулааныг гаргасны дараа дахин эргэлтэнд ордог.

FORGE сайт нь эрчим хүч үйлдвэрлэгч биш байх болно. Энэ төрлийн газрын гүний дулааны эрчим хүчийг арилжааны зориулалтаар ашиглах технологийг турших, хөгжүүлэхэд ашиглах зорилготой юм. Амжилт нь технологийн хөгжилд төвлөрдөг. Нэвтрэх хурдыг эрс нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог поликристалл алмазын авсаархан битүүдийг (PDC) ашиглахыг дэмжсэнээр аль хэдийн мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарсан. Газрын хэвлийн хэмжилтийн үнэлгээний протокол, өрмийн талбайн бүх ажилтнуудыг сургасан нь энэхүү газрын гүний дулааны төслийн өрөмдлөгийн эдийн засгийг сайжруулсан.

Гидравлик ан цавыг үр дүнтэй хийх боломжтой юм шиг санагдаж байна, гэхдээ жинхэнэ туршилт нь үйлдвэрлэлийн цооногийг өрөмдсөний дараа эргэлтийн үр ашиг, дулааныг сэргээхэд оршдог.

Энд байгаа EGS амжилтыг өөр газар ашиглаж болно. Уламжлалт хэрэглээнд хуурай нүхний газрын гүний дулааны эквиваленттай тулгарсан эрлийз EGS хэрэглээнд гидравлик ан цавыг ашиглах талаар бодож үзээрэй - өрөмдлөгийн явцад байгалийн хугарал ажиглагдаагүй боловч ан цаваар огтлолцож болно.

FORGE-д амжилт гаргана гэдэг нь өөрөөр авч үзэхгүй байсан технологиудыг турших, ашигтай технологиудыг хувийн үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх, газрын гүний дулааны хөгжлийг бүхэлд нь дэмжих явдал юм.