Фраккингийн дэвшил – Бага технологи, өндөр технологи, цаг уурын технологи.

Гидравлик ан цавын технологийн бага хурал (HFTC) 1 оны 3-р сарын 2022-XNUMX-ны хооронд Техас мужийн Вүүдлэнд хотод боллоо. Ямар ч шинэ радикал хувилбар гарч ирэхгүй бол тахлын тасалдал эцэслэн дууссан бололтой.

Энэхүү завсарлага нь газрын тос, байгалийн хийн салбарын гол бүрэлдэхүүн хэсэг байсаар ирсэн инновацийг зогсоосонгүй. Сүүлийн үеийн онцлох үйл явдлуудын зарим нь HFTC-ээс гарсан.

Бага технологийн дэвшил.

2022 онд барьж дуусгах худгийн тоо нэмэгдэж, хэвтээ худгийн урт хэсэг нэмэгдэх нь элсэнд үсрэхийг харуулж байна. Гэвч энэ өдрүүдэд ихэвчлэн сав газарт байдаг одоогийн элсний уурхайнууд сүүлийн хэдэн жил үнэ хямдарсан, засвар үйлчилгээ хийснээс болж хохирч, хэрэгцээгээ нөхөж чадахгүй байж магадгүй юм.

Шахуурга дутагдалтай байна. Түрээсийн газруудын нийлүүлэлт хязгаарлагдмал байгаа тул операторууд засвар эсвэл шинэчлэх шаардлагатай шахуурга дээр унжиж байна.

Пермийн зарим операторууд урт хэвтээ худаг өрөмдөж байна. Мэдээлэл нь сүүлийн жилүүдтэй харьцуулахад өрөмдлөг, худгийн гүйцэтгэлийн зардал 15-20% буурсан болохыг харуулж байна, энэ нь зарим талаараа худгийг хурдан өрөмдөж чаддагтай холбоотой юм. Нэг компани 2 миль хэвтээ өрөмдлөгийг ердөө 10 хоногийн дотор хийсэн.

Илүү хурдан өрөмдлөгийг энэ харьцуулалтаас харж болно: 2014 оны Пермийн өрөмдлөгийн өндөрт жилд 300 өрөмдлөг 20 саяаас бага хажуугийн фут өрөмдсөн. Өнгөрсөн жил буюу 2021 онд 300 хүрэхгүй өрмийн машин 46 сая фут өрөмдсөн нь гайхалтай үр дүн юм.

Үүний нэг шалтгаан нь хоёр зэргэлдээх худгийг цоолж, цуурсан симуль-фрак дизайныг ашиглах нь нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь уламжлалт цахилгаан товч-фрак загвараас 70% илүү хурдан дуусгавар болдог.

Нэг фут тутамд газрын тосны үйлдвэрлэл нь хэвтээ тэнхлэгийн уртаас 1 миль-2 миль хүртэл нэмэгддэг. Пермийн ихэнх худгууд одоо дор хаяж 2 миль урттай байгаа ч зарим операторууд хязгаарлалтыг шахаж байна. Нэг операторын хувьд худгийн бараг 20% нь 3 миль урттай байдаг бөгөөд тэд үр дүндээ сэтгэл хангалуун байдаг.

Гэвч зарим нь нэг хөлийн бүтээмжийн талаар холимог үр дүнг мэдээлдэг. Зарим илүү урт худгууд хэвээр үлдсэн бол зарим худаг 10 миль ба 20 милийн уртын хооронд 2-3% буурчээ. Одоогоор тодорхой үр дүн гараагүй байна.

Үүний хажуугийн хэсэг нь 3 миль хэвтээ худаг хагалахад зарцуулсан асар их хэмжээний ус, элс юм. Хэрэв 2 онд ердийн 2018 милийн худгаас олж авсан тоог 3 миль худагт тооцвол нийт усны хэмжээ хөлбөмбөгийн цэнгэлдэх хүрээлэнгийн зүлэгжүүлсэн талбайн дээгүүр 40 фут-аас 60 фут хүртэл нэмэгддэг бөгөөд энэ нь усны эх үүсвэрийн талаархи асуултыг бий болгодог. фрак ус. 92 вагон чингэлэгээс 138 чингэлэг хүртэл нэмэгдэж буй элсний нийт эзэлхүүний хувьд ижил төстэй илчлэлт гарч байна. Мөн энэ нь зөвхөн нэг худагт зориулагдсан юм

Өндөр технологийн дэвшил.  

Худагны аманд хэвтээ худгийн задралыг сайжруулахын тулд илүү их мэдээлэл цуглуулах, оношлоход илүү анхаарч байна. 

Ойрын талбайн холболт.

"Seismos" компани нь цооногийн цооногийг хэвтээ худаг руу урсгах гол түлхүүр болох усан сан ба цооногийн хоорондох холболт хэр сайн болохыг тодорхойлох шинэлэг оношилгоог бүтээжээ.

Хагарсан худгийн худгийн ойролцоох хэсэгт урсгалын эсэргүүцлийг хэмжихэд акустик импульс ашигладаг. Энэ хэмжигдэхүүнийг NFCI гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь ойрын талбайн холболтын индекс бөгөөд үүнийг хэвтээ худгийн дагуу бүхэлд нь хэмжих боломжтой. NFCI нь фракийн үе шат бүрт газрын тосны үйлдвэрлэлтэй хамааралтай болохыг харуулсан.

Судалгаанаас үзэхэд ББСБ дараахь зүйлээс хамаардаг.

· Усан сангийн геологи - хэврэг чулуулаг нь уян хатан чулуулгаас илүү их хэмжээний NFCI тоог өгдөг.

· Хэвтээ тэнхлэгийн худгийн дагуу ББСБ-ын тоо өөрчлөгдөхөд хүргэдэг стрессийг үүсгэж болох бусад худгийн ойролцоо.

· Шилжүүлэгч нэмэх эсвэл NFCI утгыг 30%-иар нэмэгдүүлэх боломжтой хязгаарлагдмал оролттой frac загварыг ашиглах.

Битүүмжилсэн худгийн даралтын хяналт.  

Өөр нэг өндөр технологийн жишээ бол SWPM буюу битүүмжлэгдсэн худгийн даралтын хяналт гэсэн үг юм. Даралтын дор шингэнээр дүүрсэн хэвтээ мониторын худаг нь бүхэл бүтэн уртын дагуу хагарах ёстой өөр нэг хэвтээ худгаас салж байна. Мониторын худгийн даралт хэмжигч нь фракийн ажиллагааны явцад даралтын өчүүхэн өөрчлөлтийг бүртгэдэг.

Уг процессыг Devon Energy and Well Data Labs боловсруулсан. 2020 оноос хойш 10,000 гаруй фракинг үе шат буюу ихэвчлэн 40 милийн хажуугийн дагуу 2 үе шатыг шинжилсэн.

Өгөгдсөн хугарлын үе шатнаас хугарал тархаж, мониторын худагт хүрэх үед даралтын уналт бүртгэгддэг. Эхний цохилтыг VFR гэж нэрлэгддэг шахуургын шингэний эзэлхүүнтэй харьцуулна. VFR-ийг кластерын фракийн үр ашгийн прокси болгон ашиглаж, хугарлын геометрийг тодорхойлоход хүртэл ашиглаж болно. 

Өөр нэг зорилго бол урьд өмнө нь байсан эхийн худгийн улмаас усан сангийн хомсдол нь ан цавын өсөлтөд нөлөөлж чадах эсэхийг ойлгох явдал юм. Шинэ хугарал нь усан сангийн шавхагдсан хэсэг рүү чиглэх хандлагатай байдаг.

Шилэн кабелийн худгийн ойролцоо хүчдэл.   

Шилэн кабелийг хэвтээ худгийн дагуу гаргаж, худгийн яндангийн гадна талд холбож болно. Оптик кабель нь металл бүрээсээр хамгаалагдсан байдаг. Газрын тосны олборлолтын явцад худгийн даралтын өөрчлөлтөөр цооног дахь ан цавын геометрийн хэлбэр өөрчлөгдсөн тохиолдолд кабелийн хэсэгхэн зуур шахалт, тэлэлтийн (өөрөөр хэлбэл суналтын) улмаас үүссэн тусгалыг лазер туяагаар дамжуулдаг.

Лазер тусгал үүсэх үед нарийн цагийг бүртгэдэг бөгөөд энэ нь кабелийн аль байрлалыг хавчуулсан болохыг тооцоолоход ашиглаж болно - 8 инч хүртэл жижиг хэсгүүдийг тодорхойлох боломжтой.

Лазер дохио нь тодорхой цооролттой бөөгнөрөл дэх хугарлын геометр ба бүтээмжтэй холбоотой байдаг. Их хэмжээний суналтын өөрчлөлт нь цооролттой холбогдсон хугарлын өргөний томоохон өөрчлөлтийг харуулж байна. Гэхдээ ямар ч суналтын өөрчлөлт нь цооролтод хугарал байхгүй, эсвэл маш бага дамжуулалттай хугарал байгааг илтгэхгүй.

Эдгээр нь эхний өдрүүд бөгөөд энэхүү шинэ технологийн бодит үнэ цэнийг хараахан тогтоогоогүй байна.

Уур амьсгалын технологийн дэвшил.  

Эдгээр нь дэлхийн дулааралд нөлөөлж буй уур амьсгалын өөрчлөлт, хүлэмжийн хийн ялгаралтай холбоотой инноваци юм.

Цахим фракинг.

Газрын тосны салбарт хүлэмжийн хийн ялгаралтыг бууруулах нэг арга зам бол газрын тос, байгалийн хийн компаниуд өөрсдийн үйл ажиллагааг ногоон болгох явдал юм. Жишээлбэл, дизель түлшний оронд байгалийн хий эсвэл салхи, нарны эрчим хүчийг ашиглан фракинг шахах.  

HFTC-ийн нээлтийн нэгдсэн хуралдаан дээр ахлах дэд ерөнхийлөгч Майкл Сегура хэлэхдээ, Халлибуртон бол цахилгаан хөдөлгүүртэй фракийн флот эсвэл e-frac технологийн томоохон тоглогчдын нэг юм. Үнэн хэрэгтээ цахим фракцуудыг 2016 онд Халлибуртон санаачилж, 2019 онд арилжаанд оруулсан.

Сегура хэлэхдээ, үр ашиг нь түлш хэмнэхээс гадна хүлэмжийн хийг 50% хүртэл бууруулахад оршино. Тэрээр энэ нь "манай салбарын ялгаралтын профайлд маш гайхалтай нөлөөлсөн" гэж мэдэгдэв.

Тэрээр мөн тус компани нь "сүлжээгээр ажилладаг хагарал гэх мэт тоног төхөөрөмж, боломжит технологийг хөгжүүлэх талаар томоохон үүрэг амлалт өгсөн" гэж хэлсэн. Энэ нь худгийн амны хий эсвэл CNG эсвэл LNG эх үүсвэрээр ажилладаг хийн турбин биш, харин сүлжээнээс цахилгааныг ашиглахыг хэлж байгаа бололтой.

Хамгийн түгээмэл цахим флотууд флотыг тэжээх цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхийн тулд хийн турбин ажиллуулахын тулд худгийн хийг ашигладаг гэж нэг ажиглагч хэлэв. Энэ нь хүлэмжийн хийн ул мөрийг гуравны хоёроор бууруулж, хүлэмжийн хийн ялгаруулалтын тусгай зөвшөөрлийн дагуу илүү олон худгийг барьж дуусгах боломжтой гэсэн үг юм.

Э-фрак нь одоо зах зээлийн дөнгөж 10 орчим хувийг эзэлж байгаа боловч дэлхий даяар хүлэмжийн хийг бууруулах эрэлт хэрэгцээ өсөх хандлагатай байгаа бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хүлэмжийн хийг 50% -иар бууруулах боломжтой юм.

Геотермаль.  

Газар доорх тогтоцоос цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргах дулаан хэлбэрээр энерги гаргаж авдаг тул газрын гүний дулааны энерги нь чулуужсан түлштэй харьцуулахад ногоон өнгөтэй байдаг.

Халуун хуурай чулуулаг нь Нью Мексико дахь Лос Аламосын үндэсний лабораторийн (LANL) ойролцоох ууланд боржин чулууг задлах замаар газрын гүний дулааны эрчим хүчийг ашиглах аргын нэр юм. Энэ бол 1970-аад онд болсон.

LANL-д зохион бүтээсэн үзэл баримтлал нь маш энгийн байсан: боржин чулуу руу ташуу худаг өрөмдөж, цооногийг хугалах. Хэсэг зайд хоёр дахь цооногийг өрөмдөж, ан цавыг холбох боломжтой. Дараа нь дулааныг авах хагарал(ууд)-аар дамжуулан эхний худаг руу ус шахаж, дараа нь халуун ус цахилгаан үйлдвэрлэхийн тулд уурын турбиныг хөдөлгөж болох хоёр дахь цооногийг дээшлүүлнэ.

Үзэл баримтлал нь энгийн байсан боловч хагарлын үр дүн нь энгийн зүйл байсан - хоёр дахь худаг руу орох усны урсгалыг улам хүндрүүлж, багасгасан жижиг хугарлын сүлжээ. Үр ашиг нь тийм ч сайн биш байсан бөгөөд үйл явц нь үнэтэй байсан.

Энэхүү концепцийг дэлхийн бусад олон оронд туршиж үзсэн боловч арилжааны боломжийн ирмэг дээр байсаар байна.

Ютагийн их сургуулийн Жон МакЛеннон HFTC-ийн нэгдсэн хуралдаан дээр шинэ төлөвлөгөөний талаар үг хэлэв. Тэрээр босоо тэнхлэгийн оронд хэвтээ худаг өрөмдөж, газрын тосны талбайн хамгийн сүүлийн үеийн фракинг технологийг ашиглах замаар үзэл баримтлалыг өргөжүүлэхийг хүсч буй багийн нэг хэсэг юм. Уг төслийг Enhanced Geotermal Systems (EGS) гэж нэрлэсэн бөгөөд АНУ-ын Эрчим хүчний яам (ТМБ) санхүүжүүлдэг.

Төсөл нь 11,000 оны 2021-р сард 300 футын хоёр худгийн эхнийх нь өрөмдлөг хийсэн. Арга барил нь эхний худгийг хугалж, ан цавын зураглалыг гаргаж, эхний худгаас 600 фут зайд байрлах хоёр дахь худгийн өдөөлтийг төлөвлөх бөгөөд энэ нь хоёр худгийн хооронд шаардлагатай холболтыг хангах болно. хоёр худаг. Хэрэв энэ нь ажиллах юм бол тэд XNUMX футын зайтай хоёр худагт үйл ажиллагаагаа тохируулахаар төлөвлөж байна.

Занарын тос, байгалийн хийн хувьсгалд зориулан боловсруулсан цооногийн технологи нь чулуужсан түлшний эрчим хүчийг орлуулахын тулд цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэрт залгагдаж магадгүй нь бага зэрэг хачирхалтай юм.

Үүний өөр нэг хувилбар нь ТМБ-аас Оклахомагийн Их Сургуулийн санхүүжилтээр хуучин дөрвөн газрын тосны цооногоос газрын гүний дулааныг гаргаж, ойролцоох сургуулиудыг халаахад ашиглах явдал юм.

Эдгээр төслүүдэд урам зоригтой байгаа хэдий ч Билл Гейтс газрын гүний дулаан нь дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээнд бага зэрэг хувь нэмэр оруулна гэж үзэж байна.

Газрын гүний дулааны зориулалтаар ухсан нийт худгийн 40 орчим хувь нь дүд болж хувирдаг. Мөн газрын гүний дулааныг зөвхөн дэлхийн тодорхой газар ашиглах боломжтой; Хамгийн сайн цэгүүд нь дунджаас дээш галт уулын идэвхжилтэй газар байдаг.