Kemajuan Dalam Fracking – Teknologi Rendah, Teknologi Tinggi dan Teknologi Iklim.

Persidangan Teknologi Pecah Hidraulik (HFTC) telah diadakan di The Woodlands, Texas, pada 1-3 Februari 2022. Masa pandemik nampaknya telah berakhir, selagi tiada varian baharu yang radikal muncul.

Hilang itu tidak menghentikan inovasi, yang sentiasa menjadi bahan utama industri minyak dan gas. Berikut ialah beberapa sorotan terbaharu, sebahagian daripadanya keluar daripada HFTC.

Kemajuan teknologi rendah.

Peningkatan bilangan telaga yang akan disiapkan pada tahun 2022 serta bahagian telaga mendatar yang lebih panjang meramalkan lonjakan pasir pecah. Tetapi lombong pasir semasa, lebih kerap di dalam lembangan hari ini, telah mengalami penurunan harga dan penyelenggaraan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan mungkin tidak dapat memenuhi keperluan itu.

Pam kekurangan bekalan. Operator bergantung pada pam yang memerlukan pembaikan atau peningkatan kerana tempat sewa adalah terhad dalam bekalan mereka.

Sesetengah operator di Permian sedang menggerudi telaga mendatar yang lebih panjang. Data menunjukkan pengurangan kos sebanyak 15-20% untuk penggerudian dan penyiapan telaga berbanding tahun-tahun kebelakangan ini, sebahagiannya kerana telaga boleh digerudi lebih cepat. Satu syarikat menggerudi mendatar 2 batu dalam masa 10 hari sahaja.

Penggerudian yang lebih pantas ditunjukkan oleh perbandingan ini: pada ketinggian penggerudian Permian pada 2014, 300 pelantar menggerudi kurang daripada 20 juta kaki sisi dalam setahun. Tahun lepas, 2021, kurang daripada 300 pelantar menggerudi 46 juta kaki - hasil yang luar biasa.

Sebahagian daripada sebabnya ialah penggunaan reka bentuk simul-frac yang semakin meningkat, di mana dua telaga bersebelahan ditebuk dan dipecahkan secara bersama - 70% lebih cepat siap daripada reka bentuk zip-frac tradisional.

Pengeluaran minyak setiap kaki meningkat dengan panjang mendatar daripada 1 batu kepada 2 batu. Walaupun kebanyakan telaga di Permian kini sekurang-kurangnya 2 batu panjang, sesetengah pengendali menolak had. Bagi satu pengendali, hampir 20% telaga sepanjang 3 batu, dan mereka berpuas hati dengan hasilnya.

Tetapi sesetengah melaporkan hasil bercampur untuk produktiviti setiap kaki. Walaupun beberapa telaga yang lebih panjang kekal sama, beberapa telaga jatuh sebanyak 10-20% antara panjang 2 batu dan 3 batu. Keputusan muktamad belum tersedia lagi.

Bar sisi untuk ini ialah sejumlah besar air dan pasir yang digunakan untuk memecahkan perigi mendatar 3 batu. Jika nombor yang diperoleh daripada telaga 2 batu biasa pada tahun 2018 diekstrapolasi kepada telaga 3 batu, kami mendapati jumlah isipadu air meningkat daripada 40 kaki kepada 60 kaki di atas kawasan berumput stadium bola sepak – dan ini menimbulkan persoalan tentang sumber air frac. Pendedahan serupa muncul untuk jumlah isipadu pasir yang meningkat daripada 92 kontena kereta api kepada 138 kontena. Dan ini hanya untuk satu telaga

Kemajuan teknologi tinggi.  

Di kepala telaga, terdapat tumpuan yang lebih kuat untuk mengumpul lebih banyak data dan mendiagnosis data untuk memperbaik fracking telaga mendatar. 

Kesambungan medan dekat.

Seismos telah membangunkan diagnostik inovatif yang boleh mencirikan betapa baiknya hubungan antara lubang telaga dan takungan, yang merupakan kunci kepada aliran minyak ke dalam telaga mendatar.

Nadi akustik digunakan untuk mengukur rintangan aliran di kawasan lubang berhampiran telaga yang telah pecah. Metrik ini dipanggil NFCI, untuk indeks sambungan medan dekat, dan ia boleh diukur sepanjang telaga mendatar. Telah ditunjukkan bahawa NFCI berkorelasi dengan pengeluaran minyak dalam setiap peringkat frac.

Kajian telah menunjukkan bahawa NFCI bergantung kepada:

· Geologi takungan — batuan rapuh memberikan nombor NFCI yang lebih besar daripada batuan mulur.

· Berdekatan dengan telaga lain yang boleh mendorong tegasan yang menyebabkan nombor NFCI berubah-ubah di sepanjang telaga mendatar.

· Menambah pengalih atau menggunakan reka bentuk frac kemasukan terhad yang boleh meningkatkan nilai NFCI sebanyak 30%.

Pemantauan tekanan lubang telaga tertutup.  

Satu lagi contoh berteknologi tinggi ialah SWPM, singkatan dari Sealed Wellbore Pressure Monitoring. Telaga monitor mendatar, diisi dengan cecair di bawah tekanan, berdiri dari perigi mendatar lain yang akan dipecahkan sepanjang panjangnya. Tolok tekanan dalam telaga monitor merekodkan perubahan tekanan kecil semasa operasi frac.

Proses ini dibangunkan oleh Devon Energy and Well Data Labs. Sejak 2020, lebih 10,000 peringkat fracking - biasanya 40 di sepanjang sisi 2 batu - telah dianalisis.

Apabila patah tulang merebak dari peringkat frac tertentu dan mencapai monitor dengan baik, blip tekanan direkodkan. Blip pertama diperiksa terhadap isipadu cecair frac yang dipam, dipanggil VFR. VFR boleh digunakan sebagai proksi untuk kecekapan frac kelompok dan juga digunakan untuk mengetahui geometri patah. 

Matlamat lain adalah untuk memahami jika kekurangan takungan, disebabkan oleh telaga induk yang sedia ada, boleh menjejaskan pertumbuhan patah tulang. Patah baru cenderung menuju ke bahagian takungan yang habis.

Regangan hampir telaga daripada kabel gentian optik.   

Kabel gentian optik boleh digantung di sepanjang telaga mendatar dan dilekatkan pada bahagian luar selongsong telaga. Kabel optik dilindungi oleh sarung logam. Pancaran laser dihantar ke bawah kabel dan mengambil pantulan yang disebabkan oleh pengeliman atau pengembangan kecil (iaitu ketegangan) kabel apabila patah pada telaga telah diubah geometrinya oleh perubahan dalam tekanan telaga semasa pengeluaran minyak.

Masa yang tepat direkodkan apabila pantulan laser berlaku dan ini boleh digunakan untuk mengira lokasi di sepanjang kabel yang dikelim — segmen telaga sekecil 8 inci boleh dikenal pasti.

Isyarat laser berkaitan dengan geometri dan produktiviti patah pada kelompok perforasi tertentu. Perubahan terikan yang besar akan mencadangkan perubahan besar dalam lebar patah yang disambungkan kepada perforasi itu. Tetapi tiada perubahan terikan akan menunjukkan tiada patah pada perforasi itu, atau patah dengan kekonduksian yang sangat rendah.

Ini adalah hari-hari awal, dan nilai sebenar teknologi baharu ini masih belum ditentukan.

Kemajuan teknologi iklim.  

Ini adalah inovasi berkaitan perubahan iklim dan pelepasan gas rumah hijau (GHG) yang menyumbang kepada pemanasan global.

E-fracking.

Di medan minyak, satu cara untuk mengurangkan pelepasan GHG adalah dengan syarikat minyak dan gas menghijaukan operasi mereka sendiri. Contohnya, dengan menggunakan, bukannya diesel, gas asli atau elektrik angin atau suria untuk mengepam operasi fracking.  

Dalam sesi pleno pembukaan di HFTC, Michael Segura, naib presiden kanan, berkata Halliburton adalah salah satu pemain utama dalam armada frac berkuasa elektrik atau teknologi e-frac. Malah, e-fracs telah dimulakan oleh Halliburton pada 2016 dan dikomersialkan pada 2019.

Segura berkata bahawa faedah terletak pada penjimatan bahan api serta pengurangan GHG sehingga 50%. Dia mendakwa ini adalah "impak yang agak luar biasa terhadap profil pelepasan industri kami."

Beliau juga berkata syarikat itu telah membuat "komitmen yang besar terhadap pembangunan peralatan dan teknologi yang membolehkan, seperti patah kuasa grid." Ini nampaknya merujuk kepada penggunaan elektrik daripada grid, bukannya daripada turbin gas yang dikuasakan oleh gas kepala telaga atau sumber CNG atau LNG.

E-fleet yang paling biasa menggunakan gas kepala telaga untuk menjalankan turbin gas untuk menjana tenaga elektrik yang menggerakkan armada, kata seorang pemerhati. Ini mengurangkan jejak GHG sebanyak dua pertiga dan bermakna lebih banyak telaga boleh disiapkan di bawah lesen pelepasan GHG yang diberikan.

E-fracs hanya kira-kira 10% daripada pasaran sekarang, tetapi permintaan di seluruh dunia untuk menurunkan GHG dijangka akan meningkatkan penggunaan e-fracs, di mana biasanya 50% pengurangan GHG boleh dicapai.

Geoterma.  

Tenaga geoterma berwarna hijau berbanding dengan bahan api fosil, kerana ia mengekstrak tenaga pembentukan bawah tanah dalam bentuk haba yang boleh ditukar kepada elektrik.

Hot Dry Rock ialah nama kaedah untuk memanfaatkan tenaga geoterma dengan memecahkan granit di pergunungan berhampiran dengan Los Alamos National Laboratory (LANL) di New Mexico. Ini adalah pada tahun 1970-an.

Konsepnya, yang dicipta di LANL, agak mudah: gerudi telaga condong ke dalam granit dan pecahkan telaga. Gerudi telaga kedua agak jauh yang akan bersambung dengan patah. Kemudian pam air ke bawah telaga pertama, melalui patah (s) di mana ia akan mengambil haba, kemudian naik telaga kedua di mana air panas boleh memacu turbin wap untuk menghasilkan elektrik.

Konsepnya adalah mudah, tetapi keputusan patah adalah apa-apa tetapi mudah - rangkaian keretakan kecil yang merumitkan dan mengurangkan aliran air ke telaga kedua. Kecekapan tidak hebat, dan prosesnya mahal.

Konsep ini telah dicuba di banyak tempat lain di seluruh dunia, tetapi kekal di puncak kemampuan komersil.

John McLennon, dari Universiti Utah, bercakap pada sesi pleno HFTC tentang rancangan baharu. Beliau adalah sebahagian daripada pasukan yang ingin mengembangkan konsep dengan menggerudi telaga mendatar dan bukannya hampir menegak, dan menggunakan teknologi fracking terkini dari medan minyak. Projek itu dipanggil Enhanced Geothermal Systems (EGS) dan dibiayai oleh Jabatan Tenaga AS (JAS).

Projek itu menggerudi yang pertama daripada dua telaga 11,000 kaki pada Mac 2021. Pendekatannya adalah untuk memecahkan telaga pertama dan memetakan keretakan untuk mereka bentuk pelan rangsangan untuk telaga kedua 300 kaki dari telaga pertama yang akan menyediakan ketersambungan yang diperlukan antara dua telaga. Jika ia berfungsi, mereka bercadang untuk menyesuaikan operasi ke dua telaga yang terletak 600 kaki.

Agak ironis bahawa teknologi telaga yang dibangunkan untuk revolusi minyak dan gas syal boleh dicantumkan ke dalam sumber tenaga bersih untuk membantu menggantikan tenaga bahan api fosil.

Satu lagi versi ini, dengan dana daripada DOE kepada Universiti Oklahoma, adalah untuk menghasilkan tenaga geoterma daripada empat telaga minyak lama, dan menggunakannya untuk memanaskan sekolah berhampiran.

Walaupun keghairahan dalam projek seperti ini, Bill Gates berpendapat bahawa geoterma hanya akan menyumbang secara sederhana kepada penggunaan kuasa dunia:

Kira-kira 40 peratus daripada semua telaga yang digali untuk geoterma ternyata tidak berguna. Dan geoterma hanya tersedia di tempat tertentu di seluruh dunia; tempat terbaik adalah kawasan yang mempunyai aktiviti gunung berapi melebihi purata.