Sasniegumi fraktēšanā — zemo tehnoloģiju, augsto tehnoloģiju un klimata tehnoloģiju jomā.

Hidrauliskās lūzuma tehnoloģiju konference (HFTC) notika Vudlendā, Teksasā, 1. gada 3.–2022. februārī. Šķiet, ka pandēmijas pārtraukums beidzot ir beidzies, ja vien neparādīsies jauni radikāli varianti.

Pārtraukums nav apturējis inovācijas, kas vienmēr ir bijusi galvenā naftas un gāzes nozares sastāvdaļa. Šeit ir daži jaunākie notikumi, no kuriem daži tika publicēti HFTC.

Zemo tehnoloģiju sasniegumi.

2022. gadā pabeidzamo urbumu skaita palielināšanās, kā arī garāki horizontālie urbumu posmi liecina par smilšu lēcienu. Taču pašreizējās smilšu raktuves, kas mūsdienās biežāk atrodas baseinā, pēdējos gados ir cietušas no pazeminātām cenām un apkopes, un, iespējams, nevarēs apmierināt vajadzību.

Sūkņi ir deficīts. Operatori karājas uz sūkņiem, kuriem nepieciešams remonts vai modernizācija, jo nomas vietu skaits ir ierobežots.

Daži operatori Permas jūrā urbj garākas horizontālās akas. Dati liecina par 15-20% izmaksu samazinājumu par urbšanu un urbumu pabeigšanu, salīdzinot ar pēdējiem gadiem, daļēji tāpēc, ka urbumus var urbt ātrāk. Viens uzņēmums veica 2 jūdžu horizontālo urbumu tikai 10 dienās.

Ātrāku urbšanu parāda šis salīdzinājums: Permas urbšanas augstumā 2014. gadā 300 platformas gada laikā izurbja mazāk nekā 20 miljonus sānu pēdu. Pagājušajā gadā, 2021. gadā, ar mazāk nekā 300 platformām tika izurbti 46 miljoni pēdu — tas ir ievērojams rezultāts.

Daļa no iemesla ir arvien plašāka simul-frac konstrukcijas izmantošana, kad divas blakus esošās akas tiek perforētas un sašķeltas saskaņoti — par 70% ātrāka pabeigšana nekā tradicionālā rāvējslēdzēja konstrukcija.

Eļļas ražošana uz pēdu palielinās līdz ar horizontālo garumu no 1 jūdzes līdz 2 jūdzēm. Lai gan lielākā daļa Permas urbumu tagad ir vismaz 2 jūdzes garas, daži operatori pārkāpj ierobežojumus. Vienam operatoram gandrīz 20% aku ir 3 jūdzes garas, un viņi ir apmierināti ar rezultātiem.

Taču daži ziņo par dažādiem rezultātiem attiecībā uz produktivitāti uz vienu pēdu. Lai gan dažas garākas akas palika nemainīgas, dažas akas samazinājās par 10–20% starp 2 jūdžu un 3 jūdžu garumiem. Galīgais rezultāts vēl nav pieejams.

Sānu josla ir milzīgais ūdens un smilšu daudzums, kas tiek izmantots 3 jūdžu horizontālas akas sašķelšanai. Ja skaitļus, kas iegūti no tipiskas 2 jūdžu garas akas 2018. gadā, ekstrapolē uz 3 jūdžu garu aku, mēs atklājam, ka kopējais ūdens daudzums palielinās no 40 pēdām līdz 60 pēdām virs futbola stadiona zāliena laukuma — un tas rada jautājumus par akas izcelsmi. frac ūdens. Līdzīga atklāsme parādās attiecībā uz kopējo smilšu daudzumu, kas palielinās no 92 dzelzceļa vagonu konteineriem līdz 138 konteineriem. Un tas ir tikai vienai akai

Augsto tehnoloģiju sasniegumi.  

Akas priekšgalā lielāka uzmanība tiek pievērsta vairāk datu apkopošanai un datu diagnosticēšanai, lai uzlabotu horizontālo aku sadalīšanu. 

Tuva lauka savienojamība.

Seismos ir izstrādājis novatorisku diagnostiku, kas var raksturot, cik labs ir savienojums starp urbumu un rezervuāru, kas ir galvenais, lai eļļa ieplūstu horizontālā akā.

Akustisko impulsu izmanto, lai izmērītu plūsmas pretestību urbuma rajonā, kas ir sašķelts. Šo metriku sauc par NFCI tuvā lauka savienojamības indeksam, un to var izmērīt visā horizontālajā akā. Ir pierādīts, ka NFCI korelē ar eļļas ražošanu katrā fracēšanas stadijā.

Pētījumi liecina, ka NFCI ir atkarīgs no:

· Rezervuāra ģeoloģija — trauslie ieži dod lielāku NFCI skaitu nekā kaļamie ieži.

· Citu aku tuvums, kas var izraisīt spriegumus, kuru dēļ NFCI skaitļi mainās gar horizontālo aku.

· Pievienojot novirzītāju vai izmantojot ierobežotu ievades frekvenču dizainu, kas var palielināt NFCI vērtības par 30%.

Slēgta urbuma spiediena kontrole.  

Vēl viens augsto tehnoloģiju piemērs ir SWPM, kas apzīmē Sealed Wellbore Pressure Monitoring. Horizontālā monitora iedobe, kas piepildīta ar šķidrumu zem spiediena, izceļas no citas horizontālas akas, kas ir jāsadala visā tās garumā. Spiediena mērītāji monitorā labi reģistrē nelielas spiediena izmaiņas fracēšanas operāciju laikā.

Procesu izstrādāja Devon Energy un Well Data Labs. Kopš 2020. gada ir analizēti vairāk nekā 10,000 40 sašķelšanas posmi — parasti 2 gar XNUMX jūdžu garu sānu.

Kad lūzumi izplatās no noteiktā lūzuma stadijas un labi sasniedz monitoru, tiek reģistrēts spiediena kritums. Pirmais trieciens tiek pārbaudīts, salīdzinot ar sūknētā šķidruma daudzumu, ko sauc par VFR. VFR var izmantot kā kopu lūzumu efektivitātes starpniekserveri un pat izmantot lūzumu ģeometrijas noteikšanai. 

Vēl viens mērķis var būt saprast, vai rezervuāra izsīkšana, kas saistīta ar iepriekšēju vecāku aku, var ietekmēt lūzumu augšanu. Jauns lūzums mēdz virzīties uz izsmeltu rezervuāra daļu.

Gandrīz akas spriedze no optiskās šķiedras kabeļa.   

Optisko šķiedru kabeli var izstiept gar horizontālu iedobi un piestiprināt pie akas korpusa ārpuses. Optiskais kabelis ir aizsargāts ar metāla apvalku. Lāzera stars tiek nosūtīts lejup pa kabeli, un tas uztver atstarojumus, ko izraisa neliela kabeļa gofrēšana vai izplešanās (ti, deformācija), kad lūzuma ģeometriju maina urbuma spiediena izmaiņas eļļas ražošanas laikā.

Precīzi laiki tiek reģistrēti, kad notiek lāzera atstarojums, un to var izmantot, lai aprēķinātu, kura vieta gar kabeli tika saspiesta — var identificēt pat 8 collas garus akas segmentus.

Lāzera signāli ir saistīti ar lūzuma ģeometriju un produktivitāti noteiktā perforācijas klasterī. Lielas deformācijas izmaiņas liecina par lielām izmaiņām lūzuma platumā, kas saistīts ar šo perforāciju. Bet nekādas deformācijas izmaiņas neliecinātu par lūzumu neesamību šajā perforācijā vai lūzumu ar ļoti zemu vadītspēju.

Šīs ir pirmās dienas, un šīs jaunās tehnoloģijas patiesā vērtība vēl nav noteikta.

Klimata tehnoloģiju attīstība.  

Tie ir jauninājumi, kas saistīti ar klimata pārmaiņām un siltumnīcefekta gāzu (SEG) emisijām, kas veicina globālo sasilšanu.

E-fracking.

Naftas laukā viens no veidiem, kā samazināt SEG emisijas, ir naftas un gāzes uzņēmumiem padarīt savu darbību videi draudzīgāku. Piemēram, dīzeļdegvielas vietā izmantojot dabasgāzi vai vēja vai saules elektrību, lai sūknētu fraktējošo darbību.  

HFTC atklāšanas plenārsēdē Maikls Segura, vecākais viceprezidents, sacīja, ka Halliburton ir viens no lielākajiem spēlētājiem ar elektrisko dzinēju darbināmo Frac flotes vai e-frac tehnoloģiju jomā. Faktiski e-fracus uzsāka Halliburton 2016. gadā un sāka komercializēt 2019. gadā.

Segura teica, ka ieguvumi ir degvielas ietaupījums, kā arī SEG samazinājums līdz pat 50%. Viņš apgalvoja, ka tā ir "diezgan ievērojama ietekme uz mūsu nozares emisiju profilu".

Viņš arī teica, ka uzņēmums ir uzņēmies "lielu apņemšanos attīstīt aprīkojumu un veicinošas tehnoloģijas, piemēram, ar tīklu darbināmu sašķelšanu". Acīmredzot tas attiecas uz elektroenerģijas izmantošanu no tīkla, nevis no gāzes turbīnām, ko darbina urbuma gāze vai CNG vai LNG avoti.

Visizplatītākās e-flotes izmanto urbuma gāzi, lai darbinātu gāzes turbīnas, lai ražotu elektroenerģiju, kas nodrošina floti, sacīja kāds novērotājs. Tas samazina SEG emisijas par divām trešdaļām un nozīmē, ka saskaņā ar noteiktu SEG emisijas licenci var izveidot vairāk urbumu.

Pašlaik E-fracs ir tikai aptuveni 10% no tirgus, taču sagaidāms, ka visā pasaulē pieprasījums pēc SEG samazināšanas palielinās e-fraku izmantošanu, kur parasti var panākt SEG samazinājumu par 50%.

Ģeotermālā.  

Ģeotermālā enerģija ir zaļa salīdzinājumā ar fosilo kurināmo, jo tā no pazemes veidojumiem iegūst enerģiju siltuma veidā, ko var pārvērst elektrībā.

Hot Dry Rock bija ģeotermālās enerģijas ieguves metodes nosaukums, sadalot granītu kalnos netālu no Losalamos Nacionālās laboratorijas (LANL) Ņūmeksikā. Tas bija pagājušā gadsimta 1970. gados.

Koncepcija, ko izgudroja LANL, bija pavisam vienkārša: izurbiet granītā slīpu urbumu un šķetiniet urbumu. Nedaudz tālāk izurbiet otru urbumu, kas savienotos ar lūzumu(-iem). Pēc tam sūknējiet ūdeni pa pirmo aku cauri lūzumam(-iem), kur tas uzņemtu siltumu, pēc tam uz otru aku, kur karstais ūdens varētu darbināt tvaika turbīnu, lai ražotu elektrību.

Koncepcija bija vienkārša, taču lūzumu rezultāti bija nekas cits kā vienkārši — sīku lūzumu tīkls, kas sarežģīja un samazināja ūdens plūsmu uz otru aku. Efektivitāte nebija liela, un process bija dārgs.

Koncepcija ir izmēģināta daudzās citās vietās visā pasaulē, taču tā joprojām ir komerciāli pieņemama.

Džons Maklenons no Jūtas Universitātes HFTC plenārsēdē runāja par jaunu plānu. Viņš ir daļa no komandas, kas vēlas paplašināt koncepciju, urbjot horizontālas akas, nevis gandrīz vertikālas, un izvietojot jaunāko frakciju tehnoloģiju no naftas atradnes. Projekta nosaukums ir Enhanced Geothermal Systems (EGS), un to finansē ASV Enerģētikas departaments (DOE).

Projekta ietvaros 11,000. gada martā tika izurbts pirmais no diviem 2021 300 pēdu gariem urbumiem. Pieeja ir sadalīt pirmo urbumu un kartēt lūzumus, lai izstrādātu stimulēšanas plānu otrajai urbumam 600 pēdu attālumā no pirmās urbuma, kas nodrošinās nepieciešamo savienojumu starp urbumiem. divas akas. Ja tas darbojas, viņi plāno pielāgot darbības divām akām, kas atrodas XNUMX pēdu attālumā viena no otras.

Tas ir nedaudz ironiski, ka slānekļa naftas un gāzes revolūcijai izstrādāto aku tehnoloģiju var izmantot tīrā enerģijas avotā, lai palīdzētu aizstāt fosilā kurināmā enerģiju.

Vēl viena tās versija ar DOE līdzekļiem Oklahomas universitātei ir ražot ģeotermālo enerģiju no četrām vecām naftas urbumiem un izmantot to tuvumā esošo skolu apsildīšanai.

Neskatoties uz entuziasmu tādos projektos kā šie, Bils Geitss apgalvo, ka ģeotermālā enerģija pasaules elektroenerģijas patēriņā dos tikai nelielu ieguldījumu:

Apmēram 40 procenti no visām ģeotermālajai siltumenerģijai izraktajām akām ir duļķes. Un ģeotermālā enerģija ir pieejama tikai noteiktās vietās visā pasaulē; labākās vietas mēdz būt apgabali ar virs vidējās vulkāniskās aktivitātes.