Өркүндөтүлгөн геотермалдык система аз көмүртектүү энергияны казуу үчүн мунай жана газ технологиясын колдонот. 2-бөлүк.

АКШнын Энергетика министрлиги (DOE) FORGE деп аталган долбоорду каржылады, анда эң мыкты мунай жана газ технологиясын колдонуу менен ысык гранит тектери бургулалат жана сындырылат. Жалпы максат - бир скважинага сордурулган суу гранит аркылуу айланып, экинчи скважинаны сордурардан мурун электр энергиясын иштеп чыгуучу турбиналарды айдап ысытса болорун көрүү.

Джон МакЛеннан, Юта университетинин химиялык инженерия бөлүмү, бул DOE долбоорунун башкы изилдөөчүсү. Бул тема боюнча вебинар презентациясы NSI тарабынан 6-жылдын 2022-апрелинде каржыланган: ФГеотермалдык энергияны изилдөө боюнча rontier обсерваториясы (FORGE): Жаңылануу жана келечек

1-бөлүк ушул суроолорго жооп берди Джон Макленнанга:

Q1. Сиз геотермалдык энергиянын кыскача тарыхын бере аласызбы?

Q2. Жакшыртылган геотермалдык системалар деген эмне жана фрекинг кайда колдонулат?

Q3. Ютадагы FORGE долбоорунун сайты жана ал эмне үчүн тандалганын айтып бериңиз.

Бул жазуу төмөнкү үч кошумча суроону караган 2-бөлүк:

Q4. Инжектордук жана эксплуатациялоочу скважиналардын негизги конструкциясы кандай?

Ушул кунге чейин алты скважина бургуланган. Бул скважиналардын бешөө вертикалдуу бургуланган мониторинг скважиналары болуп саналат, бул талаа лабораториясы болуу стратегиясына шайкеш келет. Мониторинг скважиналарындагы була-оптикалык кабелдер жана геофондор бургуланган инжектордук скважинаны жана келе жаткан өндүрүш скважинасын өз ара байланыштырган гидравликалык жаракалардын хронологиялык өсүшүн картага түшүрө алат.

Инжекциялык скважина 10,987 фут (чыныгы вертикалдык тереңдик жер деңгээлинен 8520 фут±) өлчөнгөн тереңдикке бургуланган. Бул вертикалдуу бургулоону, андан кийин бургуланган 5°/100 фут ийри секцияны курууну жана акырында вертикалдан 65° капталын кармап турууга, чыгыштан түштүккө карай азимутта болжол менен 4,300 фут (N105E) жүргүзүүнү талап кылган. Бул багыт скважинага ортогоналдуу болгон кийинки гидравликалык жаракаларды колдойт.

Бургулоодон кийин скважинанын эң түбү 200 футтан башкасы капталган (чоңураак диаметри 7 дюймдук корпус чектелген сүрүлүү жана мителик насостук жоготуулар менен олуттуу көлөмдөгү сууларды жылдыруу үчүн колдонулган) жана жер бетине цементтелген (шакекчелүү мейкиндикти гидравликалык изоляциялоо үчүн) .

Q5. Сиз инъекциялык кудуктагы үч frac дарылоону жана алардын натыйжаларын кыскача айтып бере аласызбы?

2022-жылдын апрель айында инъекциялык скважинанын астыңкы четине (бармагына) жакын үч гидравликалык жарака сордурулган. Үч скважинадагы геофондор, жер үстүндөгү приборлор жана скважинадагы була-оптикалык сенсорлор насостун жүрүшүндө өнүгүп жаткан сынык геометриясынын көрүнүшүн камсыз кылат. Бул жаракалар геометриясын чечмелөөнүн негизинде, кийинки микросейсмикалык булуттарды кесип өтүү үчүн өндүрүш скважинасы бургулалат.

Үч сынык этаптары катары менен сордурулган. Биринчиси скважинанын бүткүл узундугуна багытталган (төмөнкү 200 фут капталга салынбаган). Ал тазалоо тайгак суу (сүүрүлүүсү азайган суу) болгон. 4,261 баррель (~179,000 гал.) 50 бит/м (2100 гпм) ылдамдыкта айдалды. Кыскача жабылгандан кийин, скважина 220°F температурада кайра агып чыкты.

Кийинки этап 35 фут узундуктагы корпустун 20 формадагы заряддар менен тешилген бөлүгү аркылуу 120 сок/мин ылдамдыкта тайгак сууну сордурууну камтыды. 2,777 баррл суу сордурулган; анан кудук кайра агып кетти.

Акыркы этап 3,016 баррл кайчылаш байланышкан (илештирилген) суюктуктун тешиктүү корпус аркылуу 35 бит/мин ылдамдыгы менен сордурулган. Микропропант сордурулду. Келечекте жаралган сыныктардын өткөргүчтүгүн камсыз кылуу үчүн сыныктарды тирөөчтүн зарылдыгын жана жашоого жөндөмдүүлүгүн баалоо үчүн баалоо жүргүзүлөт.

Үчүнчү этапты алдын ала иштетүү борбордогу скважинанын айланасында псевдорадиалдык жаракалардын өсүшүн болжолдойт. Бул учурдагы инжектор менен болочок продюсердин ортосунда 300 фут тартибинде бөлүнүүнү жактырат. Коммерциялык сценарий мындан да көбүрөөк офсетти талап кылышы мүмкүн; бирок бул эксперименталдык программа биринчи кезекте гидравлика-лык жарака менен эки жанаша турган скважиналарды ез ара байланыштыруу мумкунчулугун тузуу керек.

Q6. Коммерциялык колдонуу үчүн кандай потенциал бар?

Коммерциялык шартта скважиналарды бириктирүү үчүн көп сандаган гидравликалык жаракалар түзүлмөк. FORGE талаа лабораториясында капталдын узундугу жаңы технологияларды сыноого арналат. Аларга резервуардын мүнөздөмөлөрүн аныктоо ыкмалары, гидравликалык жаракалар жана тешиктөө ыкмалары, шайкештик – ар бир гидрожарык аркылуу номиналдуу бирдей агым, жана бул жаракалар тармактары аркылуу циркуляциянын мүнөздөмөлөрү жана жылуулуктун азайышы байкалган ылдамдык кирет. Изилдөө келишимдери башка тараптарга (университеттер, улуттук лабораториялар, өнөр жай ишканалары) бул технологияларды иштеп чыгуу жана FORGEде сынап көрүү үчүн берилет.

Коммерциялык EGS шартында муздак суу куюлуп, гидротехникалык жаратылган жаракалар массивинен өтүп, процессте жылуулукка ээ болот. Ысык суу өндүрүш скважинасы аркылуу жер үстүнө чыгарылмак. Жер бетинде электр энергиясын өндүрүү үчүн стандарттуу геотермалдык технология ишке ашырылмак (органикалык Ранкин цикли (ORC), турбинаны/генераторду айдоо үчүн бууга күйгүзүлгөн экинчи органикалык жумушчу суюктуктун жардамы менен; же бууга түз жаркылдоо). Өндүрүлгөн суу, жылуулук чыгарылгандан кийин, кайра айландырылат.

FORGE сайты энергия өндүрүүчүсү болбойт. Бул геотермалдык энергиянын бул түрүн коммерциялаштырууга көмөктөшүүчү технологияларды сыноо жана иштеп чыгуу үчүн колдонууга арналган. Ийгиликтин борборлору технологияны өнүктүрүү. Азыртадан эле поликристаллдуу алмаз компакт-биттерин (PDC) колдонууну илгерилетүү аркылуу олуттуу ийгиликтерге жетишилди, алар кирүү ылдамдыгын кескин жогорулатууга мүмкүндүк берет. Жер казынасын өлчөөлөрдү баалоо протоколдору жана бургулоочу аянтчанын бардык кызматкерлерин окутуу бул геотермалдык долбоордун бургулоо экономикасын жакшыртты.

Бул гидравликалык жарака натыйжалуу жүзөгө ашырылышы мүмкүн көрүнөт - бирок чыныгы сыноо өндүрүштүк скважинаны бургулоо кийин жүгүртүүнүн натыйжалуулугун жана жылуулукту калыбына келтирүү жатат.

Бул жерде EGS ийгилиги башка жерде колдонулушу мүмкүн. Гибриддик EGS колдонмолору үчүн гидравликалык жаракаларды колдонууну карап көрөлү, анда кадимки колдонмолор кургак тешиктин геотермалдык эквивалентине туш болушат - табигый жаракалар бургулоодо кездешкен эмес, бирок жаракалар менен кесилиши мүмкүн.

FORGEдеги ийгилик башкача каралбай турган технологияларды сынап көрүү, жашоого жөндөмдүү технологияларды жеке өнөр жайга өткөрүп берүү жана жалпысынан геотермалдык өнүгүүгө дем берүү дегенди билдирет.