Cynnydd Mewn Ffracio - Isel-Dechnoleg, Uwch-Dechnoleg, A Thechnoleg Hinsawdd.

Cynhaliwyd y Gynhadledd Technoleg Hollti Hydrolig (HFTC) yn The Woodlands, Texas, ar Chwefror 1-3, 2022. Mae'n ymddangos bod y bwlch pandemig drosodd o'r diwedd, cyn belled nad oes unrhyw amrywiadau radical newydd yn ymddangos.

Nid yw'r bwlch wedi atal arloesi, sydd bob amser wedi bod yn gynhwysyn allweddol yn y diwydiant olew a nwy. Dyma rai uchafbwyntiau diweddar, rhai ohonynt yn deillio o HFTC.

Datblygiadau technoleg isel.

Mae cynnydd yn nifer y ffynhonnau i'w cwblhau yn 2022 ynghyd â thrychiadau llorweddol hirach o ffynhonnau yn awgrymu naid mewn tywod ffrac. Ond mae mwyngloddiau tywod presennol, yn amlach mewn basn y dyddiau hyn, wedi dioddef o ostyngiad mewn prisiau a chynnal a chadw yn ystod yr ychydig flynyddoedd diwethaf, ac efallai na fyddant yn gallu llenwi'r angen.

Mae pympiau yn brin. Mae gweithredwyr yn hongian ar bympiau sydd angen eu hatgyweirio neu eu huwchraddio oherwydd bod lleoedd rhentu yn gyfyngedig yn eu cyflenwad.

Mae rhai gweithredwyr yn y Permian yn drilio ffynhonnau llorweddol hirach. Mae'r data'n dangos gostyngiad cost o 15-20% ar gyfer drilio a chwblhau ffynnon o'i gymharu â'r blynyddoedd diwethaf, yn rhannol oherwydd gellir drilio ffynhonnau yn gyflymach. Driliodd un cwmni lorweddol 2 filltir mewn dim ond 10 diwrnod.

Dangosir drilio cyflymach gan y gymhariaeth hon: ar anterth drilio Permian yn 2014, roedd 300 o rigiau'n drilio llai na 20 miliwn o droedfeddi ochrol mewn blwyddyn. Y llynedd, 2021, driliodd llai na 300 o rigiau 46 miliwn troedfedd - canlyniad rhyfeddol.

Rhan o'r rheswm yw'r defnydd cynyddol o'r dyluniad simul-frac, lle mae dwy ffynnon gyfagos yn cael eu tyllu a'u ffracio ar y cyd - cwblhau 70% yn gyflymach na'r dyluniad zipper-frac traddodiadol.

Mae cynhyrchiant olew fesul troedfedd yn cynyddu gyda hyd llorweddol o 1 filltir i 2 filltir. Er bod y mwyafrif o ffynhonnau yn y Permian bellach o leiaf 2 filltir o hyd, mae rhai gweithredwyr yn gwthio'r terfynau. Ar gyfer un gweithredwr, mae bron i 20% o ffynhonnau yn 3 milltir o hyd, ac maent yn hapus â'r canlyniadau.

Ond mae rhai yn adrodd am ganlyniadau cymysg ar gyfer cynhyrchiant fesul troedfedd. Er bod rhai ffynhonnau hirach wedi aros yr un fath, gostyngodd rhai ffynhonnau 10-20% rhwng darnau o 2 filltir a 3 milltir. Nid oes canlyniad pendant ar gael eto.

Bar ochr i hyn yw'r swm enfawr o ddŵr a thywod a ddefnyddir i dorri ffynnon lorweddol 3 milltir o hyd. Os caiff niferoedd a geir o ffynnon 2 filltir nodweddiadol yn 2018 eu hallosod i ffynnon 3 milltir, gwelwn fod cyfanswm y dŵr yn codi o 40 troedfedd i 60 troedfedd dros ardal laswelltog stadiwm pêl-droed – ac mae hyn yn codi cwestiynau am darddiad y dŵr. y dwr frac. Mae datguddiad tebyg yn ymddangos ar gyfer cyfanswm cyfaint y tywod sy'n codi o 92 o gynwysyddion ceir rheilffordd i 138 o gynwysyddion. Ac ar gyfer un ffynnon yn unig y mae hyn

Datblygiadau uwch-dechnoleg.  

Ar ben y ffynnon, mae ffocws cryfach ar gasglu mwy o ddata a gwneud diagnosis o'r data i wella ffracio ffynhonnau llorweddol. 

Cysylltedd ger y cae.

Mae Seismos wedi datblygu diagnostig arloesol a all nodweddu pa mor dda yw'r cysylltiad rhwng ffynnon a chronfa ddŵr, sy'n allweddol i lif olew i ffynnon lorweddol.

Defnyddir pwls acwstig i fesur gwrthiant llif yn ardal ffynnon sydd bron wedi'i ffracio. Gelwir y metrig yn NFCI, ar gyfer mynegai cysylltedd ger maes, a gellir ei fesur ar hyd ffynnon lorweddol. Dangoswyd bod NFCI yn cyfateb i gynhyrchu olew ym mhob cam ffrac.

Mae astudiaethau wedi dangos bod NFCI yn dibynnu ar:

· Daeareg y gronfa ddŵr — mae creigiau brau yn rhoi niferoedd NFCI mwy na chreigiau hydwyth.

· Agosrwydd ffynhonnau eraill a all achosi straen sy'n achosi i rifau NFCI amrywio ar hyd ffynnon lorweddol.

· Ychwanegu dargyfeiriwr neu ddefnyddio cynllun ffrac mynediad cyfyngedig a all roi hwb o 30% i werthoedd NFCI.

Monitro pwysau wellbore wedi'i selio.  

Enghraifft uwch-dechnoleg arall yw SWPM, sy'n sefyll ar gyfer Monitro Pwysedd Wellbore Selio. Mae ffynnon fonitor llorweddol, wedi'i llenwi â hylif dan bwysau, yn sefyll i ffwrdd o ffynnon lorweddol arall sydd i'w ffracio ar ei hyd. Mae mesuryddion pwysau yn y monitor yn dda yn cofnodi newidiadau pwysau bach yn ystod gweithrediadau ffrac.

Datblygwyd y broses gan Dyfnaint Energy and Well Data Labs. Ers 2020, mae dros 10,000 o gamau ffracio – yn nodweddiadol 40 ar hyd 2 filltir ochrol – wedi’u dadansoddi.

Pan fydd toriadau yn ymledu o gyfnod ffrac penodol ac yn cyrraedd y monitor yn dda, cofnodir blip pwysedd. Mae'r blip cyntaf yn cael ei wirio yn erbyn cyfaint yr hylif frac sy'n cael ei bwmpio, a elwir yn VFR. Gellir defnyddio'r VFR fel dirprwy ar gyfer effeithlonrwydd ffrac clwstwr a hyd yn oed ei ddefnyddio i gyfrifo geometreg torasgwrn. 

Gall nod arall fod i ddeall a all disbyddu cronfa ddŵr, oherwydd ffynnon rhiant sy'n bodoli eisoes, effeithio ar dwf toriadau. Mae toriad newydd yn dueddol o fynd tuag at ran wedi'i disbyddu o gronfa ddŵr.

Straen bron yn dda o gebl ffibr optig.   

Gellir gosod cebl ffibr optig allan ar hyd ffynnon lorweddol a'i gysylltu â thu allan casin y ffynnon. Mae'r cebl optegol yn cael ei ddiogelu gan wain metel. Mae pelydr laser yn cael ei anfon i lawr y cebl ac yn codi adlewyrchiadau a achosir gan grimpio munudau neu ehangiad (hy straen) y cebl pan fydd geometreg toriad yn y ffynnon yn cael ei newid gan newid ym mhwysedd y ffynnon wrth gynhyrchu olew.

Mae amseroedd manwl gywir yn cael eu cofnodi pan fydd adlewyrchiad laser yn digwydd a gellir defnyddio hwn i gyfrifo pa leoliad ar hyd y cebl y cafodd ei grimpio - wel gellir nodi segmentau mor fach ag 8 modfedd.

Mae'r signalau laser yn gysylltiedig â geometreg a chynhyrchiant y toriad mewn clwstwr trydylliad penodol. Byddai newid straen mawr yn awgrymu newid mawr yn lled y toriad sy'n gysylltiedig â'r trydylliad hwnnw. Ond ni fyddai unrhyw newid straen yn dynodi dim toriad ar y trydylliad hwnnw, neu doriad gyda dargludedd isel iawn.

Mae'r rhain yn ddyddiau cynnar, ac nid yw gwir werth y dechnoleg newydd hon wedi'i bennu eto.

Datblygiadau hinsawdd-dechnoleg.  

Mae'r rhain yn ddatblygiadau arloesol sy'n ymwneud â newid yn yr hinsawdd ac allyriadau nwyon tŷ gwydr (GHG) sy'n cyfrannu at gynhesu byd-eang.

E-ffracio.

Yn y maes olew, un ffordd o leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr yw trwy i gwmnïau olew a nwy wneud eu gweithrediadau eu hunain yn fwy gwyrdd. Er enghraifft, trwy ddefnyddio, yn lle disel, nwy naturiol neu drydan gwynt neu solar i bwmpio gweithrediadau ffracio.  

Mewn sesiwn lawn agoriadol yn HFTC, dywedodd Michael Segura, uwch is-lywydd, fod Halliburton yn un o'r prif chwaraewyr mewn fflydoedd ffrac wedi'u pweru gan drydan neu dechnoleg e-ffrac. Mewn gwirionedd, cychwynnwyd e-fracs gan Halliburton yn 2016 a'u masnacheiddio yn 2019.

Dywedodd Segura fod manteision yn perthyn i arbedion tanwydd yn ogystal â gostyngiadau mewn nwyon tŷ gwydr o hyd at 50%. Honnodd fod hon yn “effaith eithaf rhyfeddol ar broffil allyriadau ein diwydiant.”

Dywedodd hefyd fod y cwmni wedi gwneud “ymrwymiad mawr i ddatblygu offer a thechnoleg alluogi, fel hollti sy’n cael ei bweru gan y grid.” Mae'n debyg bod hyn yn cyfeirio at ddefnyddio trydan o'r grid, yn hytrach nag o dyrbinau nwy sy'n cael eu pweru gan nwy pen ffynnon neu ffynonellau CNG neu LNG.

Mae'r e-fflydoedd mwyaf cyffredin yn defnyddio nwy pen ffynnon i redeg tyrbinau nwy i gynhyrchu trydan sy'n pweru'r fflyd, meddai un sylwedydd. Mae hyn yn lleihau ôl troed nwyon tŷ gwydr o ddwy ran o dair ac yn golygu y gellir cwblhau mwy o ffynhonnau o dan drwydded allyriadau nwyon tŷ gwydr benodol.

Dim ond tua 10% o’r farchnad yw e-ffracau ar hyn o bryd, ond disgwylir i’r galw byd-eang i leihau nwyon tŷ gwydr gynyddu’r defnydd o e-fracs, lle gellir cyflawni gostyngiadau nwyon tŷ gwydr o 50% yn nodweddiadol.

Geothermol.  

Mae ynni geothermol yn wyrdd o'i gymharu â thanwydd ffosil, oherwydd ei fod yn echdynnu egni o ffurfiannau tanddaearol ar ffurf gwres y gellir ei drawsnewid yn drydan.

Hot Dry Rock oedd enw'r dull o dapio ynni geothermol trwy ffracio gwenithfaen yn y mynyddoedd yn agos at Labordy Cenedlaethol Los Alamos (LANL) yn New Mexico. Roedd hyn yn y 1970au.

Roedd y cysyniad, a ddyfeisiwyd yn LANL, yn eithaf syml: drilio gogwydd ymhell i'r gwenithfaen a ffraciwch y ffynnon. Driliwch eiliad ymhell i ffwrdd a fyddai'n cysylltu â'r toriad(au). Yna pwmpiwch ddŵr i lawr y ffynnon gyntaf, trwy'r hollt(iau) lle byddai'n codi gwres, yna i fyny'r ail ffynnon lle gallai'r dŵr poeth yrru tyrbin ager i gynhyrchu trydan.

Roedd y cysyniad yn un syml, ond roedd y canlyniadau torri asgwrn yn unrhyw beth ond syml - rhwydwaith o doriadau bach a oedd yn cymhlethu ac yn lleihau llif y dŵr i'r ail ffynnon. Nid oedd effeithlonrwydd yn wych, ac roedd y broses yn ddrud.

Rhoddwyd cynnig ar y cysyniad mewn llawer o leoedd eraill ledled y byd, ond erys ar drothwy fforddiadwyedd masnachol.

Siaradodd John McLennon, o Brifysgol Utah, yng nghyfarfod llawn HFTC am gynllun newydd. Mae'n rhan o dîm sydd am ehangu'r cysyniad trwy ddrilio ffynhonnau llorweddol yn hytrach na rhai sydd bron yn fertigol, a defnyddio'r dechnoleg ffracio ddiweddaraf o'r maes olew. Enw'r prosiect yw Systemau Geothermol Gwell (EGS) ac fe'i hariennir gan Adran Ynni'r UD (DOE).

Driliodd y prosiect y gyntaf o ddwy ffynnon 11,000 troedfedd ym mis Mawrth 2021. Y dull yw torri'r ffynnon gyntaf a mapio'r holltau i ddylunio cynllun ysgogi ar gyfer yr ail ffynnon 300 troedfedd o'r ffynnon gyntaf a fydd yn darparu'r cysylltedd sydd ei angen rhwng y ffynnon. dwy ffynnon. Os bydd yn gweithio maent yn bwriadu addasu gweithrediadau i ddwy ffynnon sydd 600 troedfedd oddi wrth ei gilydd.

Mae'n eironig braidd y gall technoleg a ddatblygwyd yn dda ar gyfer y chwyldro olew a nwy siâl gael ei impio i mewn i ffynhonnell ynni glân i helpu i ddisodli ynni tanwydd ffosil.

Fersiwn arall o hyn, gyda chyllid gan DOE i Brifysgol Oklahoma, yw cynhyrchu ynni geothermol o bedair hen ffynnon olew, a'i ddefnyddio i gynhesu ysgolion cyfagos.

Er gwaethaf y brwdfrydedd mewn prosiectau fel y rhain, mae Bill Gates yn dadlau mai dim ond yn gymedrol y bydd geothermol yn cyfrannu at ddefnydd pŵer y byd:

Mae tua 40 y cant o'r holl ffynhonnau a gloddiwyd ar gyfer geothermol yn troi allan i fod yn dduds. Ac mae geothermol ar gael mewn mannau penodol o gwmpas y byd yn unig; y mannau gorau yn tueddu i fod yn ardaloedd gyda gweithgaredd folcanig uwch na'r cyfartaledd.