Досягнення в розриві – низькотехнологічні, високотехнологічні та кліматичні.

Конференція з технології гідравлічного розриву пласта (HFTC) відбулася в Вудлендс, штат Техас, 1-3 лютого 2022 року. Здається, пандемічна перерва нарешті закінчилася, поки не з’являться радикальні нові варіанти.

Перерва не зупинила інновацій, які завжди були ключовим компонентом нафтогазової промисловості. Ось кілька останніх моментів, деякі з яких вийшли з HFTC.

Низькотехнологічні досягнення.

Збільшення кількості свердловин, які планується завершити в 2022 році, а також довші горизонтальні ділянки свердловин віщують стрибок у ГРП. Але нинішні піщані шахти, які сьогодні частіше знаходяться в басейні, за останні кілька років постраждали від зниження цін і обслуговування, і, можливо, не зможуть задовольнити потребу.

Насоси в дефіциті. Оператори тримаються за насоси, які потребують ремонту чи модернізації, оскільки кількість місць для прокату обмежена.

Деякі оператори в Пермі бурять довші горизонтальні свердловини. Дані показують зниження витрат на буріння та завершення свердловин на 15-20% порівняно з останніми роками, частково тому, що свердловини можна бурити швидше. Одна компанія пробурила 2-мильну горизонталь всього за 10 днів.

Швидше буріння показує це порівняння: на піку пермського буріння в 2014 році 300 бурових установок пробурили менше 20 мільйонів бічних футів за рік. У минулому, 2021 році, менше 300 бурових установок пробурили 46 мільйонів футів – чудовий результат.

Частково причина полягає в тому, що дедалі частіше використовують одночасний ГРП, коли дві суміжні свердловини перфорують і розривають узгоджено – на 70% швидше, ніж традиційна конструкція ГРП-блискавка.

Видобуток нафти на фут збільшується з горизонтальною довжиною від 1 милі до 2 миль. Хоча більшість свердловин у Пермі наразі мають довжину щонайменше 2 милі, деякі оператори розширюють межі. Для одного оператора майже 20% свердловин мають довжину 3 милі, і вони задоволені результатами.

Але деякі повідомляють про неоднозначні результати щодо продуктивності на фут. Хоча деякі довші свердловини залишилися незмінними, деякі свердловини впали на 10-20% між довжиною від 2 миль до 3 миль. Остаточних результатів поки немає.

Бічна панель до цього — величезна кількість води та піску, що використовуються для розриву 3-мильної горизонтальної свердловини. Якщо дані, отримані з типової 2-мильної свердловини в 2018 році, екстраполювати на 3-мильну свердловину, ми виявимо, що загальний об’єм води зросте з 40 футів до 60 футів над трав’яною зоною футбольного стадіону – і це викликає питання про джерело вода ГРП. Аналогічне відкриття з’являється для загальних обсягів піску, які збільшуються з 92 вагонних контейнерів до 138 контейнерів. І це лише для однієї свердловини

Високотехнологічні досягнення.  

На гирлі свердловини більше уваги приділяється збору більшої кількості даних та діагностиці даних для покращення гідророзриву горизонтальних свердловин. 

Підключення ближнього поля.

Seismos розробив інноваційну діагностику, яка може охарактеризувати, наскільки якісний зв’язок між стовбуром свердловини та пластом, що є ключовим для надходження нафти в горизонтальну свердловину.

Акустичний імпульс використовується для вимірювання опору потоку в приствольній ділянці свердловини, яка зазнала гідророзриву. Показник називається NFCI, для індексу зв’язку ближнього поля, і його можна виміряти по всій горизонтальній свердловині. Показано, що NFCI корелює з видобутком нафти на кожній стадії ГРП.

Дослідження показали, що NFCI залежить від:

· Геологія пласта — крихкі породи дають більші числа NFCI, ніж пластичні породи.

· Близькість інших свердловин, які можуть викликати напруги, що спричиняють зміну числа NFCI вздовж горизонтальної свердловини.

· Додавання дивертера або використання конструкції ГРП з обмеженим входом, яка може підвищити значення NFCI на 30%.

Моніторинг тиску в герметичній свердловині.  

Іншим високотехнологічним прикладом є SWPM, що означає моніторинг герметичного тиску в свердловині. Горизонтальна моніторна свердловина, наповнена рідиною під тиском, відокремлюється від іншої горизонтальної свердловини, яка підлягає розриву по всій довжині. Манометри в контрольній свердловині фіксують незначні зміни тиску під час ГРП.

Процес розроблено Devon Energy та Well Data Labs. З 2020 року було проаналізовано понад 10,000 40 стадій розриву пластів – зазвичай 2 вздовж XNUMX-мильної бічної частини.

Коли тріщини поширюються від заданої стадії ГРП і досягають контрольної свердловини, реєструється прорив тиску. Перший прорив звіряється з об’ємом рідини ГРП, що перекачується, і називається VFR. VFR можна використовувати як проксі для ефективності кластерного ГРП і навіть використовувати для визначення геометрії розриву. 

Іншою метою може бути зрозуміти, чи може виснаження пласта через наявну материнську свердловину вплинути на зростання тріщин. Новий перелом має тенденцію направлятися до виснаженої частини пласта.

Майже колодязь натяг від волоконно-оптичного кабелю.   

Волоконно-оптичний кабель можна натягнути вздовж горизонтальної свердловини і прикріпити до зовнішньої сторони кожуха колодязя. Оптичний кабель захищений металевою оболонкою. Лазерний промінь спрямовується вниз по кабелю і вловлює відображення, викликані невеликим обтисненням або розширенням (тобто деформацією) кабелю, коли геометрія розриву в свердловині змінюється через зміну тиску в свердловині під час видобутку нафти.

Записується точний час, коли відбувається відбиття лазера, і це може бути використано для обчислення того, яке місце вздовж кабелю було обтиснуто — можна визначити сегменти колодязя розміром від 8 дюймів.

Лазерні сигнали пов’язані з геометрією та продуктивністю тріщини в конкретному кластері перфорації. Велика зміна деформації свідчить про значну зміну ширини перелому, пов’язаного з цією перфорацією. Але жодна зміна деформації не вказує на відсутність перелому в цій перфорації або перелом з дуже низькою провідністю.

Це перші дні, і справжня цінність цієї нової технології ще не визначена.

Досягнення кліматичних технологій.  

Це інновації, пов’язані зі зміною клімату та викидами парникових газів (ПГ), які сприяють глобальному потеплінню.

Е-фракінг.

У нафтових родовищах одним із способів скорочення викидів ПГ є екологізація власних операцій нафтогазовими компаніями. Наприклад, використовуючи замість дизельного палива природний газ або енергію вітру чи сонця для перекачування операцій гідророзриву.  

На відкритому пленарному засіданні HFTC Майкл Сегура, старший віце-президент, сказав, що Halliburton є одним з основних гравців у електричних ГРП або технології електронного ГРП. Насправді, електронні ГРП були ініційовані компанією Halliburton у 2016 році та комерціалізовані в 2019 році.

Сегура сказав, що переваги полягають у економії палива, а також у скороченні викидів ПГ до 50%. Він стверджував, що це «досить чудовий вплив на профіль викидів нашої промисловості».

Він також сказав, що компанія взяла на себе «велике зобов’язання щодо розробки обладнання та відповідних технологій, таких як гідророзрив з електромережі». Мабуть, це стосується використання електроенергії з мережі, а не від газових турбін, що працюють на устьевому газі або джерелах CNG або LNG.

За словами одного спостерігача, найпоширеніші електронні флоти використовують устьєвий газ для роботи газових турбін для виробництва електроенергії, яка живить флот. Це зменшує викиди парникових газів на дві третини і означає, що за певною ліцензією на викиди ПГ можна будувати більше свердловин.

Зараз ЕГРП займає лише близько 10% ринку, але очікується, що світовий попит на зниження викидів ПГ збільшить використання ЕГРП, де зазвичай можна досягти 50% скорочення викидів ПГ.

Геотермальна.  

Геотермальна енергія є зеленою в порівнянні з викопним паливом, оскільки вона витягує з підземних утворень енергію у вигляді тепла, яке може бути перетворено в електроенергію.

Hot Dry Rock — це назва методу вилучення геотермальної енергії шляхом розриву граніту в горах поблизу Лос-Аламосської національної лабораторії (LANL) у Нью-Мексико. Це було в 1970-х роках.

Концепція, винайдена в LANL, була досить простою: пробурити похилу свердловину в граніт і розбити свердловину. Пробуріть другу свердловину на деякій відстані, яка б з’єдналася з тріщиною(ами). Потім прокачайте воду в першу свердловину через тріщину(и), де вона збирала б тепло, а потім вгору в другу свердловину, де гаряча вода могла б приводити парову турбіну для виробництва електроенергії.

Концепція була простою, але результати розриву були зовсім не простими – мережа крихітних тріщин, які ускладнювали та зменшували потік води до другої свердловини. Ефективність була невеликою, а процес був дорогим.

Концепцію випробували в багатьох інших місцях по всьому світу, але вона залишається на порозі комерційної доступності.

Джон Макленнон з Університету Юти розповів на пленарному засіданні HFTC про новий план. Він є частиною команди, яка хоче розширити концепцію, пробуривши горизонтальні свердловини замість майже вертикальних, а також застосувавши новітню технологію розриву пласта з нафтового родовища. Проект називається Enhanced Geothermal Systems (EGS) і фінансується Міністерством енергетики США (DOE).

У березні 11,000 року в рамках проекту було пробурено першу з двох свердловин глибиною 2021 300 футів. Підхід полягає в проведенні ГРП першої свердловини та нанесенні на карту тріщин, щоб розробити план стимуляції для другої свердловини на відстані 600 футів від першої свердловини, який забезпечить необхідне з’єднання між свердловиною. дві свердловини. Якщо це спрацює, вони планують адаптувати роботу до двох свердловин, які розташовані на відстані XNUMX футів один від одного.

Трохи іронічно, що технологія свердловин, розроблена для революції в галузі сланцевої нафти та газу, може бути прищеплена до чистого джерела енергії, щоб допомогти замінити енергію викопного палива.

Інша версія цього, за рахунок коштів Міністерства енергійної енергії до Університету Оклахоми, полягає в тому, щоб виробляти геотермальну енергію з чотирьох старих нафтових свердловин і використовувати її для опалення шкіл поблизу.

Незважаючи на ентузіазм у таких проектах, Білл Гейтс стверджує, що геотермальний внесок у світове споживання електроенергії буде лише незначним:

Близько 40 відсотків усіх свердловин, викопаних для геотермальної енергії, виявляються пустими. А геотерма доступна лише в певних місцях по всьому світу; кращими місцями, як правило, є райони з вулканічною активністю вище середнього.