Geotermico ovunque è un concetto che fa molto brusio tra le fonti di energia rinnovabile. Le compagnie petrolifere e del gas stanno mostrando un maggiore interesse per la perforazione geotermica perché la loro esperienza nelle operazioni di perforazione può aiutare a espandere la produzione di energia geotermica per creare energia affidabile.
I sistemi di energia geotermica tradizionali si trovano vicino ai bacini naturali di acqua ad alta temperatura in roccia permeabile vicino alla superficie e limitati a posizioni specifiche. I sistemi geotermici non convenzionali utilizzano serbatoi ingegnerizzati per produrre energia geotermica e possono accedere all'energia geotermica dalle risorse tradizionalmente considerate irrecuperabili a causa del tipo di roccia, della posizione o della mancanza di acqua. Le categorie di sistemi energetici geotermici includono:
- I sistemi geotermici migliorati o ingegnerizzati (EGS) migliorano la permeabilità dei sistemi geotermici attraverso la stimolazione idraulica, chimica e termica alle formazioni geologiche con alte temperature del sottosuolo e bassa permeabilità alla roccia che non ha una fonte di acqua naturale. Usando un pozzo di iniezione perforato in una zona di frattura, il fluido a iniezione viene riscaldato e quindi portato in superficie.
- I sistemi geotermici avanzati (AGS) perforano i pozzi nella roccia calda e fa circolare il fluido attraverso un sistema a circuito chiuso. Il fluido viene diffuso e riscaldato senza stabilire un contatto diretto con la roccia calda. Il calore viene portato in superficie e può essere utilizzato per il riscaldamento diretto o trasferito ai sistemi elettrici.
- I sistemi ibridi di petrolio e gas geotermici utilizzano fluidi geotermici dai pozzi esistenti per prolungare la vita del pozzo, fornire risparmi energetici e ridurre le emissioni di gas serra.
- I sistemi geotermici sedimentari sfruttano i bacini sedimentari caldi, di solito nei bacini di petrolio e gas, e possono fornire calore per uso diretto e elettricità.
Perforazione di pozzi geotermici
Attingendo all'energia geotermica come fonte di energia rinnovabile affidabile significa utilizzare l'esperienza e la competenza delle società di perforazione. La conoscenza della perforazione del petrolio e del gas fornisce informazioni sui progetti di perforazione geotermica, ma gli obiettivi e i rischi associati a ciascuno non sono gli stessi.
La perforazione alle maggiori profondità necessarie per stabilire sistemi di energia geotermica provoca alte temperature, che portano un'altra serie di sfide. Mentre gli operatori di petrolio e gas esperti possono affrontare le sfide tecniche, è importante notare cosa aspettarsi dai progetti di perforazione geotermica ed essere pronti ad affrontare i problemi man mano che si presentano.
Perforazione ad alta temperatura
Perforare pozzi geotermici significa aumento delle temperature. Si stima che i pozzi siano 7- a 10- km per raggiungere il fluido all'alta temperatura necessaria per produrre elettricità. La perforazione a queste profondità richiede la perforazione a velocità più rapide di penetrazione (ROP). Problemi specifici sorgono durante la perforazione in queste condizioni, come danni alla punta del trapano e circolazione persa. Gli operatori devono utilizzare bit di perforazione composti da materiali che possono resistere al calore e alla velocità in cui richiede la perforazione geotermica. I bit per trapano ibridi producono risultati ottimali in alte temperature e a velocità più elevate necessarie nella perforazione geotermica.
Circolazione persa
A causa dei sistemi di frattura incontrati nella perforazione geotermica, la circolazione persa è spesso un problema. Nelle formazioni sedimentarie, la circolazione persa è più facile da rimediare che nelle formazioni vulcaniche ad alta temperatura che sono più desiderabili per la produzione di energia geotermica. Comprendere il potenziale per la circolazione delle perdite e come mitigarlo con adeguati materiali di controllo delle perdite aiuta a ridurre al minimo i tempi di inattività e massimizzare i rendimenti sui progetti di perforazione.
Fluidi di perforazione geotermica
I fluidi di perforazione geotermica ottimali includono i dilattini e gli additivi di controllo della filtrazione, come i polimeri sintetici per migliorare il controllo della filtrazione e i dilaminati per aumentare la stabilità e la tolleranza ai contaminanti. Il fango a base d'acqua è vantaggioso nella perforazione geotermica grazie alla sua stabilità a temperature elevate e alla sua capacità di mitigare la corrosione. Il fango a base di petrolio non è il più pratico per le applicazioni geotermiche a causa del sostanziale rischio di perdita e delle alte temperature che aumentano il rischio di corrosione.
I fluidi di perforazione geotermica richiedono funzionalità come:
- Viscosità controllata a temperature circolanti
- Ispessimento minimo durante i periodi statici
- Tolleranza al cemento
- PH elevato per prevenire la corrosione e i gas acidi
I sistemi di energia geotermica di successo richiedono la corretta applicazione di programmi di fluido per mantenere le condizioni del foro e la longevità delle attrezzature.
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