फ्रैकिंग में प्रगति - लो-टेक, हाई-टेक और क्लाइमेट-टेक।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग टेक्नोलॉजी कॉन्फ्रेंस (एचएफटीसी) 1-3 फरवरी, 2022 को द वुडलैंड्स, टेक्सास में आयोजित की गई थी। महामारी का अंतराल आखिरकार खत्म होता दिख रहा है, जब तक कि कोई नया वैरिएंट सामने नहीं आता।

अंतराल ने नवाचार को नहीं रोका है, जो हमेशा तेल और गैस उद्योग का एक प्रमुख घटक रहा है। यहां कुछ हालिया हाइलाइट्स दिए गए हैं, जिनमें से कुछ एचएफटीसी से सामने आए हैं।

कम तकनीकी प्रगति.

2022 में पूरा होने वाले कुओं की संख्या में वृद्धि और लंबे क्षैतिज कुओं के खंड फ्रैक रेत में उछाल का संकेत देते हैं। लेकिन मौजूदा रेत खदानें, जो आजकल ज्यादातर बेसिन में होती हैं, पिछले कुछ वर्षों में कम कीमतों और रखरखाव से प्रभावित हुई हैं, और शायद जरूरत को पूरा करने में सक्षम नहीं हो सकें।

पंपों की आपूर्ति कम है. ऑपरेटर उन पंपों पर लटके हुए हैं जिन्हें मरम्मत या उन्नयन की आवश्यकता है क्योंकि किराये की जगह की आपूर्ति सीमित है।

पर्मियन में कुछ ऑपरेटर लंबे क्षैतिज कुओं की ड्रिलिंग कर रहे हैं। डेटा से पता चलता है कि हाल के वर्षों की तुलना में ड्रिलिंग और कुओं को पूरा करने की लागत में 15-20% की कमी आई है, आंशिक रूप से क्योंकि कुओं को तेजी से ड्रिल किया जा सकता है। एक कंपनी ने केवल 2 दिनों में 10 मील की क्षैतिज ड्रिलिंग की।

तेज़ ड्रिलिंग को इस तुलना से दिखाया गया है: 2014 में पर्मियन ड्रिलिंग की ऊंचाई पर, एक वर्ष में 300 मिलियन पार्श्व फीट से कम 20 रिग ड्रिल किए गए थे। पिछले वर्ष, 2021 में, 300 से भी कम रिग से 46 मिलियन फीट तक ड्रिलिंग की गई - एक उल्लेखनीय परिणाम।

इसका एक कारण सिमुल-फ्रैक डिज़ाइन का बढ़ता उपयोग है, जहां दो आसन्न कुओं को एक साथ छिद्रित और फ्रैक्चर किया जाता है - पारंपरिक ज़िपर-फ़्रेक डिज़ाइन की तुलना में 70% तेजी से पूरा होता है।

क्षैतिज लंबाई के साथ प्रति फुट तेल उत्पादन 1-मील से 2-मील तक बढ़ता है। जबकि पर्मियन में अधिकांश कुएं अब कम से कम 2-मील लंबे हैं, कुछ संचालक सीमा बढ़ा रहे हैं। एक ऑपरेटर के लिए, लगभग 20% कुएं 3-मील लंबे हैं, और वे परिणामों से खुश हैं।

लेकिन कुछ लोग प्रति फुट उत्पादकता के लिए मिश्रित परिणामों की रिपोर्ट करते हैं। जबकि कुछ लंबे कुएं वैसे ही रहे, कुछ कुएं 10-मील और 20-मील की लंबाई के बीच 2-3% तक गिर गए। कोई निश्चित परिणाम अभी उपलब्ध नहीं है.

इसका एक पहलू यह है कि 3 मील के क्षैतिज कुएं को तोड़ने के लिए पानी और रेत की भारी मात्रा का उपयोग किया जाता है। यदि 2 में एक सामान्य 2018-मील के कुएं से प्राप्त संख्याओं को 3-मील के कुएं तक बढ़ाया जाता है, तो हम पाते हैं कि एक फुटबॉल स्टेडियम के घास वाले क्षेत्र में कुल पानी की मात्रा 40 फीट से 60 फीट तक बढ़ जाती है - और यह स्रोत के बारे में सवाल उठाता है फ्रैक पानी. इसी तरह का रहस्योद्घाटन रेत की कुल मात्रा के लिए होता है जो 92 रेलकार कंटेनरों से बढ़कर 138 कंटेनरों तक पहुंच जाती है। और ये सिर्फ एक कुएं के लिए है

उच्च तकनीकी प्रगति.  

वेलहेड पर, क्षैतिज कुओं की फ्रैकिंग में सुधार के लिए अधिक डेटा एकत्र करने और डेटा का निदान करने पर अधिक ध्यान केंद्रित किया गया है। 

निकट-क्षेत्र कनेक्टिविटी.

सीस्मोस ने एक अभिनव निदान विकसित किया है जो यह बता सकता है कि वेलबोर और जलाशय के बीच संबंध कितना अच्छा है, जो एक क्षैतिज कुएं में तेल के प्रवाह की कुंजी है।

एक ध्वनिक पल्स का उपयोग टूटे हुए कुएं के निकट-वेलबोर क्षेत्र में प्रवाह प्रतिरोध को मापने के लिए किया जाता है। निकट-क्षेत्र कनेक्टिविटी सूचकांक के लिए मीट्रिक को एनएफसीआई कहा जाता है, और इसे क्षैतिज कुएं के साथ मापा जा सकता है। यह दिखाया गया है कि एनएफसीआई प्रत्येक फ्रैक चरण में तेल उत्पादन से संबंधित है।

अध्ययनों से पता चला है कि एनएफसीआई इस पर निर्भर करता है:

· जलाशय का भूविज्ञान - भंगुर चट्टानें तन्य चट्टानों की तुलना में बड़ी एनएफसीआई संख्या देती हैं।

· अन्य कुओं की निकटता जो तनाव उत्पन्न कर सकती है जिसके कारण एनएफसीआई संख्या क्षैतिज कुएं के साथ भिन्न हो सकती है।

· डायवर्टर जोड़ना या सीमित एंट्री फ़्रेक डिज़ाइन का उपयोग करना जो एनएफसीआई मूल्यों को 30% तक बढ़ा सकता है।

सीलबंद वेलबोर दबाव की निगरानी।  

एक अन्य उच्च तकनीक उदाहरण एसडब्ल्यूपीएम है, जो सीलबंद वेलबोर प्रेशर मॉनिटरिंग के लिए खड़ा है। एक क्षैतिज मॉनिटर कुआँ, दबाव में तरल से भरा हुआ, दूसरे क्षैतिज कुएँ से अलग खड़ा होता है जिसे उसकी पूरी लंबाई के साथ तोड़ा जाना है। मॉनिटर में दबाव गेज फ्रैक संचालन के दौरान छोटे दबाव परिवर्तनों को अच्छी तरह से रिकॉर्ड करते हैं।

यह प्रक्रिया डेवोन एनर्जी और वेल डेटा लैब्स द्वारा विकसित की गई थी। 2020 के बाद से, 10,000 से अधिक फ्रैकिंग चरणों - आमतौर पर 40-मील पार्श्व के साथ 2 - का विश्लेषण किया गया है।

जब फ्रैक्चर किसी दिए गए फ़्रेक चरण से फैलते हैं और मॉनिटर तक अच्छी तरह से पहुंचते हैं, तो एक दबाव ब्लिप रिकॉर्ड किया जाता है। पहले ब्लिप को पंप किए गए फ्रैक द्रव की मात्रा के विरुद्ध जांचा जाता है, जिसे वीएफआर कहा जाता है। वीएफआर का उपयोग क्लस्टर फ़्रैक दक्षता के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया जा सकता है और यहां तक ​​कि फ्रैक्चर ज्यामिति का पता लगाने के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। 

एक अन्य लक्ष्य यह समझना हो सकता है कि क्या पहले से मौजूद मूल कुएं के कारण जलाशय की कमी, फ्रैक्चर के विकास को प्रभावित कर सकती है। एक नया फ्रैक्चर जलाशय के ख़त्म हो चुके हिस्से की ओर बढ़ता है।

फ़ाइबर ऑप्टिक केबल से निकट-कुएँ का तनाव।   

एक फाइबर ऑप्टिक केबल को एक क्षैतिज कुएं के साथ खींचा जा सकता है और कुएं के आवरण के बाहर से जोड़ा जा सकता है। ऑप्टिकल केबल एक धातु आवरण द्वारा संरक्षित है। एक लेज़र बीम को केबल के नीचे भेजा जाता है और जब कुएं में फ्रैक्चर होता है और तेल उत्पादन के दौरान कुएं के दबाव में बदलाव के कारण इसकी ज्यामिति बदल जाती है, तो केबल के सूक्ष्म संकुचन या विस्तार (यानी तनाव) के कारण होने वाले प्रतिबिंबों को पकड़ता है।

जब लेज़र परावर्तन होता है तो सटीक समय रिकॉर्ड किया जाता है और इसका उपयोग यह गणना करने के लिए किया जा सकता है कि केबल के साथ कौन सा स्थान सिकुड़ गया था - 8 इंच तक के छोटे खंडों की भी पहचान की जा सकती है।

लेज़र सिग्नल एक विशेष वेध क्लस्टर में फ्रैक्चर की ज्यामिति और उत्पादकता से संबंधित होते हैं। एक बड़ा तनाव परिवर्तन उस छिद्र से जुड़े फ्रैक्चर की चौड़ाई में एक बड़े बदलाव का सुझाव देगा। लेकिन कोई भी तनाव परिवर्तन उस छिद्र पर कोई फ्रैक्चर नहीं होने या बहुत कम चालकता वाले फ्रैक्चर का संकेत नहीं देगा।

ये शुरुआती दिन हैं, और इस नई तकनीक का वास्तविक मूल्य अभी तक निर्धारित नहीं किया गया है।

जलवायु-तकनीकी प्रगति।  

ये जलवायु परिवर्तन और ग्रीनहाउस गैसों (जीएचजी) के उत्सर्जन से संबंधित नवाचार हैं जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान दे रहे हैं।

ई-फ्रैकिंग।

तेल क्षेत्र में, जीएचजी उत्सर्जन को कम करने का एक तरीका तेल और गैस कंपनियों द्वारा अपने स्वयं के संचालन को हरा-भरा करना है। उदाहरण के लिए, फ्रैकिंग कार्यों को पंप करने के लिए डीजल के बजाय प्राकृतिक गैस या पवन या सौर बिजली का उपयोग करना।  

एचएफटीसी के उद्घाटन पूर्ण सत्र में, वरिष्ठ उपाध्यक्ष माइकल सेगुरा ने कहा कि हॉलिबर्टन बिजली से चलने वाले फ्रैक बेड़े या ई-फ्रैक प्रौद्योगिकी में प्रमुख खिलाड़ियों में से एक था। वास्तव में, ई-फ्रैक्स की शुरुआत 2016 में हॉलिबर्टन द्वारा की गई थी और 2019 में इसका व्यावसायीकरण किया गया।

सेगुरा ने कहा कि लाभ ईंधन की बचत के साथ-साथ जीएचजी में 50% तक की कटौती में निहित है। उन्होंने दावा किया कि यह "हमारे उद्योग के उत्सर्जन प्रोफाइल पर काफी उल्लेखनीय प्रभाव था।"

उन्होंने यह भी कहा कि कंपनी ने "उपकरणों के विकास और ग्रिड-संचालित फ्रैक्चरिंग जैसी सक्षम प्रौद्योगिकी के लिए एक बड़ी प्रतिबद्धता जताई है।" यह स्पष्ट रूप से वेलहेड गैस या सीएनजी या एलएनजी स्रोतों द्वारा संचालित गैस टर्बाइनों के बजाय ग्रिड से बिजली का उपयोग करने को संदर्भित करता है।

एक पर्यवेक्षक ने कहा, सबसे आम ई-बेड़े बेड़े को बिजली देने वाली बिजली उत्पन्न करने के लिए गैस टरबाइन चलाने के लिए वेलहेड गैस का उपयोग करते हैं। इससे जीएचजी पदचिह्न दो-तिहाई कम हो जाता है और इसका मतलब है कि किसी दिए गए जीएचजी उत्सर्जन लाइसेंस के तहत अधिक कुओं को पूरा किया जा सकता है।

ई-फ्रैक्स अब बाजार का केवल 10% हिस्सा है, लेकिन दुनिया भर में जीएचजी को कम करने की मांग से ई-फ्रैक्स का उपयोग बढ़ने की उम्मीद है, जहां आम तौर पर 50% जीएचजी कटौती हासिल की जा सकती है।

भूतापीय।  

जीवाश्म ईंधन की तुलना में भूतापीय ऊर्जा हरित है, क्योंकि यह भूमिगत संरचनाओं से गर्मी के रूप में ऊर्जा निकालती है जिसे बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है।

न्यू मैक्सिको में लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी (LANL) के करीब पहाड़ों में ग्रेनाइट को तोड़कर भू-तापीय ऊर्जा का दोहन करने की विधि का नाम हॉट ड्राई रॉक था। ये 1970 के दशक की बात है.

LANL में आविष्कृत यह अवधारणा काफी सरल थी: ग्रेनाइट में एक तिरछा कुआँ खोदना और कुआँ तोड़ना। कुछ दूरी पर एक दूसरा कुआँ खोदें जो फ्रैक्चर से जुड़ेगा। फिर पहले कुएं में फ्रैक्चर के माध्यम से पानी पंप करें जहां यह गर्मी उठाएगा, फिर दूसरे कुएं में पानी पंप करें जहां गर्म पानी बिजली पैदा करने के लिए भाप टरबाइन चला सकता है।

अवधारणा सरल थी, लेकिन फ्रैक्चर के परिणाम कुछ भी थे लेकिन सरल थे - छोटे फ्रैक्चर का एक नेटवर्क जिसने जटिल बना दिया और दूसरे कुएं में पानी का प्रवाह कम कर दिया। दक्षताएँ बहुत अच्छी नहीं थीं, और प्रक्रिया महंगी थी।

इस अवधारणा को दुनिया भर में कई अन्य स्थानों पर आज़माया गया है, लेकिन यह अभी भी व्यावसायिक सामर्थ्य के शिखर पर है।

यूटा विश्वविद्यालय के जॉन मैक्लेनन ने एचएफटीसी के पूर्ण सत्र में एक नई योजना के बारे में बात की। वह उस टीम का हिस्सा है जो निकट-ऊर्ध्वाधर के बजाय क्षैतिज कुओं की ड्रिलिंग करके और तेल क्षेत्र से नवीनतम फ्रैकिंग तकनीक को तैनात करके अवधारणा का विस्तार करना चाहता है। इस परियोजना को एन्हांस्ड जियोथर्मल सिस्टम्स (ईजीएस) कहा जाता है और इसे अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) द्वारा वित्त पोषित किया जाता है।

परियोजना ने मार्च 11,000 में दो 2021 फीट के दो कुओं में से पहला खोदा। दृष्टिकोण यह है कि पहले कुएं को तोड़ दिया जाए और फ्रैक्चर को मैप किया जाए ताकि पहले कुएं से 300 फीट की दूरी पर दूसरे कुएं के लिए एक उत्तेजना योजना तैयार की जा सके जो कि आवश्यक कनेक्टिविटी प्रदान करेगी। दो कुएँ. यदि यह काम करता है तो वे 600 फीट की दूरी पर स्थित दो कुओं में परिचालन को अनुकूलित करने की योजना बनाते हैं।

यह थोड़ी विडंबनापूर्ण है कि शेल तेल और गैस क्रांति के लिए विकसित अच्छी तकनीक को जीवाश्म ईंधन ऊर्जा को बदलने में मदद के लिए स्वच्छ ऊर्जा स्रोत में शामिल किया जा सकता है।

इसका एक अन्य संस्करण, डीओई से ओक्लाहोमा विश्वविद्यालय के फंड के साथ, चार पुराने तेल कुओं से भू-तापीय ऊर्जा का उत्पादन करना है, और इसका उपयोग नजदीकी स्कूलों को गर्म करने के लिए करना है।

इस तरह की परियोजनाओं में उत्साह के बावजूद, बिल गेट्स का तर्क है कि भूतापीय दुनिया की बिजली खपत में केवल मामूली योगदान देगा:

भू-तापीय के लिए खोदे गए सभी कुओं में से लगभग 40 प्रतिशत बेकार साबित हुए हैं। और जियोथर्मल दुनिया भर में केवल कुछ ही स्थानों पर उपलब्ध है; सबसे अच्छे स्थान औसत से अधिक ज्वालामुखीय गतिविधि वाले क्षेत्र होते हैं।