Table of Contents
انرژی زمین گرمایی، که از گرمای داخلی زمین حاصل می شود، به عنوان سنگ بنایی از سبد جهانی انرژی تجدید پذیر بر خلاف خورشیدی یا باد، آن را ارائه می دهد تولید برق پایه و حرارت مستقیم با حداقل انتشار کربن، زیرا جهان سرعت انتقال آن به سیستم های انرژی پایدار، بهره وری و مقرون به صرفه از پروژه های زمین گرمایی وابسته به یک عامل بحرانی است: حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری حفاری می تواند 40٪ برای 50٪ از 50٪ سخت افزار به طور کلی از طریق فشار سنگ های فسیلی است که آنها را باز می کند، به فشار های فسیلی گسترده ای از طریق کاهش می کند، به عنوان سوخت های فسیلی، به عنوان سوخت های فسیلی شدید و کاهش می کند، به عنوان سوخت های فسیلی، به عنوان سوخت های فسیلی، به عنوان سوخت های فسیلی قابل تغییر ناپذیر، به عنوان سوخت های فسیلی، به عنوان سوخت های فسیلی، به عنوان سوخت های فسیلی، به طور فزاینده ای از طریق کاهش می کند، به عنوان سوخت های زیست محیطی، به عنوان سوخت های فسیلی و کاهش می کند، به عنوان سوخت های فسیلی و کاهش می کند، به عنوان سوخت های گسترده ای از طریق کاهش می کند، به عنوان
زمینه و چالش های حفاری زمین گرمایی
مخازن زمین گرمایی معمولا در عمق 1 تا 5 کیلومتر یافت می شوند، جایی که دمای سنگ از 150 درجه سانتیگراد تا بیش از 400 درجه سانتی گراد حفاری دوار کنوانسیون، سازگار با صنعت نفت و گاز، اسب کار برای چاه های زمین گرمایی است.
- دمای بالا مایعات و الکترونیک های معمولی حفاری را کاهش می دهد، محدود کردن زندگی و عملکرد سنسور.
- [در این میان]، [و] [و] سنگ [و] و سنگ [و] [به عنوان مثال، گرانیت، برست] سرعت کمی در پوشیدن و ایجاد بی ثباتی را افزایش می دهد.
- مایعات تشکیل دهنده [FLT 1] حاوی سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن و درخشندگی اسیدی به فولاد و سیمان حمله می کنند.
- [در این هنگام که در آن زمان به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر و در صورت لزوم به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به کار می رود.
پرداختن به این چالش ها برای کاهش هزینه های سطح انرژی زمین گرمایی و گسترش کاربرد جغرافیایی آن فراتر از مناطق فعال از نظر تکتونی ضروری است.
پیشرفت های اخیر در تکنولوژی های حفاری
در طول دهه گذشته، پیشرفت قابل توجهی در سازگاری و بهبود فن آوری های حفاری به طور خاص برای برنامه های زمین گرمایی صورت گرفته است.این پیشرفت ها بر گسترش زندگی ابزار، افزایش میزان نفوذ و حفظ ثبات به خوبیبوم در شرایط شدید تمرکز دارد.
پیشرفته تر حفاری زمین گرمایی (EGD) با اجزای بالا
حفاری ژئوترمال پیشرفته شامل مجموعه ای از نوآوری های مواد و طراحی است که اجازه می دهد تجهیزات برای زنده ماندن در معرض طولانی مدت در معرض گرما شدید.
- قطعات حفاری با دمای بالا با برش های پلی کریستالی الماس (PDC) برای سختی و ثبات حرارتی تا 350 درجه سانتیگراد مهندسی شده است.
- سیستم های خنک کننده پیشرفته با استفاده از بخار فشرده یا حلقه های حرارتی برای حفظ الکترونیک در دمای عملیاتی.
- ] تله تقارن زمان واقعی با سنسورهای با درجه حرارت بالا که فشار، دما و داده های ارتعاش را به سطح انتقال می دهند، پارامترهای حفاری سازگار را قادر می سازد.
- سیستم های گل دار که از پلیمر ها و نانوذرات حرارتی برای افزایش کنترل کاهش و کاهش مایع استفاده می کنند.
این پیشرفت ها در آزمایشات میدانی در پروژه حفاری عمیق ایسلند و پروژه Beyond-Brittle ژاپن که در آن چاه ها به دمای بیش از ۴۵۰ درجه سانتی گراد رسیده اند، تایید شده است.
· حفاری فشار مدیریت شده (MPD) برای چاه های زمین گرمایی
فشار حفاری مدیریت شده (MPD) یک تکنیک است که دقیقاً کنترل پروفایل فشار در چاه برای حفظ تعادل ظریف بین تشکیل فشار منافذ و شیب شکستگی است.
- [در این میان]، «نَدْ» (۱) با پرهیز از فشار بیش از حد، شکست ها را از دست داد.
- (فَلَهُمْهُمْهُمْهُمْهُمِهُمِهُمِهُمِهُمِهُوا مِنَهُوا مِنَهُمِهُمْهُمِهُمِهُمِهُوا مِهُمِهُمِهُوا مِهُمِهُمِهُمِهُوا مِهُوا مِهُوا مِهُوا مِنَهُوا مِنْهُمْهُمِنْهُمِنْهُوا مِنْهُمِنْهُمِنْهُمْهُوا مِهُوا مِنَا مِنَهُمِنْهُمْهُمْهُوا مِنَا مِنَهُمِنَهُمْنَهُمِنَهُمِنَهُوَا مِنَاَاَهُم
- (فَمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمِهُمِهُوا مِنَهُمْهُمِهُوا مِنَهُمِهُمِهُمِهُوا مِهُمِهُمْهُمِهُمْهُوا مِهُوا مِهُوا مِهُمْهُوا مِنَهُمْهُمْهُوا مِنْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُمْهُوا مِهُمَا مِنَا مِنَهُمْهُمْهُمَا مِنَهُمَهُمَهُمَهُمَا مِنَهُمَهُمَهُمَهُوَهُوَا مَهُم
- حفاری عمیق تر [FLT 1] را به مناطق با فشار بالا که با روش های معمول ناامن هستند، تبدیل می کند.
سیستم های MPD از یک دستگاه کنترل چرخ (RCD) در چاه، خفه کردن مایفنز و پمپ های فشار پشت برای حفظ یک سیستم گردش حلقه بسته استفاده می کنند. روش گردش خون بسته (CCCM) با موفقیت در زمینه های زمین گرمایی در فیلیپین و کالیفرنیا مستقر شده است.
دانلود بازی Harvest and Multester Wells
حفاری جهتی به اپراتورهای اجازه می دهد تا چاه را برای تقاطع شکستگی های متعدد یا مناطق مخزن خاص هدف از یک صفحه اصلی هدایت کنند. پیشرفت های اخیر در سیستم های حرکتی هدایت پذیر و ابزار هدایت کننده دوار دقت بهبود یافته و گشتاور را کاهش داده و چاه های چند بعدی را از یک چاه اصلی - و مخزن تماس بدون رد پای اضافی استفاده شده است این تکنیک تولید در زمینه کشاورزی و تجزیه و تحلیل از میدان کشاورزی ایتالیا.
تکنولوژی های نوظهور و مسیرهای آینده
فراتر از پیشرفت های افزایشی، نسل جدیدی از فن آوری های حفاری در حال تحقیق و آزمایش زمینه هستند، این رویکردها هدف تغییر اساسی سرعت، هزینه و تاثیر زیست محیطی دسترسی به گرمای زمین گرمایی است.
لیزر و حفاری پلاسما
حفاری لیزر از پرتوهای لیزر با قدرت بالا برای کم کردن، ذوب یا بخار کردن سنگ استفاده می کند، در حالی که حفاری پلاسما از قوس های الکتریکی یا پلاسما تولید شده با مایکروویو برای شکستن تشکیل استفاده می کند.هر دو روش مزایای بالقوه ای را ارائه می دهند:
- نرخ بهره بالا در سنگ های سخت (تا 10 × سریعتر از بیت های مکانیکی در برخی از آزمایشات).
- لباس مکانیکی قرمز [FLT 1] زیرا هیچ عنصر برش فیزیکی وجود ندارد.
- [در این میان] [و] [در برابر [و] [و] [و [از این رو] [و] [و [نقد]]] [و [و]]]] [و [نقد]]] کمتر [و زیان آور است.
- اثر زیست محیطی بدون برش و یا مسائل دفع گل در هنگام استفاده با سیستم گردش گاز مبتنی بر گاز.
چالش ها باقی مانده است: لیزر و سیستم های پلاسما نیاز به ورودی برق عظیم (تا 10 مگاوات برای نرخ حفاری عملی)، و تحویل آن انرژی از طریق فیبر نوری یا کابل دشوار است.تحقیقات در بخش انرژی برای سایت و استارتاپ هایی مانند EnergieDrift [[۳] [F1 بررسی در حال بررسی آبریز پالس و انرژی پلاسما است که نیازهای مایکروویو را کاهش می دهد.
هوش مصنوعی و بهینه سازی داده ها-Driven
یادگیری ماشین و هوش مصنوعی در حال تبدیل حفاری زمین گرمایی از طریق تجزیه و تحلیل پیش بینی شده، بهینه سازی زمان واقعی و تصمیم گیری خودکار است:
- نگهداری پیش بینی کننده مدل ها داده های سنسور تاریخی را تجزیه و تحلیل می کنند تا پیش بینی کنند که پوشیدن کمی، شکست یا توقف حرکتی، اجازه جایگزینی ابزار پیشگیرانه قبل از شکست.
- [FLT 1] بهینه سازی پارامتر های استریل کننده [FLT 1] از یادگیری تقویت کننده برای تنظیم وزن به طور پویا بر روی سرعت دوار، جریان گل و فشار برای حداکثر میزان نفوذ در حالی که به حداقل رساندن ارتعاشات استفاده می کند.
- جغرافیا نوردی ادغام داده های زمان واقعی ورود به زمان در حالی که در حال جوش با مدل های زمین شناسی برای هدایت چاه به سمت شکستگی های محصول بالا.
- سیستم های حفاری خودکار می توانند عملیات روزمره را بدون دخالت انسان اجرا کنند، کاهش قابل انعطاف بودن و هزینه های کار.
شرکت هایی مانند Schlumberger [FLT 1 ] و ] Baker Hughes [ سیستم عامل های دیجیتال خاص زمین گرمایی را توسعه داده اند، اما پذیرش در بخش زمین گرمایی به دلیل مجموعه داده های کوچکتر و زمین شناسی کمتر استاندارد شده، عقب مانده است.
فعالیت های هیدرولیک و تحریک سیستم های پیشرفته ژئوترمال (EGS)
سیستم های ژئوترمال پیشرفته (EGS) با تزریق مایعات با فشار بالا برای تحریک شکستگی ها، مخازن مصنوعی را ایجاد می کنند، در حالی که تکنیک حفاری به طور مستقیم با حفاری مرتبط نیست، زیرا چاه ها باید دقیقاً برای اتصال با شبکه شکستگی تحریک شده قرار گیرند. تکنیک های حفاری جدید که اجازه می دهد دقیق تر و ارزان تر به طور مستقیم EGS را بهبود بخشد، به عنوان مثال زنده ماندن، در حال حاضر به خوبی استفاده می شود مناطق متعدد تحریک شکستگی.
وزارت فناوری های زمین گرمایی انرژی چندین پروژه تظاهرات EGS را تامین کرده است، از جمله سایت FORGE در یوتا، که در آن روش های حفاری نوآورانه و تحریک برای دستیابی به نرخ های جریان تجاری آزمایش می شوند.
مفاهیم اقتصادی و زیست محیطی
استقرار موفقیت آمیز تکنیک های حفاری پیشرفته می تواند به طور چشمگیری اقتصاد پروژه های زمین گرمایی را بهبود بخشد. حفاری سریع زمان سختی را کاهش می دهد، که می تواند میلیون ها دلار صرفه جویی در صرفه جویی در صرفه جویی در زندگی بهتر و سفرهای کمتر (حرکت و جایگزینی رشته حفاری) هزینه های بیشتر کاهش فشار مدیریت شده و نظارت در زمان واقعی کاهش زمان غیر مولد ناشی از از از از از از از دست دادن، لوله کشی یا ضربه زدن.
از نظر زیست محیطی، این تکنیک ها مزایای متعددی را ارائه می دهند:
- [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] اختلال سطح قرمز [۱۰] از طریق حفاری جهتی و چاه های چندجانبه که نیاز به پد های کمتر خوب.
- مصرف آب کم ؛ زیرا مایعات حفاری پیشرفته و گردش خون حلقه بسته به حداقل رساندن مصرف آب شیرین.
- خطر زلزله زدگی [FLT 1 ] ( زلزله های ناشی از) از طریق مدیریت فشار بهتر و تحریک هدفمند.
- کربن کوچک تر از عملیات حفاری به دلیل استفاده از انرژی کارآمد و کاهش زباله.
تجزیه و تحلیل آژانس بین المللی انرژی نشان می دهد که اگر هزینه های حفاری را می توان با 30 تا 50٪ از طریق این نوآوری کاهش داد، ظرفیت زمین گرمایی می تواند تا 2050 5 برابر افزایش یابد، و قدرت تمیز و گرما را در سراسر جهان فراهم می کند.
آینده چشم انداز و ابتکارات همکاری
صنعت حفاری زمین گرمایی در حال ورود به یک دوره تحول سریع است که توسط همکاری متقابل بخش بین اپراتورهای نفت و گاز، توسعه دهندگان زمین گرمایی، آزمایشگاه های ملی و راه اندازی های تکنولوژی کلیدی شامل:
- ] انرژی زمین گرمایی از نفت و گاز نشان داده شده مهندسی (GEODE) [برنامه 1 ]، که نوآوری های حفاری نفت / گاز برای زمین گرمایی را سازگار می کند.
- دفتر فناوری های زمین گرمایی (GTO) طرح نوآوری های حفاری حفاری [FLT 1]، بودجه تحقیقات حفاری با ریسک بالا، بالا.
- پروژه حفاری عمیق ایسلند (IDDP)، بررسی مایعات فوق بحرانی در عمق و دما.
- صنعت صنعت [FLT 1 ] [مانند شورای منابع زمین گرمایی و انجمن بین المللی زمین گرمایی] که به اشتراک گذاری دانش در بهترین شیوه های حفاری کمک می کند.
با نگاهی به جلو، همگرایی فن آوری های لیزر /پلاسما، هوش مصنوعی و وعده های الکترونیکی با دمای بالا برای ساخت حفاری زمین گرمایی سریع تر، ارزان تر و امن تر است.این پیشرفت ها نه تنها از گسترش منابع هیدروترمال معمولی حمایت می کنند، بلکه همچنین امکان استقرار گسترده سیستم های ژئوترمال پیشرفته را فراهم می کند، که تقریباً به پتانسیل گرمای عظیم زمین در هر نقطه از هزینه های حفاری سیاره تبدیل می شود و انرژی زمین را کاهش می دهد.