Giriş: Geotermal-Enhanced Oil Recovery'deki Unconventional Kaynakların Gelişi
Küresel enerji peyzajı, sürdürülebilir ve verimli ekstraksiyon yöntemlerine ihtiyaç duyan derin bir dönüşüme maruz kalıyor. Bu bağlamda, hidrokarbon ekstraksiyonunu geliştirmek için cazip bir yol sunuyor, özellikle de vitreus yağı kurtarma (GEOR) sistemleri ile ilgili olarak, bu kaynaklar, geleneksel buharların enerji cezasını azaltır ve daha önce marjinal olarak kabul edilen kapıları da dikkate alır.Bu tür tehlikeli kaynakları değerlendirmek için potansiyel olarak kabul edilen hidrojen alımı ve çevresel profiline yol açar.
Geoterm-Enhanced Oil Recovery (GEOR)
Geoterm-enhanced petrol kurtarma, Dünya'nın kabuklu ısısını doğal olarak azaltan bir hibrit teknolojidir.Bu nedenle, buharlı sular veya daha düşük petrol vizasyonları ile üretilen buharlı sular ilerleyici ve akışlar geliştirir. GEOR, enerji yoğun buharlı ısıyı sadece Dünya'nın kabuk emisyonlarını azaltmak için ısıtır, ancak aynı zamanda zarif bir şekilde basit bir şekilde depolanır: sıcak subsurface kayalar ile buharlı bir şekilde ısıyı kullanır.
Uygulamada GEOR sistemleri genellikle çift veya çok fazla konfigürasyonu içerir. Soğuk su, kapalı bir döngü yaratır, yağ vizolojisi azaltılır, süpürücük verimle ısınır ve yağın tasarrufuna göre 10-30% birincil ve ikincil yöntemler ile ısıtılabilir, aynı anda diğer ısıtma alanları için kullanılan bir jeotermal enerji kaynağı için kullanılabilir.
GEOR'un simbiyotik doğası, ABD'nin Sahili, Kuzey Denizi ve Güneydoğu Asya'nın parçaları gibi, yüksek ısı akışı ile jeolojik olarak aktif bölgelerde bulunmaktadır.
GEORTA'daki Unconventional Kaynakların Rolü
Hidrotermal rezervuarlar (doğal olarak sıcak su cepleri) gibi Konvansiyonel kaynaklar, dağıtımda sınırlı ve genellikle zaten küresel olarak enerji üretimi için sömürülmelidir. Küresel olarak operatörler, geoprojektif olmayan sistemlere dönüşmelidir - bu kaynak türlerini gelişmiş uyarı ve dolaşım teknikleri ile geliştirirler, EOR için uygun ısı kaynaklarına sahip olabilirler.
Örneğin, ABD Gulf Coast'un potansiyeli, ısı ve baskılı sıvılar üzerinde yatıyor. Geleneksel olmayan kaynaklar da operasyonel esnekliği sunuyor: Yüzeysel olmayan yüzeylerde geliştirilebilir ve mühendis doğa, belirli petrol rezervuarlarının termal taleplerini karşılarken özel ısı çıkarma profillerine izin verir.Bu bölüm, hem ısı ve preurized sıvıları araştırıyor.
Unconventional Kaynaklarının Türleri
Sıcak Kuru Rocks (HDR)
Sıcak kuru kayalar, granit veya gneiss gibi kristal bodrum kayalarıdır, bu yüksek sıcaklıklar içeriyor (tipik olarak 150-250°C) ancak uygun doğal sıvı içeriği veya permeability. GEOR için HDR kullanmak için, operatörler, Fenton Hill (USA) ve Rosemanowes (UK) gösterileri için kullanılan bir teknik, yüksek ısıtımı korumak için kullanılan yüksek ısıtılabilir ısıtılabilir ve yüzeyde geri dönüşler önerebilir.
Düşük Değerlilik Reservoirs
Düşük kapasiteli jeotermal rezervuarlar, genellikle sedisyon veya volkanik tuffs bulunur, ısıyı tutar ancak ekonomik akış oranlarını sürdürmek için yetersiz doğal geçirgenler. Bu rezervuarlar genellikle petrol ve gaz sektöründeki sıkı formasyonlara benzemektedir. Örneğin, sert petrol sahalarına bağlı olarak soğuk sular daha yüksek ısıtılabilir.
Geopressd Geoterm Systems
Geo basınçlı rezervuarlar, Kuzey Denizi'nde ve Pocon Basin'de, 150-250°C'nin sıcaklıklarına ve 500-1.000'in üzerindeki baskılara maruz kalan bu sistemler, Amerika Birleşik Devletleri Körfezi'nde, yüksek basınçlı su kaynaklarına sahip olan jeo-yeterli su pompasının yanı sıra, yüksek basınçlı su pompasının da yüksek ısıtılması gerektiği konusunda da bulunur.
Geliştirilmiş Geotermal Sistemler (EGS)
Geliştirilmiş jeotermal sistemler, yeterli doğal geçirgenlik eksikliği olan sıcak kayalarda, yenilenebilir ısı çıkarma için yeterli miktarda yüzey alanı oluşturmak için çalışır. EGS, son iki yılda, Soultz-sous-Forts (Fransa), Yeni Volberrycano (USA) ve Hijiori (Japonya) için yapılan ısı geçişi için gerekli olan% 30 oranında önemli ölçüde artış gösterir.
Potansiyeli değerlendirin: Key Evaluation Kriterleri
GEOR'daki geleneksel kaynakların potansiyelini değerlendirmek, jeoloji, geofizik, rezervuar mühendisliği ve ekonomiyi entegre eden çok disiplinli bir değerlendirme gerektirir. Aşağıdaki kriter, uygun olmayan bir GEOR projesini desteklemenin temelleridir.
Geotermal Sıcaklık
Rezervsel sıcaklık, elde edilebilir ısı miktarını ve petrol vizoloji azaltımının verimliliğini dikte eder. Ağır petrol (10-20° API), 80-120°C'nin minimum ısısını sağlamak için genellikle önemli bir vizorasyon azaltımı gerekir, örneğin Basin ve orta büyüklükteki bölge, batıda ise 40-C'nin üzerinde sınırsız kaynaklar, yüksek ısınır.
Permeability ve Porosity
Doğal geçirgenlik tüm jeotermal sistemler için büyük bir kısıtlamadır. Tanıma göre düşük doğal geçirgenlik (tipik olarak < 10 milidarzi) ve uyarımların başarısı, kaya mekanik özellikleri, düşük-porosity kristal kayalar, ancak düşük-porosity kristalleri, yerine, matrix depolama alanlarının varlığı, 50-100 kg/s üretimde mikrobülasyon oranlarının mikro izleme oranlarının belirlenmesi gerekir.
Geokimya ve Potansiyel
Geleneksel jeotermal sıvılar genellikle PHREEQC gibi yazılımları kullanarak yüksek konsantrasyonlar içerir (silica, kalsiyum karbonat, sulfates) bu, precipitate ve clog iyileri, ısı değiştiricileri ve enjeksiyon bölgeleri içerir. PHREEQC gibi yazılım kullanmak, operasyonel koşullar altında ölçeklendirme eğilimleri tahmin etmek için kullanılır.
Reservoir Termal Sürdürülebilirlik
Sürdürülebilir bir GEOR sistemi planlı proje ömrü boyunca istikrarlı bir ısı çıktısını sağlamalıdır (tipik olarak 20-30 yıl). Termal çizgeler, kayaya erken gelen 3D sayısal simülatörü kullanarak, ısı transferleri ve geomechanics, periyodik akışlar ve iyi spacing. EGS-tip sistemlerinde, kırık ağlar, kayaların erken soğuk varış yollarını tercih etmek için tasarlanmış olmalıdır.
Ekonomik Viability ve Seviyeli Maliyet
Doğal gaz kaybının ekonomik fizibilitesi, ısının maliyeti (LCOH) ve EGS kaynakları için, mevcut LCOH, kWh ısının üzerindeki% 30,3 $ - 0.12, doğal gaz kaynaklı buharın yüksekleştirilmesi için, ortalamanın yüksek olması beklenen 20 $ değerindedir.
Teknolojik Meydanlar ve Çözümleri
Potansiyel önemli olsa da, birkaç teknik engelin üstesinden gelmek gerektiğini fark eder. Aşağıdaki alt bölümler en baskı sorunları ve gelişim altındaki yenilikçi çözümlere hitap eder.
Derin sondaj Gereksinimleri
Geleneksel jeotermal rezervuarlar genellikle 3.000-6.000 metre derinlikte yalan söylüyor, sıcaklıklar 200 °C'yi aştı ve yüksek sıcaklıklı motorlar ve sensörler (örneğin, silikon elektronik), gelişmiş çimento formülasyonları ve yüksek sıcaklıklarda kalan hidrokarbon bazlı çamurlar için idealdir.
Reservoir Stimulation Teknikleri
Sıcak, sert bir kayanın ısıtılabilir bir kırışıklık ağı oluşturmak ve sürdürmek EGS ve HDR rezervuarları için merkezi bir meydan okumadır.Demekle ilgili olarak, yüksek basınçlı sıvıları doğal eklemler boyunca yoğunlaştırmak için enjekte eder. Ancak, indüklenen sismiklik endişe vericidir - Basel'deki 2006 etkinliği, İsviçre'de, bu nedenle, operatörlerin %90'ı azaltmak için, özellikle de demir kirliliğini azaltın.
Sürdürülebilir ısı Ekstraksiyonunu korumak
Soğuk su enjeksiyonu, kırıkları kapatabilecek veya kötü niyetli sıvıları kullanarak yıllarca açık kalmalıdır. Düşük katı kimyasalları kullanarak, betonu kıran ısıtımının ısıtılmasının ısıtılması, 10 yıl boyunca düşük çözünürlükte test edilen bir stratejidir.
Çevresel Etki Yönetimi
Geleneksel GEOR potansiyel çevresel riskleri içerir: İndük sismiklik, yeraltı kirliliği, arazi kullanımı ve su tasarrufu.Indük sismiklik, yüksek çözünürlükte, yüzey kirliliğini kullanarak daha düşük bir altyapıyı kullanarak, daha düşük maliyetli bir şekilde kontrol altına alan ve daha düşük bir emisyonlar kullanarak, daha düşük enerjili bir altyapıyı kullanarak yeniden yapılandırılabilir.In geokimyasal sistemlerde, üretilen su koruma uygulamaları temel alan ve daha düşük bir formasyona sahip olan yüzey kirliliğini kullanarak yeniden tanımlanmalıdır.
Future Outlook ve Araştırma Yolu
Petrol kurtarma ile ilgili geleneksel olmayan jeotermal kaynakların entegrasyonu kritik bir inflection noktasındadır. Dünya çapında birkaç pilot proje teknik fizibiliteyi gösteriyor ve ekonomik görünüm teknolojik öğrenme ve destekleyici politikalar nedeniyle gelişiyor.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, Enerji'nin Geotermal Teknoloji Ofisi, "Subsurface Energy Systems" inisiyatifinin altında birçok GEOR ile ilgili projeyi finanse etti. Örneğin, Alaska'daki Milne Point projesi, petrol alanında yüksek oranda EGS test ediyor, Körfez Sahili'nde ise, Avrupa Birliği'nin Ufuk 2020 programı, Kuzey Denizi'nde petrol sahalarında (Artırılmış enerji verimliliğine) sıcak bir performans sağlamak için kapalı bir enerji verimliliği sağlıyor.
Gelişen araştırma eğilimleri, GEOR'daki ısı transfer sıvısı olarak süperktik CO2 kullanımı ile daha hızlı dolaşım ve daha iyi ısı çıkarma sağlarken, aynı zamanda jeolojik karbon depolama (karbon yakalama, kullanım ve depolama) Stanford Üniversitesi'nin Geotermal Programı'ndaki çalışmalar, EGS tabanlı GEOR'deki su yerine CO2'yi kullanarak CO2'yi otomatik olarak optimize etmeyi ve proje başına 10 milyon ton CO2 depolamayı mümkün kılar.
Politika desteği de büyüyor. ABD Inflation Retreat Yasası, EOR'a bağlı olan JOR'a bağlı olarak, çeşitli eyaletler (California, New Mexico) düşük karbonlu yakıt standartlarının uygulanmasına devam ederse, 2040'ta kullanılan tüm termal enerjilerin% 10-15'i, doğal gazın 10-300'ünü doğal gazın eşdeğerliliğiyle azaltın.
Sonuç: Bir Promising but Challenging Path Forward
Geleneksel olmayan jeotermal kaynaklar, petrol kurtarma operasyonlarının sürdürülebilirliği ve verimliliğini artırmak için önemli bir söz tutar. Sıcak kuru kayalar, düşük kapasiteli rezervuarlar, geo basınçlı sistemler ve jeotermal sistemler her biri farklı avantajları sunar ve belirli teknik engellerle karşı karşıya kalır.Dikkatli site değerlendirme, gelişmiş uyarı teknikleri ve bütünleşik rezervuar yönetimi sayesinde, bu kaynaklar ağır ve vizor yağları seferber etmek için güvenilir, düşük karbonlu ısı sağlayabilir.
Bununla birlikte, yaygın olarak kabul edilen yol emin değildir. GEOR sistemlerindeki sürekli araştırma ve gösterinin azaltılması, üretilen sismikliği yönetmek ve enerji güvenliğini korumak için uzun vadeli ısı sürdürülebilirliği sağlamak için gereklidir.