Kemajuan Dalam Fracking – Teknologi Rendah, Teknologi Tinggi, dan Teknologi Iklim.

The Hydraulic Fracturing Technology Conference (HFTC) diadakan di The Woodlands, Texas, pada 1-3 Februari 2022. Hiatus pandemi tampaknya akan berakhir, selama tidak ada varian baru yang radikal muncul.

Hiatus tidak menghentikan inovasi, yang selalu menjadi bahan utama industri minyak dan gas. Berikut adalah beberapa sorotan baru-baru ini, beberapa di antaranya keluar dari HFTC.

Kemajuan teknologi rendah.

Peningkatan jumlah sumur yang akan diselesaikan pada tahun 2022 ditambah bagian sumur horizontal yang lebih panjang menandakan lonjakan frac sand. Tapi tambang pasir saat ini, lebih sering di dalam cekungan akhir-akhir ini, telah mengalami penurunan harga dan pemeliharaan dalam beberapa tahun terakhir, dan mungkin tidak dapat memenuhi kebutuhan.

Pompa kekurangan pasokan. Operator bergantung pada pompa yang perlu diperbaiki atau ditingkatkan karena persediaan tempat sewa terbatas.

Beberapa operator di Permian sedang mengebor sumur horizontal yang lebih panjang. Data menunjukkan pengurangan biaya 15-20% untuk pengeboran dan penyelesaian sumur dibandingkan beberapa tahun terakhir, sebagian karena sumur dapat dibor lebih cepat. Satu perusahaan mengebor horizontal sepanjang 2 mil hanya dalam 10 hari.

Pengeboran yang lebih cepat ditunjukkan oleh perbandingan ini: pada puncak pengeboran Permian pada tahun 2014, 300 rig mengebor kurang dari 20 juta kaki lateral dalam setahun. Tahun lalu, 2021, kurang dari 300 rig mengebor 46 juta kaki – hasil yang luar biasa.

Sebagian alasannya adalah meningkatnya penggunaan desain simul-frac, di mana dua sumur yang berdekatan dilubangi dan diretak secara bersamaan – penyelesaian 70% lebih cepat daripada desain ritsleting-frac tradisional.

Produksi minyak per kaki meningkat dengan panjang horizontal dari 1 mil menjadi 2 mil. Sementara sebagian besar sumur di Permian sekarang setidaknya memiliki panjang 2 mil, beberapa operator mendorong batas tersebut. Untuk satu operator, hampir 20% sumur memiliki panjang 3 mil, dan mereka puas dengan hasilnya.

Tetapi beberapa melaporkan hasil yang beragam untuk produktivitas per kaki. Sementara beberapa sumur lagi tetap sama, beberapa sumur turun 10-20% antara panjang 2 mil dan 3 mil. Hasil yang pasti belum tersedia.

Sidebar untuk ini adalah sejumlah besar air dan pasir yang digunakan untuk memecahkan sumur horizontal 3 mil. Jika angka yang diperoleh dari sumur 2 mil pada tahun 2018 diekstrapolasikan ke sumur 3 mil, kami menemukan total volume air naik dari 40 kaki menjadi 60 kaki di atas area berumput di stadion sepak bola – dan ini menimbulkan pertanyaan tentang sumber air frac. Pengungkapan serupa muncul untuk total volume pasir yang naik dari 92 peti kemas menjadi 138 peti kemas. Dan ini hanya untuk satu sumur

Kemajuan teknologi tinggi.  

Di kepala sumur, ada fokus yang lebih kuat untuk mengumpulkan lebih banyak data dan mendiagnosis data untuk meningkatkan fracking sumur horizontal. 

Konektivitas medan dekat.

Seismos telah mengembangkan diagnostik inovatif yang dapat mencirikan seberapa baik hubungan antara lubang sumur dan reservoir, yang merupakan kunci untuk mengalirkan minyak ke dalam sumur horizontal.

Pulsa akustik digunakan untuk mengukur hambatan aliran di daerah dekat lubang sumur dari sumur yang telah dipecah. Metrik ini disebut NFCI, untuk indeks konektivitas jarak dekat, dan dapat diukur di sepanjang sumur horizontal. Telah ditunjukkan bahwa NFCI berkorelasi dengan produksi minyak di setiap tahap frac.

Penelitian telah menunjukkan bahwa NFCI bergantung pada:

· Geologi reservoir — batuan rapuh memberikan angka NFCI yang lebih besar daripada batuan ulet.

· Kedekatan sumur lain yang dapat menimbulkan tegangan yang menyebabkan angka NFCI bervariasi sepanjang sumur horizontal.

· Menambahkan diverter atau menggunakan desain frac entri terbatas yang dapat meningkatkan nilai NFCI hingga 30%.

Pemantauan tekanan lubang sumur tertutup.  

Contoh teknologi tinggi lainnya adalah SWPM, singkatan dari Sealed Wellbore Pressure Monitoring. Sumur pemantau horizontal, diisi dengan cairan di bawah tekanan, berdiri dari sumur horizontal lain yang akan difracking sepanjang panjangnya. Pengukur tekanan di sumur monitor merekam perubahan tekanan kecil selama operasi rekahan.

Proses ini dikembangkan oleh Devon Energy and Well Data Labs. Sejak tahun 2020, lebih dari 10,000 tahap fracking – biasanya 40 sepanjang 2 mil lateral – telah dianalisis.

Ketika rekahan menyebar dari tahap rekahan tertentu dan mencapai sumur monitor, tekanan blip dicatat. Blip pertama diperiksa terhadap volume cairan frac yang dipompa, yang disebut VFR. VFR dapat digunakan sebagai proksi untuk efisiensi rekahan cluster dan bahkan digunakan untuk mengetahui geometri rekahan. 

Tujuan lain adalah untuk memahami apakah penipisan reservoir, karena sumur induk yang sudah ada sebelumnya, dapat mempengaruhi pertumbuhan rekahan. Fraktur baru cenderung menuju ke bagian reservoir yang habis.

Strain dekat sumur dari kabel serat optik.   

Kabel serat optik dapat digantung di sepanjang sumur horizontal dan dipasang di bagian luar casing sumur. Kabel optik dilindungi oleh selubung logam. Sebuah sinar laser dikirim ke kabel dan mengambil refleksi yang disebabkan oleh crimping menit atau ekspansi (yaitu regangan) kabel ketika fraktur di sumur telah geometrinya diubah oleh perubahan tekanan sumur selama produksi minyak.

Waktu yang tepat dicatat ketika refleksi laser terjadi dan ini dapat digunakan untuk menghitung lokasi mana di sepanjang kabel yang dikerutkan — segmen sumur sekecil 8 inci dapat diidentifikasi.

Sinyal laser terkait dengan geometri dan produktivitas rekahan pada kluster perforasi tertentu. Perubahan regangan yang besar akan menunjukkan perubahan besar pada lebar rekahan yang terhubung dengan perforasi tersebut. Tetapi tidak ada perubahan regangan yang menunjukkan tidak adanya fraktur pada perforasi tersebut, atau fraktur dengan konduktivitas yang sangat rendah.

Ini adalah hari-hari awal, dan nilai sebenarnya dari teknologi baru ini belum ditentukan.

Kemajuan teknologi iklim.  

Ini adalah inovasi terkait perubahan iklim dan emisi gas rumah kaca (GRK) yang berkontribusi terhadap pemanasan global.

E-fracking.

Di ladang minyak, salah satu cara untuk mengurangi emisi GRK adalah dengan perusahaan minyak dan gas menghijaukan operasi mereka sendiri. Misalnya, dengan menggunakan, alih-alih solar, gas alam atau angin atau listrik tenaga surya untuk memompa operasi fracking.  

Dalam sesi pleno pembukaan di HFTC, Michael Segura, wakil presiden senior, mengatakan Halliburton adalah salah satu pemain utama dalam armada frac bertenaga listrik atau teknologi e-frac. Bahkan, e-fracs digagas oleh Halliburton pada 2016 dan dikomersialkan pada 2019.

Segura mengatakan bahwa manfaatnya terletak pada penghematan bahan bakar serta pengurangan GRK hingga 50%. Dia mengklaim ini adalah "dampak yang cukup luar biasa pada profil emisi industri kami."

Dia juga mengatakan perusahaan telah membuat "komitmen besar untuk pengembangan peralatan dan teknologi yang memungkinkan, seperti rekah bertenaga jaringan." Ini tampaknya mengacu pada penggunaan listrik dari jaringan, bukan dari turbin gas yang ditenagai oleh gas kepala sumur atau sumber CNG atau LNG.

Armada elektronik yang paling umum menggunakan gas kepala sumur untuk menjalankan turbin gas guna menghasilkan listrik yang menggerakkan armada, kata seorang pengamat. Hal ini mengurangi jejak GRK hingga dua pertiga dan berarti lebih banyak sumur dapat diselesaikan di bawah lisensi emisi GRK yang diberikan.

E-frac hanya sekitar 10% dari pasar sekarang, tetapi permintaan di seluruh dunia untuk menurunkan GRK diperkirakan akan meningkatkan penggunaan e-frac, di mana biasanya 50% pengurangan GRK dapat dicapai.

panas bumi.  

Energi panas bumi lebih hijau dibandingkan dengan bahan bakar fosil, karena mengekstrak energi formasi bawah tanah dalam bentuk panas yang dapat diubah menjadi listrik.

Hot Dry Rock adalah nama metode untuk memanfaatkan energi panas bumi dengan memecahkan granit di pegunungan dekat Laboratorium Nasional Los Alamos (LANL) di New Mexico. Ini terjadi pada tahun 1970-an.

Konsepnya, yang ditemukan di LANL, cukup sederhana: mengebor sumur miring ke granit dan patahkan sumur. Bor sumur kedua agak jauh yang akan menyambung ke rekahan. Kemudian pompa air ke sumur pertama, melalui rekahan di mana ia akan mengambil panas, lalu ke sumur kedua di mana air panas bisa menggerakkan turbin uap untuk menghasilkan listrik.

Konsepnya sederhana, tetapi hasil rekahannya sama sekali tidak sederhana – jaringan rekahan kecil yang memperumit dan mengurangi aliran air ke sumur kedua. Efisiensinya tidak bagus, dan prosesnya mahal.

Konsep ini telah dicoba di banyak tempat lain di seluruh dunia, tetapi tetap berada di puncak keterjangkauan komersial.

John McLennon, dari University of Utah, berbicara pada sesi pleno HFTC tentang rencana baru. Dia adalah bagian dari tim yang ingin memperluas konsep dengan mengebor sumur horizontal alih-alih mendekati vertikal, dan menerapkan teknologi fracking terbaru dari ladang minyak. Proyek ini disebut Enhanced Geothermal Systems (EGS) dan didanai oleh Departemen Energi AS (DOE).

Proyek ini mengebor sumur pertama dari dua sumur 11,000 kaki pada Maret 2021. Pendekatannya adalah dengan membuat rekahan sumur pertama dan memetakan rekahan untuk merancang rencana stimulasi untuk sumur kedua 300 kaki dari sumur pertama yang akan menyediakan konektivitas yang diperlukan antara dua sumur. Jika berhasil, mereka berencana untuk mengadaptasi operasi ke dua sumur yang terpisah 600 kaki.

Sedikit ironis bahwa teknologi sumur yang dikembangkan untuk revolusi minyak dan gas serpih dapat dicangkokkan menjadi sumber energi bersih untuk membantu menggantikan energi bahan bakar fosil.

Versi lain dari ini, dengan dana dari DOE ke Universitas Oklahoma, adalah untuk menghasilkan energi panas bumi dari empat sumur minyak tua, dan menggunakannya untuk memanaskan sekolah-sekolah di dekatnya.

Terlepas dari antusiasme dalam proyek-proyek seperti ini, Bill Gates berpendapat bahwa panas bumi hanya akan berkontribusi sedikit terhadap konsumsi listrik dunia:

Sekitar 40 persen dari semua sumur yang digali untuk panas bumi ternyata tidak berguna. Dan panas bumi hanya tersedia di tempat-tempat tertentu di seluruh dunia; tempat terbaik cenderung menjadi daerah dengan aktivitas vulkanik di atas rata-rata.