Jeotermal kuyuların yaşam süresinin iyileştirilmesi – AB finansmanlı araştırma projesi

İzlanda, sondaj ekibi iş başında (kaynak: Iceland Drilling)

Cannur Bozkurt 4 Eyl 2020

Avrupa Birliği’nin (AB) revize edilmiş Yenilenebilir Enerji Direktifi, 2030 yılına kadar en az % 32 oranında yeni bir bağlayıcı yenilenebilir enerji hedefi belirlemektedir. Bu, enerji arzındaki belirsizliğin giderilmesine ve küresel ısınma korkusunun azaltılmasına yardımcı olacaktır. Bu stratejinin bir parçası jeotermal sektörün büyümesidir.

GeoWell projesi, yüksek sıcaklıklı jeotermal kuyuların (ingilizce kısaltması HTGW) tasarımı, tamamlanması ve izlenmesi için yeni güvenilir, ekonomik ve çevre açısından güvenli teknolojiler geliştirerek, test etmektedir. Araştırmacılar, HTGW’lerin ömrünü uzatmak için çimento ve sızdırmazlık teknolojileri, malzeme seçimi ve muhafaza boruları dahil olmak üzere jeotermal kuyu tamamlama sürecindeki ilgili tüm adımları ele almaktadır. Konsorsiyum üyeleri, deneyimli jeotermal geliştiricilerden, önde gelen akademik kurumlardan, büyük petrol ve gaz araştırma kurumlarından ve birinci sınıf araştırma tesislerine erişimi olan KOBİ’lerden oluşmaktadır. Bunlar, yenilikçi teknolojilerin doğrulanması için test kuyuları ve malzeme testi için laboratuvarlar içermektedir.

Test edilen yeni teknolojiler

Proje ortakları, hem geleneksel üretim kuyularına hem de basıncın 150 bar’a kadar çıktığı ve sıcaklıkların 400 °C’yi aştığı daha derin kuyulara odaklanarak, teknolojileri laboratuvarlarda ve mevcut jeotermal ortamlarda yerinde koşullar altında test etti. Ayrıca, mevcut konseptleri aşan yenilikçi malzemeler ve tasarımlar geliştirip onaylayarak yüksek yatırım ve bakım maliyetleri gibi büyük dar boğazları da aştılar. Araştırmacılar, termo-mekanik yükleri en aza indirmek için yeni çimento ve sızdırmazlık teknolojilerini, muhafaza malzemelerini ve esnek manşonları araştırdılar. Buna ek olarak, fiber optik kablo teknolojisi ve kuyulardaki sıcaklık ve gerilimi ölçmek için uygulamalar geliştirildi ve Almanya ve İzlanda’da bulunan kuyularda farklı sıcaklık ve derinliklerde başarıyla denendi.

Iceland Drilling şirketinin Pazarlama ve Satış Direktörü Vilhjálmur Gudmundsson, enerjiyi çıkarma sürecinin üzerinde çok büyük bir baskı olduğunu, süreçte kullanılan ekipman ve altyapının ömrünü kısıtladığını söyledi: “Genel olarak jeotermal enerjideki sorun, çok fazla ısı ile uğraşmanızdır. Ve kuyuları korumanız gerektiğinde, bazen kuyuları soğutmanız gerekir. Bu, genişleme nedeniyle sonunda muhafaza borularını yok edecek”.

AB’nin Geowell Projesi’nin ortakları İzlanda’da GeoSurvey (ÍSOR) ve Norveç’te IRIS, Almanya’da GFZ, Hollanda’da TNO ve Fransa’da BRGM gibi tanınmış araştırma kurumlarıdır.

Yenilikçi malzemeler

İzlanda Derin Sondaj Projesi (IDDP-1) kuyusunda çimento numuneleri 450 °C’ye kadar sıcaklıklara maruz bırakıldı. Ortam sıcaklığında yapılan laboratuvar analizini takiben, sonuçlar, silika içeren Portland çimentosu karışımlarının jeotermal uygulamalarda kullanıma uygun olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, su cepleri çimentoda kritik basınç oluşumuna neden olabilir. Proje koordinatörü Arni Ragnarsson, “Bu bulgular, sızdırmazlık özelliklerini azaltmadan, düşük su içeriğine sahip, pompalanabilir çimentonun geliştirilmesiyle sonuçlandı” dedi.

Ekip ayrıca, sıcaklık değişikliğinin neden olduğu gerilmeleri gidermek için çimento ve muhafaza borusu arasında sünek bir ara katman tasarladı ve sürtünmeyi azaltma potansiyelleri açısından küçük ölçekli testlerde nano malzemeleri değerlendirdi. Ragnarsson, “Geliştirilen formülasyon umut verici özelliklere ve ince bir katmana sahip ve sürtünme kuvvetlerini 10 kattan fazla azaltabiliyor” diye açıkladı.

Jeotermal kuyulardaki büyük sıcaklık farklılıkları düzenli olarak gövde arızalarına neden olur. Bu nedenle araştırmacılar, gövde bölümlerinin eksenel hareketine izin veren esnek bir bağlantı geliştirdi ve birkaç tam ölçekli prototipi test etti. Özel bir yüksek sıcaklık teçhizatı kullanılarak kaplama malzemesi üzerinde çekme testleri yapılırken, korozyon testleri bir otoklavda gerçekleştirildi. Teknolojiyi jeotermal endüstrisi için kullanılabilir hale getirmek için AB tarafından finanse edilen DEEPEGS projesinde esnek manşonun yerinde testi şu anda devam etmektedir.

Başlıca faydalar

GeoWell tarafından geliştirilen tasarım ve izleme teknolojileri, kasa arızası riskini azaltarak ve izleme yöntemlerini ve risk değerlendirmesini iyileştirerek önemli ekonomik faydalar sağlayacaktır. Ayrıca, yeni malzemelerin ve yenilikçi çözümlerin geliştirilmesi, HTGW’lerin bütünlüğünü ve güvenliğini iyileştirmeye, bakım ihtiyacını azaltmaya ve ömrünü uzatmaya yardımcı olacaktır. GeoWell teknolojileri, Avrupa genelinde derin jeotermal kuyularda geniş bir sıcaklık aralığında uygulanabilir.

Ragnarsson son olarak: “Sonuçlar, özellikle endüstriler için yeni iş fırsatları sunmak üzere bütünlük iyileştirmesini hedefleyerek HTGW’lerin yapımını ve operasyonlarını geliştirecek. Bu, Avrupa’nın jeotermal enerjide dünya lideri konumunu korumasına kesinlikle yardımcı olacaktır” dedi.

Kaynak: ThinkGeoEnergy