Fervo Energy, Nevada’daki saha ölçekli EGS projesinde çığır açtı

Fervo Energy'nin Nevada'daki Project Red sondaj kulesi (kaynak: Fervo Energy)

Merve Uytun 21 Tem 2023

Fervo Energy, şirketin Nevada’nın kuzeyindeki tam ölçekli EGS pilot projesi olan Project Red’de yürütülen 30 günlük kuyu testinin olumlu sonuçlarını açıkladı.

Sonuçlar, hidrolik olarak parçalanmış bir rezervuarla bağlanan kuyu çiftinin, yüksek sıcaklıkta 63 L/sn’lik bir akış hızıyla (süperkritik bir ORC çevrimi varsayılarak) 3,5 MW elektrik üretimini destekleyebileceğini göstermektedir. Brüt güç çıkışı, test boyunca 2 ila 3,5 MW arasında değişti. Test sırasında elde edilen akış hızı ve güç çıkışı, diğer tarihi EGS projelerinin performansını aşıyor.

Projenin sondaj ve teşvik aşaması Ocak 2022 ile Mart 2023 arasında tamamlandı. Kuyu testi aşaması ise Nisan ile Mayıs 2023 arasında gerçekleşti.

“Petrol ve gaz endüstrisinden sondaj teknolojisini uygulayarak, dünya çapında yeni coğrafyalarda 7/24 karbonsuz enerji kaynakları üretebileceğimizi kanıtladık. Fervo Energy CEO’su ve Kurucu Ortağı Tim Latimer, ” Bugün paylaştığımız inanılmaz sonuçlar, Fervo çalışanlarının ve sektör ortaklarının, özellikle Google’ın uzun yıllara dayanan özverili çalışmalarının ve taahhüdünün ürünüdür ” dedi.

Fervo’nun Project Red’den elde ettiği sonuçlar, DOE Enhanced Jeotermal Earthshot’ın bulgularını destekliyor ve jeotermal enerjinin ABD’nin güç ihtiyacının %20’sinden fazlasını karşılayabileceğini ve tamamen dekarbonize edilmiş bir şebekeye ulaşmak için rüzgar ve güneşi tamamlayabileceğini gösteriyor.

“Güç sistemleri modellemesi, jeotermalin tamamen karbondan arındırılmış bir şebekede kritik bir oyuncu olabileceğini doğruluyor. Princeton Üniversitesi’nde Sıfır Karbon Enerji Sistemleri Araştırma ve Optimizasyon (ZERO) laboratuvarının lideri ve Yardımcı Doçent Jesse Jenkins, “ Fervo’nun başarılı ticari pilotu, yeni nesil jeotermal teknolojisini modeller aleminden gerçek dünyaya taşıyor ve bizi jeotermalin tam potansiyelini ortaya çıkarma yolunda başlatıyor” dedi.

Bu duyuruyla ilgili olarak Fervo, proje ve sonuçları hakkında daha fazla teknik ayrıntı sağlayan bir araştırma makalesinin ön baskısını yayınladı. Ön baskıya erişilebilir ( https://doi.org/10.31223/X52X0B ) ancak henüz hakem denetiminden geçmemiştir.

Proje sahası seçimi

Proje sahası, Nevada’nın kuzeyinde bulunan Blue Mountain Jeotermal enerji santralinin bitişiğinde yer almaktadır. Alanın stratigrafisi Miyosen ile karakterize olup, Mesozoyik ve Tersiyer yaşları olarak yorumlanan çok sayıda magmatik dayk ve silt sokulumları ile Mesozoyik fillitleri örten havza dolgusu çökellerini sunar. Blue Mountain jeotermal sistemi, bir yer değiştirme transfer bölgesi ile ilişkilidir ve derin sirkülasyon, öncelikle NW doğrultulu bir dik-normal fay sistemi ile kesişen K-KD doğrultulu normal faylar tarafından kontrol edilir.

Sondaj, Blue Mountain jeotermal sisteminin bilinen yukarı akış ve çıkış bölgelerinin güneyinde yer almaktadır. Bu alanda, iletken sıcaklık koşulları ve tanınmış bir derin geçirgenlik eksikliği sergileyen birkaç kuyu açılmıştır. Bu koşullar, onu Fervo’nun önerdiği EGS projesi için ideal bir test ortamı haline getirdi.

Kuyu tasarımı ve sondajı

Fervo tarafından üç kuyu açılmıştır – bir dikey izleme kuyusu (İzleme Kuyusu 73-22), Enjeksiyon Kuyusu 34A-22 ve Üretim Kuyusu 34-22. Enjeksiyon ve üretim kuyuları, türünün ilk örneği olan EGS yatay ikili kuyu sistemini içermektedir. Kuyuların yan bölümleri 9 7/8″ delik ölçüsünde açılmış, 7″ muhafaza ile tamamlanmış, yatay olarak yaklaşık 3,250 fit (990 metre) uzatılmış ve ölçülen maksimum sıcaklık 376°F (190°C) ‘ ye ulaşmıştır . Yanalları, yaklaşık 7.700 fit (2347 metre) gerçek dikey derinliğe indi.

Yatay sondajın , hedef rezervuar hacmine daha fazla erişim, daha tutarlı akış hızları, rezervuar hacmi boyunca daha düzgün akış dağılımı ve daha büyük toplam ısı transfer yüzey alanı sağlayarak jeotermal bir projenin ekonomisini iyileştirdiği düşünülüyordu . Yatay kuyu tasarımı, aynı zamanda, farklı jeolojik ayarlara ve konumlara uyum sağlamasına olanak tanıyan birçok mühendislik tasarım kararı sunar.

Stimülasyon performansı

İki yatay kuyu, kuyunun ucundan başlayarak ve çukurun yukarısına, kuyunun topuğuna doğru hareket eden bir tıka ve del yöntemi kullanılarak uyarıldı. Stimülasyon, kayada kırılmaları başlatmak için bir sıvı bulamacının pompalanmasını ve kuyu deliğinden aşağı itilmesini içerir.

Enjeksiyon Kuyusu 34A-22 önce açılmış ve uyarılmıştır. Yanal boyunca toplam 16 aşama uyarıldı ve her aşama kabaca aynı 150 fit uzunluğundaydı. Her aşamada, 16.000 varil sıvı ve 540.000 libre propant, dakikada 100 vuru hedef enjeksiyon hızında pompalanacaktı.

Kuyu içi fiber optik sensörlerden toplanan verilere dayanarak, perforasyon kümelerinin %100’ünde kırılma kırılması ve başlama meydana geldi. Bu projede kullanılan köprü tapalarının kuyu içi sıcaklık ve basınç koşullarına uygun olduğunu gösteren hiçbir köprü tapası arızası kanıtı yoktu.

Kuyu testi ve performans

Kuyu testi, sıvının Enjeksiyon Kuyusu 34A-22’den aşağı, kırık rezervuar sisteminden ve Üretim Kuyusu 34-22’den yukarı pompalanmasıyla sıvının ikili sistem boyunca sirküle edilmesini içeriyordu. Kuyu pedinde bulunan enjeksiyon pompası, sıvıyı sistemden geçirmek için gereken tüm basıncı sağlıyordu; kuyu altı pompası veya yapay kaldırma sistemi gerekmiyordu.

Üretim Kuyusu 34-22’deki basınç, kuyu başının hemen aşağı akışına yerleştirilmiş bir valf tarafından kontrol edildi. Basınç, ticari operasyonlar sırasında beklenen kuyu başı basıncına eşdeğer olan 100 ila 200 psi arasında tutuldu.

Enjeksiyon basınçları 1000 ila 2000 psi arasındaydı ve 2300 psi’lik kırılma basıncının altında tutuldu. Enjeksiyon hızları 650 gpm ila 850 gpm arasında tutulurken, üretim hızları tipik olarak 550 gpm ila 750 gpm arasında değişiyordu. %10 ila %20’lik düşüş, yer altındaki sıvı sızıntısına bağlandı. Üretim sıcaklığı, test boyunca maksimum f 336 ° F (169 ° C) sıcaklığa yükseldi . Üretim sıcaklığındaki bu istikrarlı artış, rezervuar boyunca erken bir termal atılım olmadığını doğruladı.

Kaynaklı depremsellik

Blue Mountain jeotermal enerji santrali 2009’dan beri aktif ticari operasyonlar altında ve herhangi bir tetiklenmiş sismisite vakası bildirilmemiştir. Ayrıca, USGS deprem kataloğu, proje alanının 20 kilometre yakınında M >2 büyüklüğünde kayıtlı hiçbir sismik olayı göstermemektedir. Bu nedenle, Blue Mountain sahasının minimum doğal depremselliğe sahip bir alan olduğu sonucuna varılmıştır.

Temmuz 2020’de Fervo, 8 geniş bant sismometre, santral tesisine kurulu bir yerel kuvvetli hareket sensörü ve yaklaşık 34 kilometre uzaklıktaki Winnemucca kasabasına kurulu bir başka kuvvetli hareket sensöründen oluşan yeni bir yerel sismik izleme ağını devreye aldı. Yerel sismik ağ, USGS ile ortaklaşa Temmuz 2020’den Haziran 2023’e kadar kesintisiz olarak işletildi.

Fervo, yerel alandaki yer hareketi yanıtı anlayışına dayanarak, Yeşil (M < 2.0) , Sarı (2.0 <= M < 3.0) ve Kırmızı (M >=3.0) eşiklerinden oluşan bir Trafik Işığı Sistemi (TLS) protokolü oluşturdu. Sismisite oranları, uyarım veya kuyu testi dönemleri sırasında arttı, ancak kaydedilen en büyük büyüklük M=1.8 olayıydı. Bu, 37 günlük çapraz akış testi sırasında meydana geldi. Aktif operasyonların olmadığı dönemlerde, nispeten düşük seviyelerde arka plan depremselliği kaydedildi.

Gelecek yönü

Project Red’in sonuçları, EGS’nin kararlı durum üretimini yüksek bir üretkenlik seviyesinde destekleyebileceğini ve EGS projelerinin büyük depremsellik olayları olmadan yürütülebileceğini kanıtlamada büyük bir atılımı temsil ediyor. Bu pilot aracılığıyla toplanan veriler, Fervo’nun bir sonraki pilot tasarım için güç çıkışını iki kattan fazla artırma hedefine ulaşmada etkili olacaktır.

Bu yaz, Fervo , DOE’nin Jeotermal Enerji Araştırmaları için Sınır Gözlemevi’nin (FORGE) bitişiğinde, güneybatı Utah’ta ilk sıfırdan geliştirme projesinin temelini attı . Fervo’nun Utah projesinden elde edilen gelir ve öğrenilenler, yeni coğrafyalarda başka projelerin geliştirilmesine gidecek.

Kaynak: ThinkGeoEnergy