Astãzi nu mai este un secret pentru nimeni cã revolutia tehnologicã din Statele Unite, definitã de combinatia fracturare hidraulicã a rocilor sursã + foraje orizontale dirijate, a condus la modificãri tectonice ale pietelor energetice, dominate de noua matematicã a petrolului, si creând o potentialã nouã ordine mondialã.

 

Cu câtva timp în urmã, am propus conceptul de fracturare hidraulicã 2.0 bazat pe sinergia unor elemente precum roci digitale, inteligentã artificialã, Big Data si soft computing. Cred cã alte elemente s-au adãugat recent si, chiar dacã fracturarea hidraulicã nu mai intereseazã (prea) multã lume în România, îmi face plãcere sã informez opinia publicã despre ultimele dezvoltãri ale acestei tehnologii în Statele Unite. În contextul deflationist produs de scãderea pretului petrolului – o consecintã directã a fracturãrii hidraulice a argilelor petrolifere din SUA, este interesant de urmãrit ce noi inventii/inovatii produc inginerii si cercetãtorii americani din domeniu.

Re-fracturarea este viitorul fracturãrii

Una dintre ideile care a început sã atragã atentia industriei si a finantatorilor acesteia este re-fracturarea unor foraje vechi, neproductive de mai multã vreme sau cu productii initiale mici.

Este cunoscut faptul cã o slãbiciune majorã a exploatãrilor neconventionale de titei si gaze de sist este declinul lor de productie, relativ rapid. Pentru contracararea acestui neajuns, inginerii de zãcãmânt au început sã proiecteze si sã execute re-deschiderea unor foraje si repetarea procesului de fracturare. Datele initiale, raportate de Wood Mackenzie Ltd si ITG Investment Research, aratã cã “viata” zãcãmintelor stimulate prin re-fracturare poate fi prelungitã economic cu pânã la 50 ani[1]. Cu alte cuvinte, celebra curbã a lui Hubbert, care prevedea în 1956 cã maximul productiei americane de petrol va fi atins înainte de 1970, dupã care va descreste la zero în 2050, se va modifica încã o datã: noul vârf de productie va fi atins dupã multi, multi ani în viitor, iar epuizarea zãcãmintelor de petrol este dificil de prevãzut în aceste momente. (Stiu cã nu toatã lumea va fi fericitã citind aceastã prognozã, dar sã ne  gândim cã existenta unei surse de energie – ieftinã, sigurã, scalabilã si abundentã – ne va oferi rãgazul necesar pentru tranzitia la energiile regenerabile cu aceleasi caracteristici).

Marele avantaj economic al re-fracturãrii (re-fracking într-un anumit jargon!) este faptul cã nu se mai sapã un nou foraj, ceea ce semnificã o economie substantialã a costurilor de productie, cu sume depãsind 10 milioane USD. O re-fracturare costã între 1 – 1,5 milioane USD si va produce o cantitate suplimentarã de titei care, la preturile actuale, valoreazã circa 2,5 milioane USD.

Cum se executã re-fracturarea? Operatorul industrial re-deschide vechea gaurã de sondã si aplicã mai multe etape de fracturare, utilizând tehnologia initialã. Nu întâmplãtor, jargonul forajistilor s-a îmbogãtit recent cu expresii precum Cinco de Fraco[2] (pentru un foraj care a fost re-fracturat de cinci ori) ori Octofrac (pentru opt re-fracturãri).

Ca orice altã tehnologie, si re-fracturarea prezintã unele riscuri economice.

Este posibil ca nu toate forajele sã fie productive a doua orã. Unele foraje au produs poate majoritatea hidrocarburilor lor extractibile cu ocazia fracturãrii initiale, altele însã pot încã sã mai producã importante cantitãti. Nu este usor ori simplu de prevãzut care foraje meritã sã fie fracturate a doua oarã, dar analiza datelor existente poate ajuta (vezi partea a doua articolului). Marile companii de servicii din industria hidrocarburilor – Baker Huhes, Halliburton si Schlumberger – oferã servicii de analize predictive pentru a ajuta companiile de exploatare sã aleagã corect forajele destinate re-fracturãrii. Companiile de servicii mentionate sunt asa de încrezîtoare în valoarea re-fracturãrilor, încât Schlumberger, de exemplu, se oferã sã plãteascã de la început întreaga facturã pentru re-fracturare si apoi sã primeascã banii înapoi, pe mãsurã ce forajul produce. Cu acest fel de garantii, este greu de vãzut cine ar putea rezista tentatiei de a re-stimula vechile foraje.

Re-fracturarea este doar la început si este atrãgãtoare pentru cã se poate creste productia fãrã a creste costurile. Dacã pânã în prezent s-au stimulat doar câteva sute de foraje, numãrul acestora va creste la cel putin 3.000 în urmãtorii doi ani. Iar noile inventii tehnologice ar putea accelera re-fracturarea a 100.000 foraje orizontale, conform unei estimãri recente. Un astfel de numãr este semnificativ si va intensifica interesul investitorilor.

 

Analize predictive în zãcãmintele digitale

Industria hidrocarburilor conventionale si neconventionale suferã transformãri majore. Combinatia Big Data + Inteligentã Artificialã produce propria sa revolutie prin convertirea zãcãmintelor clasice de petrol si gaze în entitãti digitale, abordabile si analizabile cu metode de soft computing[3].

Posibilitatea accesãrii unor baze de date imense face analizele predictive ale zãcãmintelor digitale importante instrumente de abordare a provocãrilor actuale ale industriei, ca si a imperativelor cu care aceasta se confruntã:

 

  • intensificarea activitãtilor de explorare si exploatare pentru a identifica rezerve inaccesibile anterior;
  • optimizarea operatiilor globale pentru minimizarea riscurilor si reducerea costurilor;
  • îmbunãtãtirea managementului resurselor actuale pentru obtinerea unei reactivitãti sporite la situatiile care impun decizii rapide.

Analizele predictive efectuate pe rezervoare digitalizate sunt derivate din bazele de date uriase în functie de tipul de resurse exploatate, folosesc diverse aplicatii bazate pe inteligentã artificialã si machine learning, creazã modele înglobând mii de foraje si oferã solutii în timp real.

Pentru hidrocarburile neconventionale, ele se concentreazã în principal, pe douã arii majore de performantã: exploatarea eficientã a zãcãmântului (analizã operationalã) si evolutia procesului de forare-exploatare (mentenantã predictivã).

În prima situatie, se foloseste o platformã analiticã prin care operatorul industrial primeste o analizã în timp real a datelor colectate de senzorii din gaura de sondã. Majoritatea senzorilor (montati în instalatia de foraj) sunt de tipul MWD (Measurements While Drilling -Mãsurãtori în timp ce se foreazã). Analiza predictivã a datelor colectate permite

  • identificarea imediatã a unor probleme specifice de foraj;
  • prezicerea schimbãrilor de mediu care ar putea duce la avarii ale echipamentelor si contaminarea stratelor traversate de foraj;
  • identificarea unor actiuni preventive prin care sã se evite daune ecologice.

 

În a doua situatie, mentenanta predictivã permite dezvoltarea unei serii de sisteme informative prin care se asigurã

  • cresterea productiei de petrol si gaze;
  • obtinerea unei eficiente sporite;
  • controlul cresterii costurilor.

 

Specialistii de la IBM -Chemical and Petroleum Industries – au raporta cazul unui client pentru care au obtinut un venit suplimentar de 11 milioane USD prin optimizarea productiei din 12 sonde. În plus, durata calculelor necesare pentru analiza predictivã s-a micsorat de la 30 minute la 0,7 secunde (!), iar acuratetea identificãrii forajelor slab productive a crescut la 97%.

 

Alte noutãti din domeniul fracturãrii hidraulice:

Autoritãtile din Pennsylvania nu au gãsit schimbãri în calitatea apei în zona forajelor fracturate hidraulic pe argila Marcellus

Titeiul de sist american contribuie la reducerea importurilor

Fracking and the Franciscans

Variabilitatea consumului de apã folositã în fracturarea hidraulicã din Statele Unite si posibilele implicatii ecologice

 

P.S. În recenta carte, “The shale oil and gas debate”, publicatã în Franta, am citit (p. VII), sub semnãtura lui Bernard Tardieu, Président de la Commission Énergie et Changement Climatique, Académie des Technologies, urmãtoarea declaratie:

 

În 2011, francezii au descoperit gazul si titeiul de sist datoritã, în principal, filmului Gasland. Documentarul si-a creat renumele prin punerea în prim plan a secventei robinetului în flãcãri, o imagine care de atunci a fost doveditã ca fiind o încercare deliberatã de a turna gaz pe focul opozantilor gazelor de sist. Cu toate acestea, rãul a fost produs, si opinia publicã a vãzut hidrocarburile neconventionale nu ca o posibilã oportunitate pentru industria si balanta noastrã comercialã, ci, pur si simplu, ca o amenintare majorã la adresa mediului înconjurãtor.

 

Este exact ceea ce, în primul meu articol de pe Contributors, am descris ca fiind “puterea manipulatorie a unei secvente-soc”.

Poate cã si alti francezi (români, bulgari, …) vor ajunge la concluzia dlui Bernard Tardieu. Il n´est pas toujours trop tard…

 

N O T E

 

[1] Dan Murtaugh, Lynn Doan and Bradley Olson, Refracking Is the New Fracking, 7 iulie 2015.

[2] Aluzie la sãrbãtoarea nationalã a Mexicului (Cinco de Mayo, 5 mai)

[3] Constantin Crânganu, Henri Luchian and Mihaela Elena Breabãn, Artificial Intelligent Approaches in Petroleum Geosciences, Springer, 2015.

 


* Acest articol a fost publicat pe Contributors.ro la 12 iulie 2015,http://www.contributors.ro/global-europa/fracturarea-hidraulica-2-0-cinco-de-fraco-octofrac-%C8%99i-analize-predictive-in-zacamintele-digitale/

 

Tags: , , , , , , , ,