近年来,人们越来越重视利用能源储存来增强电网抵御破坏性事件的能力。虽然可再生能源供应不断扩大,但基于重力的解决方案(如抽水蓄能)在商业领域仍然占主导地位。然而,它们的地理限制限制了可用性、可扩展性,并增加了太阳能和风能共置的成本。另一种方法是重新利用位于现有电网基础设施附近的闲置油气井,这是一种有前途且经济高效的解决方案。本文讨论了在 300 米井中与内部永磁同步机耦合的再生驱动系统的优化和控制,该井的重量为 100 牛顿。该研究采用动态 MATLAB/Simulink 模型来模拟电力传动系统在储存和放电操作期间的运行。结果表明,仅电气系统的初始往返效率就为 85.9%,并确定了最大化效率的关键因素。机电传动系统的优化运行和控制具有巨大的潜力,可以最大限度地降低存储的平准化成本,同时最大限度地提高效率和创收。
光纤传感在油气井中的应用。光纤传感有可能彻底改变石油和天然气行业的油井和油藏监测。光纤传感器的被动特性、经济高效的安装潜力以及沿光纤整个长度进行密集分布测量的可能性带来了诸多好处。使用安装在油气井中的光纤传感器获取的信息有助于提高效率、安全性和最终采收率。各种光纤传感器能够测量温度、压力、化学成分、应变和声学等物理效应。合适的数据基础设施和将这些测量结果转化为有价值信息的处理能力是任何传感系统的关键要素。基础由井中合适的光纤传感器和地面上的询问单元组成。本论文重点介绍基于两种光纤技术的传感硬件的开发:光纤布拉格光栅和瑞利散射。光纤布拉格光栅 (FBG) 是可以沿光纤电缆长度分布的点传感器。实现具有成本效益的基于 FBG 的传感系统的关键因素之一是低成本且坚固的询问装置。介绍了用于高温沙漠环境的此类询问装置的成功开发(第 3 章)。这项开发旨在促进商业低成本实现。这些可以结合专用测试装置在内部进行评估(第 4 章)。分布式声学传感 ( DAS ) 是一种完全分布式传感技术,利用标准光纤长度上自然发生的散射点的瑞利散射。反向散射能量可以被解释为在整个光纤中实现准麦克风。DAS 最近受到广泛关注,因为它在井下监测中具有潜在应用,例如压裂监测、流量监测以及地球物理监测。本论文以地球物理应用为重点,描述了合适的询问单元的开发(第 5 章)以及新原型在现场试验中的成功验证(第 6 章)。为了进一步扩大地球物理应用范围,需要增强光纤传感电缆对垂直于其轴向方向撞击的地震波的灵敏度(第 7 章)。本论文介绍了此类电缆概念的发展,并介绍了成功的实验室和现场试验结果(第 8 章)。分布式传感技术具有降低成本并提高空间分辨率的潜力。但是,沿电缆长度的连续测量会在从光纤中的光学长度到井下环境中的位置的转换中引入不确定性。虽然已经提出了几种深度校准方法,但本论文介绍了一种新方法的发展:磁深度定位器(第 9 章)。在井中安装多个磁铁组件可提供永久的深度参考点,这使其非常适合保障延时井和油藏监测所需的深度精度(第 10 章)。多种光纤传感技术可以组合在井下环境中。由此产生的沿光纤在时间和距离上连续的大量测量结果为石油和天然气行业的井和油藏监测提供了独特的机会。
Bill Bartling是Calgem退休的首席副手,以前称为Doggr,Geo2Watts的联合创始人兼监管事务总监,Lillianah Technologies的顾问以及居住在Prescott Arizona。在2015年加入Doggr之前,Bill是SR2020 SR. SR. SR. Market Strategy的总裁兼首席执行官Borehole Imaging for Optasense Ltd的总经理。西方石油的技术计算,软件工程的高级副总裁。在雪佛龙(Cogniseis)开发与地球科学家/经理探索,生产和研究。正在进行的技术项目包括能量转换,碳固存和管理,地下/储层建模和解释以及医学成像技术以及网球,远足和山地自行车。Bill拥有UCSB的生物学学士学位,而San Diego State的地质学是Seg Pac的副总裁。部分是在SDSU计算科学中心的顾问委员会上,是SPE,AAPG和SEG的成员。
光纤传感在油气井中的应用。光纤传感有可能彻底改变油气行业的油井和油藏监测。光纤传感器的被动特性、安装成本低廉的潜力以及沿光纤整个长度进行密集分布测量的可能性,都为油气行业带来了诸多好处。安装在油气井中的光纤传感器获取的信息有助于提高效率、安全性和最终采收率。各种光纤传感器能够测量温度、压力、化学成分、应变和声学等物理效应。合适的数据基础设施和处理能力(将这些测量结果转化为有价值的信息)是任何传感系统的关键要素。基础由井中的合适光纤传感器和地面上的询问单元组成。本论文重点介绍基于两种光纤技术的传感硬件的开发:光纤布拉格光栅和瑞利散射。光纤布拉格光栅 (FBG) 是可以沿光纤电缆长度分布的点传感器。低成本、坚固耐用的询问单元是实现基于 FBG 的传感系统成本效益的关键因素之一。本文介绍了用于高温沙漠环境的此类询问单元的成功开发(第 3 章)。这一发展旨在促进低成本商业化实现。这些可以结合专用测试装置在内部进行评估(第 4 章)。分布式声学传感 (DAS) 是一种完全分布式传感技术,它利用标准光纤长度上自然发生的散射点的瑞利散射。反向散射能量可以解释为在整个光纤中实现准麦克风。DAS 近来备受关注,因为它在井下监测(例如压裂监测、流量监测)以及地球物理监测中具有潜在应用。本论文以地球物理应用为重点,描述了合适询问单元的开发(第 5 章)以及新原型在现场试验中的成功验证(第 6 章)。为了进一步扩大地球物理应用范围,需要提高光纤传感电缆对垂直于其轴向方向的地震波的灵敏度(第 7 章)。本论文介绍了此类电缆概念的发展,并介绍了成功的实验室和现场试验结果(第 8 章)。分布式传感技术具有降低成本并提高空间分辨率的潜力。然而,沿电缆长度的连续测量会在从光纤中的光学长度到井下环境中的位置的转换中引入不确定性。虽然已经提出了几种深度校准方法,本论文阐述了一种新方法的开发:磁深度定位器(第 9 章)。在井中安装多个磁铁组件可提供永久的深度参考点,这使其非常适合保证延时井和油藏监测所需的深度精度(第 10 章)。多种光纤传感技术可以在井下环境中组合使用。由此产生的大量沿光纤连续的时间和距离测量为石油和天然气行业的稳健井和油藏监测提供了独特的机会。
• 考察当前和新兴的封堵和废弃技术、最佳实践、设备和材料,用于井描述、井筒封堵和屏障放置、井筒完整性和验证以及耐久性和使用寿命。本次考察将考虑美国国家科学院关于“封堵孤立和废弃碳氢化合物井的实践和标准”研讨会的信息。 • 评估需要不同标准和标准的意外或特殊情况,包括工程设计、成本、物流或技术管理。 • 评估有关封堵故障的潜在原因、频率、后果和补救措施的可用数据。 • 考察封堵后监测技术、方法和技术,这些技术对于长期保护环境和公共健康和安全非常重要或将非常重要。包括任何已确定的封堵后风险管理最佳实践,以确保长期保护地下水和防止甲烷排放以及相关的经济考虑。 • 确定值得进一步研究并可能有助于行业、州、部落和联邦机构成功完成封井和废弃工作的技术、材料或政策。
该项目由天然气行业社会和环境研究联盟 (GISERA) 提供支持。CSIRO 的天然气行业社会和环境研究联盟 (GISERA) 是 CSIRO、联邦政府和州政府以及行业之间的合作,旨在开展公开报告的独立研究。GISERA 的目的是让 CSIRO 为生活在天然气开发地区的社区提供有质量保证的科学研究和信息,重点关注社会和环境主题,包括:地下水和地表水、生物多样性、土地管理、海洋环境、人类健康影响和社会经济影响。GISERA 的治理结构旨在提供和保护研究独立性和研究成果的透明度。有关更多信息,请访问 www.gisera.csiro.au
• 一些枯竭的油气井具有储存的潜在结构,但也存在更大的泄漏可能性 • 中等地质条件显示出一定的储存潜力,但处于超临界储存的边缘深度,并且存在传统的油气井 • 深层储存具有很高的不确定性
碳捕获与储存 (CCS) 和碳捕获、利用和储存 (CCUS) 涉及捕获二氧化碳并将其储存在地下以减少排放的活动。捕获活动通常在大型点源中进行,例如发电或利用化石燃料燃烧并产生排放的工业过程。关于储存,有两种类型:(i) 盐水层,可归类为 CCS;(ii) 枯竭的油气井,可归类为 CCUS。枯竭的油气井采用技术支持,以提高石油和天然气的产量,同时将二氧化碳储存在地下,这被称为“提高采油率”或“提高采气率”。排放源和储存地点通常不近,因此二氧化碳运输也是 CCS/CCUS 技术的重要组成部分。运输可以通过航运或管道进行。