Generasi Panasbumi Masa Depan? Seperti apa? [Part 2]

 Karena hasil yang menggembirakan ini, sumur 27-15 direkondisi pada akhir tahun 2012, sebuah proses yang melibatkan pengeboran sumbat semen antara 1150 dan 1210 m dan menghilangkan lumpur dan puing-puing hingga total kedalaman 1.770 m. Liner berlubang dipasang dari 925 hingga 1770 m, dan aliran tinggi serta stimulasi jangka panjang dilakukan dari Januari hingga Maret 2013. Selama fase stimulasi terakhir ini, lebih dari 300 peristiwa mikroseismik, yang mencerminkan pemotongan retakan yang ada dan yang baru terbentuk, direkam. Karena stimulasi rekahan yang ditambahkan ini dan interval kedalaman stimulasi yang meningkat di lubang sumur, dari 150 m menjadi 845 m, laju injeksi meningkat menjadi 2,1 gpm / psi, sekitar 175 kali lipat dibandingkan dengan laju injeksi awal sumur. Saat ini, sumur menerima sekitar 1500 gpm pada tekanan kepala sumur 700 psi yang menghasilkan peningkatan output daya sebesar 38% (1,7 MWe). Total pengeluaran untuk mencapai perbaikan ini adalah sekitar $ 8 juta, dimana $ 5,4 juta didanai oleh Departemen Energi dan $ 2,6 juta didanai secara pribadi. Harga ini (sekitar $ 4,7 juta per megawatt) sebanding dengan biaya pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi baru 25 hingga 30 MWe, yang saat ini rata-rata sekitar $ 4 juta hingga $ 4,5 juta per megawatt.

Sungai raft, Idaho.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi biner Raft River terletak di selatan Idaho, kira-kira 6 mil sebelah utara perbatasan Utah / Idaho; itu memiliki output daya kotor 13 MWe. Pabrik ini dilayani oleh empat sumur produksi yang memasok sekitar 5000 gpm aliran total 135 ° hingga 150 ° C fluida panas bumi dan tiga sumur injeksi. Fluida memiliki pH mendekati netral dan total padatan terlarut (TDS) rendah (1200 hingga 6800 ppm). Zona produksi terletak pada kedalaman 1500 hingga 2000 m di Elba Quartzite — batu pasir kuarsa yang bermetamorfosis. Fasilitas tersebut saat ini dioperasikan oleh United States Geothermal, Inc., yang bermitra dengan Departemen Energi sebagai bagian dari proyek peningkatan panas bumi. Tujuan mereka adalah untuk menilai kesesuaian penggunaan sumur yang sebelumnya non-komersial, RRG-9, sebagai sumur injeksi baru yang potensial dan dengan demikian membawa lebih banyak sumber daya panas bumi ke dalam produksi. RGG-9 dibor untuk menguji persimpangan zona sesar Narrows dan Bridge (Gambar berikut ini). 

RGG -9 memiliki total kedalaman 1644 m dan dasar dalam monzonit kuarsa, yang secara langsung mendasari Kuarsit Elba. Sumur saat ini sedang menjalani stimulasi termal dan hidrolik untuk meningkatkan permeabilitas dan injeksi.

Hasil tes awal menunjukkan bahwa pembangkit listrik 43 gpm yang diterima dengan baik menginjeksi (suhu mulai dari 39 ° hingga 46 ° C) pada tekanan kepala sumur 280 psig untuk tingkat atau indeks injeksi hanya 0,15 gpm / psig, jauh di bawah apa yang biasanya dianggap layak secara komersial (~ 1 gpm / psig). Serangkaian tujuh periode pengujian dilakukan mulai bulan Juni 2013 dan berakhir pada bulan Februari 2014, dengan durasi mulai dari 3 hari hingga lebih dari 2 bulan. Selama periode ini, aliran maksimum 283 gpm pada tekanan kepala sumur 862 psig (indeks injeksi 0,33 gpm / psig) dicapai dengan menggunakan injeksi pembangkit listrik rata-rata 40 ° C. Namun, setelah periode 12 hari penyuntikan air dingin (12 ° hingga 13 ° C), indeks injeksi pembangkit listrik yang diinjeksi meningkat menjadi ~ 0,45 hingga 0,48 gpm / psig, sekitar tiga kali lipat peningkatan dari nilai awal (Gambar berikut ini). 

Hasil ini menunjukkan bahwa injeksi air dingin memberikan tekanan termal tambahan untuk melebarkan atau menggeser rekahan yang ada dan menghasilkan rekahan baru akibat guncangan termal dan kontraksi batuan panas. Stimulasi hidraulik tekanan tinggi dijadwalkan untuk dimulai pada musim semi 2014 dengan tujuan mencapai perolehan yang berkelanjutan dalam permeabilitas dan injektivitas untuk membuat sumur RGG-9 layak. Jika demikian, peningkatan output daya yang sebanding dengan yang dicapai setelah stimulasi sumur yang sebelumnya tidak dapat digunakan di Desert Peak (1,7 MWe ditambahkan) dimungkinkan, jika tidak memungkinkan.

Northwest Geyser Project, California

Lapangan panas bumi Geyser adalah wilayah penghasil tenaga panas bumi terbesar di dunia. Itu juga merupakan reservoir yang didominasi uap terbesar di planet ini. Beberapa suhu tertinggi yang ditemui dalam pemboran terjadi di bagian barat laut lapangan panas bumi. Namun, meskipun suhu tinggi (hingga 400 ° C), sumur uap produksi di daerah tersebut telah ditinggalkan karena tingginya konsentrasi gas tak terkondensasi dan gas hidrogen klorida korosif dalam uap. Sebagai bagian dari eksplorasi wilayah barat laut The Geyser pada 1980-an, zona suhu tinggi (280 ° hingga 400 ° C) ditemukan yang mendasari zona uap 240 ° C di bebatuan yang kedap air. Dalam upaya bersama antara Calpine, operator utama di lapangan panas bumi The Geyser, dan Kantor Teknologi Panas Bumi Departemen Energi, Proyek Demonstrasi EGS Geyser Barat Laut sedang dilakukan untuk menguji kelayakan stimulasi batuan kedap panas di bawah reservoir uap. Tujuan utama proyek EGS adalah sebagai berikut:

Mengembangkan sistem EGS di batuan yang panas, dipanaskan secara konduktif, dan kedap air yang mampu menghasilkan daya tambahan sebesar 5 MWe.

Meningkatkan permeabilitas dengan injeksi efluen dingin di bawah tekanan rendah dari Pipa Proyek Injeksi Ulang Santa Rosa.

Mengurangi kandungan gas tak terkondensasi yang tinggi dari uap asli untuk menghasilkan uap berkualitas tinggi dan tidak terlalu korosif untuk produksi listrik.

Proyek ini terdiri dari tiga fase: (1) fase pra-stimulasi, (2) fase stimulasi, dan (3) fase pemantauan. Sebagai bagian dari fase stimulasi awal, dua sumur eksplorasi yang dibor sebelumnya dibuka kembali dan diperdalam (P-32 dan PS-31) untuk membentuk fungsi ganda yaitu injeksi & produksi (gambar berikut ini) (Garcia et al., 2012). 

Sumur injeksi yang diusulkan mencapai kedalaman vertikal 3326 m, dengan suhu lubang bawah 400 ° C. Fase stimulasi dimulai pada Oktober 2011 menggunakan efluent/limbah yang diolah dari Pipa Pengisian Ulang Santa Rosa dan berlangsung selama kurang dari satu setengah tahun (Oktober 2011 hingga Maret 2013). Selama 3 bulan pertama stimulasi, tekanan kepala sumur di sumur produksi PS 32 dan P-25 meningkat secara signifikan (Gambar berikut ini). 

Selain itu, injeksi efluen dalam P-32 secara signifikan mengurangi kandungan gas tak terkondensasi dalam P-25 dari 3,7% berat menjadi 1,1% berat. Laju peningkatan tekanan kepala sumur PS-31 mulai menurun setelah dimulainya produksi dari sumur P-25. Analisis kejadian seismik mengungkapkan korespondensi yang kuat antara sumur injeksi dan episentrum gempa bumi (Gambar berikut ini). 

Selain itu, frekuensi kejadian seismik meningkat seiring dengan laju injeksi (Gambar berikut ini). 

Para hiposentris gempa bumi yang dipantau membentuk pola kemiringan tajam yang mengindikasikan pergerakan di sepanjang patahan yang menukik tajam (Gambar 11.13). 

Frekuensi gempa bumi juga membantu menjelaskan peningkatan tiba-tiba tekanan kepala sumur PS-31 pada tanggal 29 November 2011, ketika injeksi ditingkatkan dari 400 gpm menjadi 1000 gpm (Gambar 11.14). 

Hasil sampai saat ini meliputi:

• Tekanan kepala sumur meningkat pada sumur produksi PS-31, dari 323 psi menjadi 465 psi, dimana laju injeksi 1000 gpm; untuk produksi sumur P-25, tekanan kepala sumur ditingkatkan dari 345 psi menjadi 365 psi selama injeksi.

• Penurunan 85% hingga 90% dalam kandungan gas tak terkondensasi di sumur P-25 dan PS-31, masing-masing, diperoleh.

• Penurunan kandungan Cl yang dapat diabaikan diamati selama tingkat injeksi yang tinggi (1000 gpm) di sumur PS-31.

• Tingkat produksi uap 45% dan 90% berasal dari injeksi di P-25 dan PS-31, masing-masing, seperti yang ditunjukkan dari analisis isotop stabil.

• Tekanan kepala sumur yang diukur menunjukkan potensi tambahan kapasitas daya 1,75 MWe untuk P-25 dan 3,25 MWe untuk PS-31.

Meskipun kandungan gas tak terkondensasi berkurang secara signifikan dalam uap yang diproduksi di sumur PS-31 dan sumur P-25, kandungan Cl (rata-rata sekitar 130 ppm) tidak berkurang secara berarti dalam uap yang dihasilkan dari PS-31 selama injeksi ke P-32. . Kandungan Cl yang meningkat menyebabkan korosi dan bocor di 800 m atas liner sumur PS-31, memaksanya untuk ditutup pada awal 2013. Injeksi ke P-32 dan produksi dari P-25, bagaimanapun, terus berlanjut sebagai kandungan Cl dalam steam dari sumur P-25 hanya sekitar 20% dari yang dari PS-31. Pemantauan dan pengujian lebih lanjut dari PS-31 akan ditunda sampai baja paduan bermutu tinggi atau liner produksi titanium dipasang. Rencana akhir untuk memproduksi uap EGS untuk produksi tenaga masih belum pasti, karena belum ada perjanjian pembelian tenaga listrik dari perusahaan besar yang belum dinegosiasikan.