Aumentare la produttività di pozzi geotermici con produzione insufficiente
L’energia geotermica offre un potenziale incredibile. Non è solo energia rinnovabile, ma è anche energia pulita, il che significa che non produce gas serra dannosi. Pertanto, la geotermia ha il potenziale per essere una componente chiave della strategia europea per le energie rinnovabili, che potrebbe alla fine fornire agli europei una fonte affidabile di energia di base. Tuttavia, prima che ciò accada, il processo di produzione deve essere migliorato in modo da renderlo economicamente sostenibile, ed è proprio qui che entra in gioco il progetto SURE. «La tecnologia che stiamo sviluppando migliorerà la produttività dei pozzi esistenti fornendo un metodo economicamente sostenibile per controllare i percorsi di flusso ottimizzati attorno a un pozzo geotermico», afferma Thomas Reinsch, ricercatore presso il Centro di ricerca tedesco per le geoscienze e coordinatore del progetto SURE.
Il vantaggio RJD
Al centro del progetto c’è la perforazione a getto d’acqua radiale (RJD, radial water jet drilling). La RJD utilizza la potenza di un getto concentrato di fluidi applicato a una roccia serbatoio attraverso una bobina che viene inserita direttamente in un pozzo geotermico esistente. Ciò crea numerosi fori di piccolo diametro che si estendono per circa 100 metri dal pozzo esistente al serbatoio, consentendo alla zona permeabile inizialmente non collegata di defluire nel pozzo principale. «Poiché la RJD non coinvolge la quantità di fluido utilizzata nella fratturazione idraulica convenzionale, essa riduce l’impatto ambientale delle tecnologie di stimolazione», spiega Reinsch. «Inoltre, quando viene utilizzata per accedere e collegare le zone altamente permeabili di un serbatoio geotermico al pozzo principale, la RJD offre un livello di controllo più elevato e quindi un aumento delle prestazioni rispetto alle tecnologie di stimolazione convenzionali».
Far progredire lo stato dell’arte
Nell’ambito del progetto SURE, i ricercatori hanno deciso di determinare i vantaggi e gli svantaggi della tecnologia di perforazione a getto d’acqua rispetto a processi di stimolazione più consolidati. «Il nostro obiettivo era comprendere il processo di perforazione, ottimizzarlo e migliorare le prestazioni, nonché la prevedibilità, della tecnologia», afferma Reinsch. Per fare ciò, il team del progetto ha condotto una serie di esperimenti, compreso lo studio delle proprietà fisiche di vari potenziali tipi di rocce di giacimenti geotermici e la loro reazione a vari processi RJD. «L’obiettivo di questo esperimento era quello di raggiungere una completa comprensione del getto d’acqua e dell’interazione tra utensili e roccia per una grande varietà di rocce sedimentarie e cristalline», commenta Reinsch. Da questi esperimenti, i ricercatori hanno creato diversi strumenti, tra cui componenti in attesa di brevetto che possono essere utilizzati per migliorare la tecnologia del getto d’acqua. Hanno anche sviluppato modelli numerici che possono essere utilizzati, ad esempio, per determinare il processo di distruzione della roccia e stimare il miglioramento delle prestazioni di un pozzo a seguito della stimolazione RJD. «Il progetto SURE ha notevolmente incrementato le nostre conoscenze sulla tecnologia RJD al di là dello stato dell’arte e su diverse scale spaziali e temporali», conclude Reinsch. «Aumentando la produttività di pozzi geotermici con produzione insufficiente, stiamo rendendo la fornitura di energia geotermica economicamente sostenibile e rispettosa dell’ambiente».
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