Микроволновое бурение звучит как научная фантастика, но и бурение до самой горячей скалы тоже.

Когда его попросили описать Quaise Energy, финансовый директор Кевин Бонбрейк сказал: «Проще говоря, мы будем производить пар».

Их цель — производить пар, достаточно горячий, чтобы питать электрогенератор, работающий на ископаемом топливе. Они планируют сделать это, закачивая воду на глубину 10–20 км, туда, где температура горных пород составляет 400–500°C.

Мотивация бурения скважин в чрезвычайно твердой породе фундамента заключается в том, чтобы сделать геотермальную электроэнергию доступной за счет производства пара, который можно было бы использовать для восстановления старых электростанций, подключенных к электросетям, обслуживающим основные рынки.

В прошлом геотермальная энергия использовалась мало, потому что в мире мало мест с правильным сочетанием горячей породы, воды и проницаемости, необходимой для подачи высококачественного пара.

Горячая сухая порода обычно доступна, но для получения необходимого сверхкритического пара требуется бурение на глубину от 10 до 20 км, в зависимости от градиента температуры в этой части США. На этой глубине бурильщик столкнется с такими породами, как гранит и базальт. Порода способна как производить перегретый пар, так и разрушать микрочипы и уплотнения, необходимые для наклонно-направленного бурения.

Quaise планирует бурить сверхглубокие скважины, генерируя на буровой площадке мощные микроволны. Микроволны будут передаваться в скважину, чтобы проделать отверстие путем плавления и испарения породы фундамента. Единственное скважинное оборудование — это длинная труба, направляющая волны к цели.

Это одна из тех идей, на которые первая реакция большинства людей звучит так: «Это звучит как научная фантастика», что говорит как о проблеме, так и о предлагаемом решении.

«Чтобы справиться с такой температурой, нужно думать по-другому», — сказал Генри Фан, вице-президент по разработкам Quaise, чья работа — превратить это изобретение в инженерную реальность.

Высокие барьеры для бурения скважин глубиной от 10 до 20 км (от 33 000 до 66 000 футов) вызывают вопрос: нет ли альтернативы?

Более простым, быстрым и дешевым вариантом было бы использовать проверенные методы бурения, чтобы достичь не таких глубоких уровней, где образующийся пар не такой горячий. Фан описал его как «более холодный пар с более низким давлением и более влажный».

Согласно анализу попыток Омана использовать энергию зон с горячей водой под нефтяными месторождениями, такого рода геотермальная энергия может быть полезна для таких целей, как обеспечение теплом для опреснения воды или энергией для центральных систем охлаждения. Эти зоны были недостаточно горячими для выработки электроэнергии.

Ходят разговоры об использовании пара из зон, которые не так глубоки, но анализ Quaise пришел к выводу, что крупные инвестиции, необходимые для строительства электростанций, способных использовать этот пар для производства электроэнергии, сделают эту продукцию неэкономически дорогостоящей.

Куэйз утверждает, что поиск способа бурения экстремальных скважин окупает затраты и технические риски, связанные с новыми технологиями и бурением малоизвестных пластов, поскольку это сэкономит затраты на строительство электростанции. Его цель — снабжать старые электростанции, работающие на ископаемом топливе, владельцы которых хотели бы перейти на геотермальный пар из-за ошеломляющих затрат на соблюдение экологических норм.

Согласно анализу затрат Quaise, стоимость жизненного цикла конвертированных электростанций, работающих на геотермальном паре, в течение срока службы будет конкурентоспособной со стоимостью угля и газа и лишь частью стоимости геотермального пара с более низкой температурой.

Это предполагает, что они смогут разработать метод надежного бурения ствола скважины большого диаметра (около 8,5 дюймов) на такую ​​глубину по цене, которая не будет критична для сделки.

Чтобы воплотить это в жизнь, они планируют использовать сочетание традиционных и микроволновых методов бурения. Они будут использовать роторное бурение, которое быстрее и дешевле, пока сочетание сильной жары, твердых пород и длительного времени спуска не сделает его дорогостоящим вариантом.

«Мы будем бурить настолько глубоко, насколько это возможно, используя самый дешевый и экономичный способ», — сказал Фан. Хотя недавние испытания показали, что с помощью долота PDC в граните можно бурить быстрее и дольше, «в какой-то момент экономика (вращательного бурения) перестает работать, и тогда мы заменим его», — сказал он.