Horizon 2020
ThermoDrill
Dans le cadre du programme européen Horizon 2020, Geo-Energie Suisse AG collabore avec six entreprises européennes et deux universités sur le projet ThermoDrill. L'objectif est, par le développement d'un nouveau système de forage, d’accélérer sensiblement la progression du forage dans la roche cristalline, afin de réduire considérablement les coûts. Les forages représentent en effet l’un des principaux facteurs de coût des projets planifiés par Geo-Energie Suisse. La période de projet s’étend de septembre 2015 à fin août 2019.
Projet ThermoDrill: Baisse notable des coûts de forage par le développement d'un système de forage novateur.
DESTRESS
«DESTRESS» (en anglais Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs) est un autre projet de recherche international réalisé dans le cadre d’Horizon 2020 auquel participe Geo-Energie Suisse AG. Geo-Energie Suisse travaille ici avec 16 partenaires du monde académique et de l'industrie, de mars 2016 à février 2020, sur l'optimisation des mesures de stimulation pour l’exploitation de réservoirs géothermiques. Les principes de base sont d'une part la maximisation de l'efficience des réservoirs ainsi que la durabilité du système créé (chauffe-eau), et d'autre part la minimisation des incidences sur l'environnement, en particulier la la sismicité induite.
Les partenaires du consortium DESTRESS sont:
- Helmholtz Zentrum Potsdam (GFZ), Allemagne
- Energie Baden-Württemberg AG (EnBW), Allemagne
- és-Géothermie (ESG), France
- University of Glasgow, Royaume uni
- Geo-Energie Suisse AG, Suisse
- TNO, Pays-Bas
- Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), Suisse
- Geothermie Neubrandenburg GmbH (GTN), Allemagne
- Geoterma UAB, Lituanie
- Université de Strasbourg, France
- Delft University of Technology (TU Delft), Pays-Bas
- NexGeo Incorporated, Corée du Sud
- Seoul National University (SNU), Corée du Sud
- Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT), Corée du Sud
- ECW Geomanagement BV (ECW), Pays-Bas
- Trias Westland B.V., Pays-Bas
Les travaux - Développement de packers appropriés
Les travaux de Geo-Energie Suisse AG sont principalement axés sur le développement et le test de l’équipement de forage pour la technique de stimulation multi-étapes. Les tests des packers (obturateurs de forages) nécessaires à la stimulation multi-étapes ont été effectués en 2016 et 2017 par la société Solexperts (Illustrations).
En profondeur, les puits de forage ont une forme de citron – c’est pourquoi de nouveaux packers doivent être développés pour assurer l’étanchéité
Dans le sous-sol profond, des forces d’intensités variables s’exercent sur un forage dans toutes les directions. Par conséquent, un forage profond n’est pas circulaire, mais prend une forme de citron plus ou moins prononcée. Il faut donc modifier les packers issus de l’industrie des hydrocarbures de façon à ce qu’ils soient capables d’obturer complètement une section de puits de forage donnée (Illustr. 2), malgré sa forme irrégulière (ill. 1). Il s’agit d’une condition nécessaire pour pouvoir mettre en oeuvre avec succès le système de stimulation multi-étapes.
Scan du puits de forage à Bâle à près de 4400 m de profondeur. À gauche, une coupe en profondeur tridimensionnelle sur 5 m de long. Les zones plus foncées correspondent aux extrémités en forme de citron. L'illustration de droite montre une vue de dessus dans le puits de forage, la déviation de la forme circulaire étant facilement reconnaissable.
Essais de packers en laboratoire - 2 modèles se sont montrés très prometteurs lors des essais
Au total, quatre packers de différents fabricants ont été testés. Deux des obturateurs se sont avérés inutilisables et n’ont pas été étudiés davantage. Pour les deux autres obturateurs, les tests se sont révélés positifs. Désormais, les améliorations nécessaires pour les adapter aux besoins de la stimulation multi-étapes sont réalisées.
Les essais de différents packers en laboratoire et leur adaptation ultérieure aux besoins spécifiques de Geo-Energie Suisse permettent de réduire le risque opérationnel lors de leur utilisation future dans le forage.
Vue en plan et en coupe du test de mise en place des packers. Les obturateurs sont introduits dans un tube en forme de citron. La zone violet foncé montre la position initiale. Après le gonflement (violet clair), l’obturateur doit complètement étanchéifier la section tubulaire correspondante, de manière à ce que l’eau injectée en dessous ne puisse plus passer au travers. L'objectif est de délimiter des sections sélectionnées dans le puits de forage grâce aux packers, et de les stimuler hydrauliquement individuellement par l’injection d’eau (système de stimulation multi-étapes).
