Ottimizzare il processo di perforazione geotermica
In quanto fonte rinnovabile programmabile di energia (elettrica e/o termica), l’energia geotermica dispone del potenziale per aiutare l’Europa a raggiungere i suoi obiettivi energetici e di decarbonizzazione; ciononostante, per liberarlo è necessario essere in grado di accedere efficacemente a questa energia sepolta. Nel caso dell’energia geotermica, ciò significa perforare il suolo, il che si rivela più facile a dirsi che a farsi. «La perforazione geotermica è intrinsecamente rischiosa: le imprevedibili condizioni del sottosuolo, infatti, determinano elevati tassi di tempo non produttivo, difficoltà tecniche e costi significativi, spesso molto più alti di quelli associati al petrolio e al gas», afferma Shahin Jamali, responsabile del monitoraggio e dell’intelligenza artificiale (IA) presso l’Istituto di ricerca Fraunhofer per le infrastrutture energetiche e le tecnologie geotermiche(si apre in una nuova finestra). Con il sostegno del progetto OptiDrill(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, Jamali sta guidando uno sforzo inteso a ottimizzare il processo di perforazione geotermica.
Affrontare alcune delle principali sfide poste dinanzi all’industria della perforazione geotermica
Progettato per affrontare le sfide critiche associate al settore della perforazione, OptiDrill si è concentrato su finalità quali limitare i rischi operativi, ridurre al minimo i tempi non produttivi e abbassare i costi complessivi. «I nostri principali obiettivi erano lo sviluppo di algoritmi avanzati basati sull’apprendimento automatico per la previsione e l’ottimizzazione in tempo reale dei processi di perforazione e la creazione di solide tecnologie per i sensori in foro, in grado di resistere agli ambienti di perforazione più difficili», spiega Jamali. Il progetto ha inoltre cercato di integrare queste soluzioni in un unico sistema di consulenza completo, il cui utilizzo è a disposizione dell’industria della perforazione al fine di migliorare il processo decisionale e l’efficienza della perforazione.
Alla ricerca di dati per alimentare gli algoritmi di IA
Come ogni progetto di ricerca che lavora con tecnologie emergenti, OptiDrill ha dovuto affrontare diverse sfide: tra di esse, difficoltà inaspettate nell’accesso a serie di dati di perforazione di alta qualità e standardizzati che potessero essere impiegati per addestrare gli algoritmi di IA, nonché il malfunzionamento dei sensori quando sono stati utilizzati per la prima volta in condizioni di test sul campo. «Grazie allo sforzo di collaborazione messo in atto, che ha coinvolto i partner internazionali del progetto(si apre in una nuova finestra), siamo riusciti ad accedere a fonti di dati alternative, a utilizzare tecnologie di sensori più resilienti, a perfezionare la progettazione del sistema e a garantire la continuità, nonostante le interruzioni che si sono verificate», osserva Jamali.
Ottimizzare il processo di perforazione geotermica grazie a modelli avanzati di IA e sensori
Grazie a questa collaborazione, il progetto ha sviluppato e convalidato con successo diversi moduli avanzati basati sull’IA, tra cui modelli intesi a ottimizzare la velocità di penetrazione, prevedere la litologia di perforazione in tempo reale e rilevare anomalie e potenziali problemi rilevati durante il processo di perforazione. Un altro modulo di IA è stato sviluppato per ottimizzare le procedure di potenziamento dei pozzi: impiegata allo scopo di prevedere le prestazioni del getto, questa soluzione ha dimostrato di migliorare significativamente l’efficienza complessiva della procedura di perforazione. Il progetto ha consentito inoltre di far progredire in modo sostanziale tecnologie avanzate di sensori durevoli, in grado di fornire dati ad alta risoluzione nelle condizioni più estreme. «Queste innovazioni sono state integrate e dimostrate con successo nel sistema prototipo concepito da OptiDrill, in linea con l’obiettivo del progetto di creare una piattaforma di consulenza intelligente e in tempo reale per la perforazione», conclude Jamali.
