Tytuł pozycji:
Komplementarna eksploatacja ciepła geotermalnego i gazu ziemnego ze złóż w schyłkowej fazie produkcji
Wzrastające w ostatnich latach zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii sprawia, że pozyskanie ciepła geotermalnego jest obecnie jednym z bardziej istotnych celów, uwzględnionych w politykach surowcowych wielu krajów Europy. Energia geotermalna uznawana jest za najbardziej stabilną pod względem parametrów energetycznych w długim okresie, a jednocześnie za najbardziej bezpieczną dla środowiska. Eksploatacja ciepła geotermalnego w reżimie dubletu wymaga znacznych nakładów inwestycyjnych na wykonanie i uzbrojenie odwiertów. Wykorzystanie do tego celu złóż gazu ziemnego będących w schyłkowej fazie eksploatacji stanowi optymalne rozwiązanie, pozwalające uniknąć znacznych nakładów ponoszonych na wykonanie prac przygotowawczych oraz odwiercenie i uzbrojenie nowych odwiertów, ale również z uwagi na często duży potencjał geotermalny poziomów skał zbiornikowych nasyconych solankami, które podścielają złoża gazu ziemnego. Generalnie zakłada się wykorzystanie zastanej sytuacji złożowej i infrastrukturalnej, jak też opracowanie najbardziej optymalnego w tej sytuacji sposobu eksploatacji ciepła, przy założeniu jednoczesnego wzrostu współczynnika sczerpania złoża gazu. W ramach tej pracy obliczono potencjał energetyczny (tj. moc geotermalną i produkcję gazu) dla pięciu wybranych horyzontów złożowych w przykładowych odwiertach gazowych. Następnie wykonano szacunkowe obliczenia przychodów możliwych do uzyskania w analizowanych przykładach odwiertów, zakładając prowadzenie jednoczesnej produkcji gazu i energii geotermalnej. Wyniki analizy danych geologicznych i złożowych wskazują, że właściwie w każdym przypadku konieczne jest wykonanie dodatkowej perforacji wytypowanych interwałów nasyconych wodami złożowymi oraz cechujących się najbardziej korzystnymi parametrami eksploatacyjnymi. Ponadto przedstawiono kryteria preselekcji odwiertów do eksploatacji gazu i energii geotermalnej na podstawie analizy mechanizmu dopływu wody do odwiertu. W pierwszej kolejności powinny być rozpatrywane odwierty, w których mechanizm dopływu wody określono jako stożek 3D. Wstępna kalkulacja parametrów eksploatacyjnych dla wybranych odwiertów wskazuje na ich potencjał komercyjny, zwłaszcza w przypadku wykorzystania do dystrybucji ciepła magazynów mobilnych.
With the growing interest in renewable energy sources in recent years, obtaining geothermal heat is now one of the more important targets included in the resource strategies of many European countries. Geothermal energy is regarded as the most stable in terms of energy parameters in the long term, as well as the safest for the environment. The exploitation of geothermal heat in the doublet regime requires significant investment in the drilling and completion of wells. The use of natural gas fields in the declining phase of production for this purpose is the optimal approach, avoiding the significant expenditures incurred in the execution of preliminary work and the drilling and completion of new wells, but also due to the high geothermal potential of the horizons of reservoir rocks saturated with brine that underlie natural gas fields. In general, it is assumed to use the existing reservoir and infrastructure situation, as well as to develop the most optimal method of heat exploitation for this situation, assuming a simultaneous increase in the gas field’s recovery factor. In this work, the energetic potential (i.e., geothermal power and gas production) was calculated for five selected reservoir horizons in exemplary gas wells. Then estimates were made of the revenues possible in the analyzed exemplary wells, assuming simultaneous production of gas and geothermal energy. The results of the analysis of geological and reservoir records indicate that, in almost every case, it is necessary to perform additional perforation of selected intervals saturated with reservoir water and characterized by the most beneficial production parameters. Furthermore, criteria for preselection of wells for gas and geothermal energy production based on analysis of the formation water breakthrough mechanism are presented. Wells where the water breakthrough mechanism is specified as a 3D cone should be considered first. Preliminary calculation of operating parameters for selected wells indicates their commercial potential, especially in the case of using mobile storage for heat distribution.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).
