Research of the possibility of using thermoelectric elements (TEE) in wells with low geothermal gradient

Klara Gabdrahmanova; Gulnara Izmailova

doi:10.15587/2312-8372.2019.178482

Автор(и)

Klara Gabdrahmanova Філія Федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої освіти «Уфімський державний нафтовий технічний університет» в м. Жовтневому, вул. Девонська, 54а, м. Жовтневе, Республіка Башкортостан, 452607, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0001-5421-2015
Gulnara Izmailova Філія Федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої освіти «Уфімський державний нафтовий технічний університет» в м. Жовтневому, вул. Девонська, 54а, м. Жовтневе, Республіка Башкортостан, 452607, Російська Федерація https://orcid.org/0000-0003-4796-7481

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.178482

Ключові слова:

петротермальна енергія, гідрокінетична енергія, електрична енергія, теплова енергія, пластовий флюїд, комплексна утилізація

Анотація

Об'єктом дослідження є свердловини з низьким температурним градієнтом менше 2–2,5 °С на 100 м (регіони Татарії, Башкирії, Удмуртії і т. д.). При вивченні компонування пристрою для утилізації геотермальної енергії використовувався метод системного аналізу. А в ході дослідження пристрою штангового глибинного насоса (ПШГН) і пристрою електровідцентрового насоса (ПЕЦН) використовувався метод порівняльного аналізу.

У роботі обговорюється питання про можливість економії енергоресурсів при експлуатації нафтових родовищ, що знаходяться в регіонах з невисоким геотермічним потенціалом об'єктів розробки. Розглядається спосіб вирішення проблеми як варіант комплексного використання не тільки петротермальної енергії надр, але також і гідрокінетичної енергії пластових вод. Показано, що утилізація низькотемпературної геотермальної енергії за рахунок її поєднання з утилізацією гідрокінетичної енергії води, що нагнітається через систему ППТ (підтримання пластового тиску), економічно вигідно. Це пов'язано з тим, що запропонований в роботі метод має ряд особливостей, зокрема, експлуатаційні (реагуючі) свердловини обладнуються на гирлі термоелектрогенераторів, що перетворюють теплову енергію пластового флюїду в електричну. Застосування подібних пристроїв дозволить знизити витрати електроенергії для живлення електроприводу ГНО (глибинне насосне обладнання) та інших споживачів електроенергії на свердловині. Електроенергія, що виробляється термоелектричними модулями постійного струму, підсумовується з усіх термоелектричних перетворювачів. Отримана енергія спрямовується по лінії на живлення телесистеми АСУ-ТП (автоматизована система управління технологічним процесом). Завдяки цьому забезпечується можливість отримання електричної енергії з низькотемпературних свердловин. У порівнянні з аналогічними відомими класичними методами, коли газовий фактор продукції, що видобувається, є досить високим (³80–100 м³/т), то практикується використання попутного газу для живлення електрогазотурбінних генераторів, що виробляють електроживлення для ГНО безпосередньо на експлуатаційній свердловині. Проте такий спосіб утилізації попутного газу на пізній стадії розробки є економічно неприйнятним, так як в цьому випадку він є вкрай низьким для його реалізації.

Біографії авторів

Klara Gabdrahmanova, Філія Федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої освіти «Уфімський державний нафтовий технічний університет» в м. Жовтневому, вул. Девонська, 54а, м. Жовтневе, Республіка Башкортостан, 452607

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра інформаційних технологій, математики та природничих наук

Gulnara Izmailova, Філія Федеральної державної бюджетної освітньої установи вищої освіти «Уфімський державний нафтовий технічний університет» в м. Жовтневому, вул. Девонська, 54а, м. Жовтневе, Республіка Башкортостан, 452607

Кандидат фізико-математичних наук

Кафедра розвідки та розробки нафтових і газових родовищ

Посилання

Horne, R. N. (2015). Introduction to the World Geothermal Congress 2015 Technical Program. World Geothermal Congress 2015. Melbourne: IGA, 15.
Bertani, R. (2016). Geothermal power generation in the world 2010–2015 update report. Geothermics, 60, 31–43. doi: http://doi.org/10.1016/j.geothermics.2015.11.003
Lund, J. W., Boyd, T. L. (2016). Direct utilization of geothermal energy 2015 Worldwide review. Geothermics, 60, 66–93, doi: http://doi.org/10.1016/j.geothermics.2015.11.004
Lund, J. W., Boyd, T. L. (2015). Direct utilization of geothermal energy 2015 Worldwide review. World Geothermal Congress 2015. Melbourne: IGA, 31.
Gabdrakhmanova, K. F., Izmailova, G. R., Larin, P. A., Vasilyeva, E. R., Madjidov, M. A., Marupov, S. R. (2018). Nomogram Method as Means for Resource Potential Efficiency Predicative Aid of Petrothermal Energy. Journal of Physics: Conference Series, 1015, 032036. doi: http://doi.org/10.1088/1742-6596/1015/3/032036
Geiman, L. M. (1989). Razrabotka inzhenerno-informacionnykh osnov izucheniia evoliucii nauchno-tekhnicheskogo osvoeniia nedr Zemli. Moscow: Moskovskii Gornii Institut. Available at: http://cheloveknauka.com/razrabotka-inzhenerno-informatsionnyh-osnov-izucheniya-evolyutsii-nauchno-tehnicheskogo-osvoeniya-nedr-zemli
Iakovlev, B. A.; Lipaev, A. A. (Ed.) (1996). Prognozirovanie nefte-gazonosnosti nedr po dannym geotermii. Moscow: Nedra, 240.
Iakovlev, B. A., Lipaev, A. A., Singatullin, M. R. (1983). Eksperimentalnoe issledovanie teplovykh svoistv gornykh porod v razlichnykh termodinamicheskikh usloviiakh. Neftianoe khoziaistvo, 5, 43–45.
Gimatudinov, Sh. K. (1974). Spravochnaia kniga po dobychi nefti. Moscow: Nedra, 704.
Akhmadiev, R. N., Akhmedshin, R. M., Akhmedshin, D. R. Gabdrakhmanova, K. F., Gutorov, Iu. A. (2017). Pat. No. 177203 RF. Ustroistvo dlia ekspluatacii geotermalnoi skvazhiny. Published: 22.06.2017.
Akhmadiev, R. N., Gabdrakhmanova, K. F., Izmailova, G. R., Gabdrakhimov, V. E., Gutorov, Iu. A. (2018). Pat. No. 186377 RF. Ustroistvo dlia izvlecheniia geotermalnoi energii iz dobytoi produkcii deistvuiuschei nizkotemperaturnoi neftianoi skvazhiny. Published: 28.04.2018.