An innovative approach for optimising geothermal energy recovery / Tiefe geothermische Energiegewinnung – Innovative Wege zur Optimierung

The overall economics of a geothermal project are basically governed by the formation temperature gradient and the productivity of the reservoir. At the Chair of Petroleum and Geothermal Energy Recovery, a simulator has been developed considering different well geometries and casing strings or liner completions as well as total or partial cementation. In order to optimize heat transfer or to minimize losses, various tubing types like gas- or vacuum isolated pipes as well as relined or outside coated pipes can be simulated. The program also allows the simulation of transient states as well as the circulation of various media with various rates in closed systems. This enables the optimisation of energy recovery by simulating various materials and circulation rates over a long term, which is essential for the evaluation of the economical limits and energy efficiency of a geothermal project. The program can also be used for the simulation of oil and gas production since the conservation of energy results in less friction losses and higher flow velocities in gas wells which finally results in better deliquification behaviour. Die Wirtschaftlichkeit eines geothermischen Projekts wird im Wesentlichen durch den Temperaturgradienten und die Produktivität der Lagerstätte bestimmt. Am Chair of Petroleum and Geothermal Energy Recovery der Montanuniversität Leoben wurde in den vergangenen Jahren ein Simulator entwickelt, der die Modellierung geothermischer Vorgänge im Bohrloch erlaubt. Ziel dieser Arbeit ist die Simulation der Wärmeverluste auf dem Weg von der Lagerstätte nach Obertage unter Berücksichtigung verschiedener Bohrlochgeometrien als auch Tagesrohrtouren oder Linerkomplettierungen samt deren vollständigen oder partiellen Zementation. Um den Wärmetransport zu optimieren bzw. die Verluste zu minimieren, werden verschiedene Materialien der Steigrohre, wie gas- oder vakuumisolierte Rohre, aber auch innen und/oder außen isolierte Tübbinge behandelt. Das Programm ist für transiente Simulation sowie die Zirkulation verschiedener Medien mit variabler Zirkulationsrate in einem geschlossenen System ausgelegt. So kann die optimale Energieausbeute unter Verwendung verschiedenster Materialien und Zirkulationsraten über einen langen Beobachtungszeitraum simuliert werden, was wiederum die Basis für die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz geothermaler Projekte darstellt. Das Programm wird aber auch für die Simulation von Erdöl- und Erdgasförderung herangezogen, zumal durch die Energiekonservierung die Reibungsdruckverluste wesentlich geringer sind, bei Gassonden die Fließgeschwindigkeit höher ist und somit die Austragfähigkeit von Flüssigkeiten aus der Sonde verbessert werden kann. © 2016 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin