Drilling in Hot Environments - Causes and Effects of High Circulating Temperatures

Titel in Übersetzung: Bohren in heißer Umgebung – Ursachen und Wirkungen von hohen Zirkulationstemperaturen

Timur Cimitoglu

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Bohroperationen in heißer Umgebung finden in der Industrie immer mehr Verbreitung. Der Bedarf, den heutzutage ständig wachsenden Energieverbrauch zu bedienen, verlangt nach einer intensiven Entwicklung von anspruchsvollen Öl- und Gasfeldern genauso wie nach Investitionen in alternative Ressourcen wie der Geothermie. Beiden genannten Fällen ist gemein, dass während der Bohrung und Produktion häufig hohe Temperaturen angetroffen werden, die in Problemen bezüglich der Operation, der Bohrlochintegrität und des verwendeten Equipments resultieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein generelles Verständnis über die Entwicklung der Temperatur während dem Bohrprozess zu vermitteln und die Konsequenzen auf die entsprechenden Arbeiten aufzuzeigen. Als Einführung wird dazu ein Überblick über die aktuellen Aktivitäten und Notwendigkeiten der Hochtemperaturoperationen präsentiert. Verschiedene Anwendungen, wie in HP/HT Feldern und geothermal aktiven Regionen, sowie zukunftsträchtige Technologien wie Hot Dry Rock, werden kurz beschrieben. Weiters wird eine Zusammenfassung über den Wärmefluss unter Tage gegeben und die damit zusammenhängende statische Temperaturentwicklung beschrieben. Danach wird eine detaillierte Beschreibung über die dynamische Temperaturentwicklung während des Bohrporzesses dargelegt. In einem zweiten Schritt wird das Verhältnis und den Einfluss der verschiedenen, interagierenden Parameter, welche die Temperaturentwicklung im Bohrprozess beeinflussen, dargestellt. Dafür wurden verfügbare Daten einer Geothermiebohrung, durchgeführt von der Firma DrillTec GUT GmbH, gesammelt und aufbereitet und dann mit Hilfe eines numerischen Simulators sowie einer analytischen Methode weiter bearbeitet. Temperaturprofile des Bohrloches wurden erstellt und mit den tatsächlichen Sensorwerten auf ihre Richtigkeit überprüft. In einem weiteren Schritt wurde mit beiden Methoden eine Parameterstudie durchgeführt, um eine Übersicht über den Einfluss und die Interaktion der einzelnen Operationsparameter zu bekommen. Die Resultate werden diskutiert und weitere Vermutungen werden angeführt. Der schädliche Einfluss exzessiver Hitze auf die Materialien wie Elektronik, Polymere, Fluide, Zement und Metall wird in einem weiteren Kapitel behandelt. Generelle Limits der für die Bohrung benötigten Komponenten werden identifiziert und tabellarisch aufgeführt. Bei dieser Gelegenheit wurden auch die Bohrtürme der Firma DrillTec auf potentielle Verbesserungen im Zusammenhang mit hohen Temperaturen untersucht. Als ein letzter Schritt werden Kostentreiber für Bohroperationen in heißen Umgebungen evaluiert und präsentiert.
Titel in ÜbersetzungBohren in heißer Umgebung – Ursachen und Wirkungen von hohen Zirkulationstemperaturen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Glettler, Ralf, Betreuer (extern), Externe Person
  • Thonhauser, Gerhard, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung1 Juli 2011
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2011

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 03-06-2014

Schlagwörter

  • HT
  • Hochtemperaturbohrung
  • Temperaturlimits
  • Temperaturprofil
  • Dynamischer Temperaturgradient
  • Temperaturentwicklung
  • Geothermie

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