Radial Drilling Application in Geothermal Energy Recovery: Job Review and Execution Procedures based on Wells Fürstenfeld 1 and 2

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Während des letzten Jahrhunderts kam es zu einer drastischen Steigerung des weltweiten Energiebedarfs. Auch in Zukunft erwarten Prognosen eine weitere Zunahme des Bedarfs. Da allerdings die Energiegewinnung aus fossilen Rohstoffen limitiert ist, wird man nach neuen Alternativen suchen müssen um den Bedarf decken zu können. Die dabei entwickelten neuen Technologien müssen allerdings auch in ökologischer Sicht eine Verbesserung des derzeitigen Standes darstellen, um dem Ziel einer weltweiten CO2-Reduktion gerecht zu werden. Eine dieser neuen Technologien ist die Gewinnung von Energie aus geothermischen Lagerstätten. Einige Projekte auf diesem Gebiet wurden bereits in Österreich umgesetzt; mit unterschiedlichem Erfolg. Ein Beispiel dafür ist das Fernwärmesystem in Fürstenfeld, welches aus den zwei geothermischen Bohrungen FF 1 und FF 2 besteht. Diese zwei Bohrungen erzielten nie die benötigten Raten um eine ausreichende Energiegewinnung zu erzeugen. Dies ist zu einem großen Teil auf die zu niedrige Injektionsrate an der Bohrung FF 2 zurückzuführen. Das Ziel dieser Diplomarbeit war daher, den gesamten Prozess der Niederbringung der beiden Bohrungen zu Untersuchen und dabei mögliche Fehlerursachen für das schlechte Injektionsverhalten zu identifizieren. Des Weiteren, sollten anschließend potentielle Technologien für eine Wiederherstellung bzw. Erhöhung der Injektionsraten identifiziert werden. Der erste Teil der Diplomarbeit untersucht daher den gesamten Verlauf der Bohrungen. Dabei wird unter anderem ein Überblick über die regionalgeologischen Verhältnisse präsentiert, sowie die Eigenschaften der durchbohrten Schichten beschrieben. Der nächste Schritt war anschließend eine Beschreibung des Bohrungsverlaufs, wobei auf die dabei aufgetretenen Probleme, wie das Ablösen der Steigrohrbeschichtung oder den Bruch des Futterrohres, eingegangen wurde. Anschließend wurden außerdem die durchgeführten Produktionstests analysiert. Der zweite Teil dieser Diplomarbeit beschreibt zwei Methoden zur Steigerung der Produktionsrate, sowie zum Überwinden bohrlochnaher Formationsschädigungen in Öl- und Gasbohrungen. Die beiden hierbei untersuchen Aufwältigungsverfahren, Radialbohren sowie hydraulisches Aufbrechen der Formation, wurden dabei auf eine mögliche Implementierung in Geothermiebohrungen untersucht. Dabei stellte sich Radialbohren als die Vorteilhaftere und auch günstigere Methode heraus. Der letzte Teil der Diplomarbeit beschäftigt sich mit der potentiellen Injektionsratensteigerung im Falle von vier Radialbohrungen an der Sonde FF 2. Dazu wurden mehrere Prosper-Modelle erstellt, welche die Injektionsrate vor, sowie nach der Aufwältigung vergleichen. Dabei konnte durch die Implementierung der Radialbohrungen eine Steigerung der injektionsrate von 11.4 m³/stunde auf 133.8 m³/stunde erzielt werden. Des Weiteren zeigte eine anschließende Sensibilitätsanalyse, dass die vertikale Permeabilität den größten Einfluss auf die zu erzielende Injektionsrate hat. Dabei betrug der Unterschied der Injektionsrate zwischen der niedrigsten und der größten vertikalen Permeabilität bis zu 123 %.

Details

Titel in ÜbersetzungPotentielle Anwendungen von Radialbohren für geothermische Energiegewinnungszwecke: Analyse und Ausführung basierend auf den Bohrungen Fürstenfeld 1 und 2
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung27 Jun 2014
StatusVeröffentlicht - 2014