Heat efflux estimation during a borehole drilling

Vladimir I. Zui; Yaroslav G. Gribik; Aleksandr L. Suslenko

Авторы

Владимир Игнатьевич Зуй Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
Ярослав Гаврилович Грибик Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси, ул. Ф. Скорины, 10, 220114, г. Минск, Республика Беларусь
Александр Лукич Сусленко РУП «Научно-производственный центр по геологии», ул. Пролетарская, 77, 247760, г. Мозырь, Республика Беларусь

Ключевые слова:

скважина, бурение скважины, буровой раствор, подземное тепло, скважинный теплообменник

Поддерживающие организации

Авторы благодарят кандидата геолого-минералогических наук М. Д. Пархомова за помощь в проведении расчетов выноса тепла циркулирующим буровым раствором в процессе бурения скважины «НовоКорневская-13» Припятского прогиба (Беларусь), а также за измерения объемной теплоемкости образца бурового раствора

Аннотация

Описан полевой эксперимент по выносу тепла циркулирующим буровым раствором на базе скважины «Ново-Кореневская-13» Припятского прогиба (Беларусь). Доказывается, что буровой раствор, циркулирующий по стволу скважины, не только выносит на земную поверхность обломки разрушенной горной породы, но и обеспечивает вынос тепла. Исследование включало в себя мониторинг температуры бурового раствора: сначала – закачиваемого в бурильную колонну, затем – на выходе из скважины. Представлены расчеты выноса тепла циркулирующим буровым раствором в процессе бурения скважины. Оценивается тепловая мощность, доставляемая на земную поверхность. Подтверждено, что она может достигать сотен киловатт или даже незначительно превышать 1 МВт в зависимости от глубины бурения, типа разбуриваемых пород и их естественной температуры на рассматриваемой глубине. Показано, что оценка выноса тепла в процессе бурения глубокой нефтепоисковой скважины в пределах Припятского прогиба представляет как научный, так и практический интерес. Тепло, выделяющееся при бурении скважин, может быть использовано для практических нужд.

Биографии авторов

Владимир Игнатьевич Зуй, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

доктор геолого-минералогических наук, профессор; доцент кафедры инженерной геологии и геофизики географического факультета
Ярослав Гаврилович Грибик, Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси, ул. Ф. Скорины, 10, 220114, г. Минск, Республика Беларусь

кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией геотектоники и геофизики
Александр Лукич Сусленко, РУП «Научно-производственный центр по геологии», ул. Пролетарская, 77, 247760, г. Мозырь, Республика Беларусь

главный геолог Мозырской нефтеразведочной экспедиции глубокого бурения

Библиографические ссылки

Bogomolov G. V. Nekotorye dannye o geotermicheskikh usloviyakh territorii Belorusskoi SSR i prilegayushchikh raionov [Certain data on geothermal conditions within the territory of the Belarusian SSR and adjoining regions]. Problemy geotermii i prakticheskogo ispolzovaniya tepla Zemli : tr. Pervogo Vsesoyuznogo soveshch. po geoterm. issled. (Moscow, March, 1956) : in 2 vol. Mosc., 1959. Vol. 1. P. 240–243 (in Russ.).
Zui V. I., Tsalko P. B., Atroshchenko P. P., et al. Podzemnye «kotel’nye» [Underground «boiler-houses»]. Nar. khoz-vo Beloruss. 1987. No. 6. P. 13 (in Russ.).
Zui V. I., Gribik Y. G., Suslenko A. L. Opytnye raboty po sozdaniyu teploobmennika v skvazhine Berezinskaya-1 Pripyatskogo progiba [Experimental works on the creation of a heat exchanger in the Berezinskaya-1 well of the Pripyat Trough]. Problemy regional’noi geologii Belarusi : IV univ. geol. chteniya, posvyashchennye 15-letiyu kafedr. din. geol. BGU. (Minsk, 2–3 April, 2010). Minsk, 2010. P. 69–70 (in Russ.).
Zui V. I. Teplovoe pole platformennogo chekhla Belarusi [Geothermal field of the platform cover of Belarus]. Minsk, 2013 (in Russ.).
Kujawa T., Nowak W. Thermal calculations of geothermal heat utilizing one-well systems with both injection and production. Proc. of the World Geotherm. Congr. 2000 (Kyushu – Tohoku, Japan, 28 May – 10 June, 2000). Kyushu – Tohoku, 2000. P. 3483–3488.
Zinevicius F., Sliaupa S., Mazintas A., et al. Geothermal Energy Use in Lithuania. Proc. of the World Geotherm. Congr. 2015 (Melbourne, Australia, 19–25 April, 2015). P. 1–11 (CD-ROM).
Sanner B. Geothermal Power Generation. Renewable Energy Europe: Eur. Geotherm. Energ. Counc. (Madrid, 26–28 June, 2007). Brussels, 2007. P. 1–12.
Koshkin N. I., Shirkevich M. G. Spravochnik po elementarnoi fizike [Handbook on Elementary Physics.] Mosc., 1976 (in Russ.).
Kalinin M. I., Baranov A. V. Metod rascheta glubinnykh teploobmennikov dlya odnoskvazhinnoi tekhnologii geotermal’nogo teplosnabzheniya [Method to calculate deep heat exchangers for one-well technology of geothermal heat supply]. Razved. i okhr. nedr. 2003. No. 6. P. 53–60 (in Russ.).
Proselkov Y. M. Teploperedacha v skvazhinakh [Heat transfer in boreholes]. Mosc., 1975 (in Russ.).
Shcherban’ A. N., Chernyak V. P. Prognoz i regulirovanie teplovogo rezhima pri burenii glubokikh skvazhin [Prognosis and management of thermal regime during drilling of deep boreholes]. Mosc., 1974 (in Russ.).