Hochtemperaturbohrungen für multilaterale, geschlossene Geothermiesysteme werden möglich

Der Bau einer multilateralen geothermischen Kreislaufanlage, die in sich geschlossen ist, erfordert Richtungswerkzeuge und magnetische Entfernungsmesser in der unteren Bohrlochbaugruppe (BLB), um die Bohrlöcher zu bohren, zu durchschneiden und den geschlossenen Kreislauf herzustellen. Die Stromgestehungskosten einer solchen Anlage werden weitgehend von der Gesteinstemperatur bestimmt – je heißer das Gestein, desto mehr Energie kann aus einer bestimmten Bohrlochkonfiguration gewonnen werden und desto niedriger sind die Stromgestehungskosten. Allerdings haben diese Werkzeuge eine Temperaturobergrenze, über der sie nicht mehr funktionsfähig sind. Um das Bohren von Gesteinsformationen mit hohen Temperaturen zu ermöglichen und dadurch die Stromgestehungskosten zu senken, müssen Methoden zur Temperaturschätzung der kritischen Komponenten der Bohrlochbaugruppen entwickelt werden.

Für die Simulation von Bohrungen wurden zwei Modelle mit steigender Komplexität erarbeitet. Das erste Modell ist ein eindimensionales thermisches Widerstandsmodell eines stationären Vorgangs, das in der Lage ist, das Temperatur- und Druckprofil der Bohrspülung im gesamten Bohrgestänge und Ringraum abzuschätzen. Bohrgestänge und den Ringraum. Dieses Modell ermöglicht die Simulation der wichtigsten Leistungsfaktoren und technologischen Anforderungen für Hochtemperaturbohrungen.

Das zweite Modell ist ein instationäres, zweidimensionales Wärmeleitungs- und Bohrlochmodell. Dieses gekoppelte Modell ermöglicht die Simulation von Flüssigkeitstemperatur und -druck während dynamischer Bohrvorgänge wie dem Anschließen, Einfahren ins Bohrloch, Herausziehen aus dem Bohrloch und der Umwälzung.

Dieses Paper veranschaulicht die Möglichkeiten der beiden Modelle und präsentiert Fallstudien sowie wichtige Erkenntnisse für Hochtemperaturbohrungen. Darüber hinaus kann hier auf die Ergebnisse einer tiefen Testbohrung von Eavor zurückgegriffen werden, die im vierten Quartal 2022 in New Mexico, USA, niedergebracht wurde.