Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/42643
Назва: Дослідження факторів геотермальної енергії в глибоких свердловинах
Інші назви: Research of geothermal energy parameters in deep wells
Исследование факторов геотермальной энергии в глубоких скважинах
Автори: Карпенко, В. М.
Стародуб, Ю. П.
Karpenko, V. M.
Starodub, Yu. P.
Карпенко, В. М.
Стародуб, Ю. П.
Приналежність: Національна акціонерна компанія “Нафтогаз України”
Львівський державний університет безпеки життєдіяльності
Natsionalna aktsionerna kompaniia “Naftohaz Ukrainy”
Lviv State University of Life Safety
Национальная акционерная компания “Нафтогаз Украины”
Львовский государственный университет безопасности жизнедеятельности
Бібліографічний опис: Карпенко В. М. Дослідження факторів геотермальної енергії в глибоких свердловинах / В. М. Карпенко, Ю. П. Стародуб // Геодинаміка : науковий журнал. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2017. — № 1 (22). — С. 85–97.
Bibliographic description: Karpenko V. M. Research of geothermal energy parameters in deep wells / V. M. Karpenko, Yu. P. Starodub // Heodynamika : naukovyi zhurnal. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2017. — No 1 (22). — P. 85–97.
Є частиною видання: Геодинаміка : науковий журнал, 1 (22), 2017
Журнал/збірник: Геодинаміка : науковий журнал
Випуск/№ : 1 (22)
Дата публікації: 13-чер-2017
Видавництво: Видавництво Львівської політехніки
УДК: 536.242
Теми: глибокі свердловини
геологічне середовище
геотермальна енергія
промислові значення
deep wells
geological environment
geothermal energy
industrial values
глубокие скважины
геологическая среда
геотермальная энергия
промышленные значения
Кількість сторінок: 13
Діапазон сторінок: 85-97
Початкова сторінка: 85
Кінцева сторінка: 97
Короткий огляд (реферат): Метою роботи є розроблення і дослідження енергетичного методу видобування геотермальної енергії з глибоких свердловин, яку генерують гірські породи до внутрішнього простору свердловин під час циркуляції в ній промивальної рідини у різних геологічних умовах світу, зокрема в Україні. Методика досягнення мети передбачає результати експериментальних і теоретичних досліджень стаціонарного процесу притоку тепла від геологічного середовища до простору глибокої свердловини на різних продуктивностях бурових помп, у різних геологічних умовах, за різних властивостей промивальної рідини. Дослідження враховували моделі “холодної” і “гарячої” Землі. Як результат, досліджено теплообмін у глибоких свердловинах у різних геологічних умовах світу, вивчено питання про фізику зареєстрованого теплового потоку, про максимальну можливу щільність теплового потоку і від яких фізичних і технологічних параметрів вона залежить. Вивчено дію фактора геотермальної енергії з боку гірських порід на простір свердловини під час циркуляції в ньому промивальної рідини за різних продуктивностей помп. Встановлено, що значення щільності теплового потоку від гірських порід у свердловину значно перевищують відомі значення, які визначаються геофізичним законом теплопровідності Фур’є на основі використання даних геотермального градієнта. Запропоновано енергетичний метод визначення реальних енергетичних характеристик фактора геотермальної енергії, який показав здатність глибоких свердловин генерувати теплову енергію з промисловими значеннями. Підтверджена правомірність моделей “холодної” Землі зі зменшенням і “гарячої” Землі з стабільними значеннями температур на вибої свердловини. Наукова новизна полягає в розв’язанні задачі ідентифікації параметрів експериментальної функції теплообміну системи геологічне середовище- свердловина-повітря з геофізичними параметрами процесу, на основі розробленого енергетичного методу теплообміну в просторі свердловини, надано наукове пояснення збільшеному і зменшеному значенням щільності теплових потоків у процесах теплообміну в глибоких свердловинах на основі “холодної” і “гарячої” моделей Землі. Практична значущість отриманих результатів полягає в обґрунтуванні доцільності і можливості побудови геотермальних станцій з промисловою потужністю видобування геотермальної енергії на основі використання окремих ізольованих від пластових флюїдів глибоких свердловин.
The aim of the work is to develop and study an energy method for extracting geothermal energy from deep wells, which is generated by rocks to the internal space of wells during the circulation of the washing fluid in it in different geological conditions of the world, and in particular in Ukraine. The method of achieving the goal includes the results of experimental and theoretical studies of the stationary process of heat flow from the geological environment to the space of the deep well in the various productions of drill pumps, in different geological conditions, with different properties of the washing liquid. The research took into account the models of “cold” and “hot” Earth. The investigation included the heat transfer in deep wells in different geological conditions of the world, and studied the questions about the physics of the measured heat flux, the maximum possible density of the heat flux, and their dependent physical and technological parameters. The influence of the geothermal energy factor on the part of rocks in the space of the well during the circulation of the washing liquid in it at various pump outputs was studied. It is established that the value of the density of the heat flux from the rocks in the well significantly exceeds the known values that are determined by the geophysical law of the Fourier thermal conductivity on the basis of the use of geothermal gradient data. The energy method for the determining of the real energy characteristics of the geothermal energy factor, which show the ability of deep wells to generate thermal energy for commercial use is proposed. The legitimacy of “cold” Earth models with a decrease and “hot” Earth with stable values of temperatures for the well hole is confirmed. The scientific novelty consists in solving the problem of identifying the experimental parameters of the heat transfer system in the borehole with the geophysical parameters of the process, on the basis of the developed energy method of heat transfer in the space of the well This provided a scientific explanation of the increased and reduced value of the density of heat fluxes in the processes of heat transfer in deep wells based on the “cold” and “hot” models of the Earth. The practical significance of the results obtained substantiated the feasibility of building geothermal plants with an industrial capacity for the extraction of geothermal energy based on the use of separate insulating layers in deep wells.
Целью работы является разработка и исследование энергетического метода добычи геотермальной энергии из глубоких скважин, которую генерируют горные породы к внутреннему пространству скважин при циркуляции в них промывочной жидкости в различных мировых геологических условиях, включая Украину. Методика достижения цели включает результаты экспериментальных и теоретических исследований стационарного процесса притока тепла от геологической среды в пространство глубокой скважины при различной производительности буровых насосов, в различных геологических условиях, при различных свойствах промывочной жидкости. Исследования учитывали модели “холодной” и “горячей” Земли. Как результат, исследован теплообмен в глубоких скважинах в различных геологических условиях мира, изучены вопросы о физике зарегистрированного теплового потока, о максимально возможной плотности теплового потока и от каких физических и технологических параметров она зависит. Изучено действие фактора геотермальной энергии, влияющего со стороны горных пород на пространство скважины при циркуляции в ней промывочной жидкости при различной производительности насосов. Установлено, что значение плотности теплового потока от горных пород в скважину значительно превышают известные значения, которые определяются геофизическим законом теплопроводности Фурье на основе использования данных геотермального градиента. Предложено энергетический метод определения реальных энергетических характеристик фактора геотермальной энергии, который показал способность глубоких скважин генерировать тепловую энергию с промышленными значениями. Подтверждена правомерность моделей “холодной” Земли с уменьшением и “горячей” Земли со стабильными значениями температур на забое скважины. Научная новизна заключается в решении задачи идентификации параметров экспериментальной функции теплообмена системы геологическая среда-скважина-воздух с геофизическими параметрами процесса. На основе разработанного энергетического метода теплообмена в пространстве скважины, предоставлено научное объяснение увеличенному и уменьшенному значениям плотности тепловых потоков в процессах теплообмена в глубоких скважинах на основе “холодной” и “горячей” моделей Земли. Практическая значимость полученных результатов заключается в обосновании целесообразности и возможности построения геотермальных станций с промышленной мощностью добычи геотермальной энергии, которые используют отдельные изолированные от пластовых флюидов глубокие скважины.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/42643
Власник авторського права: © Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, 2017
© Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України, 2017
© Державна служба геодезії, картографії та кадастру України, 2017
© Львівське астрономо-геодезичне товариство, 2017
© Національний університет “Львівська політехніка”, 2017
© В. М. Карпенко, Ю. П. Стародуб
URL-посилання пов’язаного матеріалу: https://static.aminer
https://static.aminer.org/.../systems_in_technology
Перелік літератури: Абдулагатова З. З. Теплопроводность сухих и
флюидонасыщенных горных пород при высо-
ких температурах и давлениях. Эксперимент и
моделирование : дис. … канд. техн. наук /
З. З. Абдулагатова. – Махачкала, 2012– 171 с.
Есьман Б. И. Влияние температуры на процесс
бурения глубоких скважин / Б. И. Есьман,
Г. Я. Дедусенко, Е. А. Яишникова. – М. :
Государственное научно-техническое
издательство нефтяной и горно-топливной
литературы, 1962. – 153 с.
Карпенко В. М. Концепція методу енергетичного
аналізу руху елементарних об’єктів літосфери
Землі / В. М. Карпенко, Ю. П. Стародуб //
Вісник Львів. ун-ту. Серія геологічна.– 2006. – Вип. 20. – С. 215–235.
Карпенко В. М. Метод динамічної термометрії /
В. М. Карпенко, В. М. Стасенко // Нафтова і га-
зова промисловість. – 2016. – № 3. – С. 30–37.
Карпенко В. М. Стан і перспективи використання
глибоких свердловин для забезпечення спо-
живачів тепловою та електричною енергією /
В. М. Карпенко, В. М. Стасенко, А. О. Ми-
хальчишин, В. М. Бенько, В. Л. Кушнарьов //
Нафтова і газова промисловість. – 2015. –
№ 3. – С. 39–47.
Кузнецов В. В. Введение в физику горячей Земли.
ИКИР, Камчатка, с. Паратунка, 2008. – 366 с.
Кулиев С. М. Температурный режим бурящихся
скважин / С. М. Кулиев, Б. И. Есьман,
Г. Г. Габузов. – М. : Недра, 1968. – 168 с.
Курбанов А. А. Закономерности изменения тепло-
физических свойств флюидосодержащих
коллекторов при изменении температуры и порового давления : дис. … д-ра техн. наук /
А. А. Курбанов. – М. – 2007. – 279 с.
Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена /
С. С. Кутателадзе. – Москва, 1979. – 417 с.
Соловьёв В. В. Физика Земли: новый взгляд на
некоторые проблемы / В. В. Соловьёв,
В. В. Кузнецов, Н. Н. Семаков, В. Н. Доровс-
кий, П. Е. Котляр. – Новосибирск : Наука,1989. – 128 с.
Стародуб Ю. П. Аспекти оцінки та освоєння
геотермальних ресурсів України / Ю. П. Ста-
родуб, В. М. Карпенко, В. М. Стасенко,
М. С. Нікорюк, О. В. Карпенко, В. Л. Рибчак //
Геодинаміка. – 2012. – №2(13). – С. 95–105.
Geothermal power generation. Economically viable
electricity generation through advanced geothermal
energy technologies. Version February 2009.
Bassfeld Technology Transfer. 17 ch. des
Mollies/1293 Bellevue/Switzerland. www.
bassfeld.euModeofaccess: https://static.aminer.
org/.../systems_in_technology_transfer_i. – Title
from the screen. – Date of Access 01.07.2017.
Morita K. W. S. Bollmeier, H. Mizogami An experiment
to prove the concept of the downhole coaxial heat
exchanger (DCHE) in Hawaii // 1992. Transactions –
Geothermal Resources Council, 16, pp. 9–16.
Rebolo R., M. R. Zapareto Osorio, L. Martin
Discovery of a brown dwarf in the Pleiades star
cluster // Nature. – 1995. – Vol. 377.
References: Abdulagatova Z. Z. Teploprovodnost' suhih i fljuidonasyshhennyh gornyh porod pri vyso-kih temperaturah i
davlenijah. Jeksperiment i modelirovanie [Thermal conductivity of dry and fluid-rich rocks at high
temperatures and pressures. Experiment and simulation]. Disertacіja k.t.n. [The thesis Ph.D.] 2012.
Mahachkala [Makhachkala]. 171 p. (in Russian).
Es'man B. I., Dedusenko G. Ja., Jaishnikova E. A. Vlijanie temperatury na process burenija glubokih skvazhin
[Effect of temperature on the process of drilling deep wells]. Gosudarstvennoe nauchno-tehnicheskoe
izdatel'stvo neftjanoj i gorno-toplivnoj literatury: [State Scientific and Technical Publishing House of
Petroleum and Mining Fuel Literature]. Moscow, 1962, 153 p. (in Russian).
Karpenko V. M., Stasenko V. M. Metod dinamіchnoї termometrії [The method of dynamic thermometry].
Naftova і gazova promislovіst' [Oil and gas industry]. 2016, no. 3, pp. 30–37.
Karpenko V. M., Stasenko V. M., Mihal'chishin A. O., Ben'ko V. M., Kushnar'ov V. L. Stan і perspektivi
vikoristannja glibokih sverdlovin dlja zabezpechennja spozhi-vachіv teplovoju ta elektrichnoju energієju
[Status and prospects of use of deep wells for providing consumers with thermal and electric energy].
Naftova і gazova promislovіst' [Oil and gas industry]. 2015, no. 3, pp. 39–47. (in Ukrainian).
Karpenko V. M., Starodub Ju. P. Koncepcіja metodu energetichnogo analіzu ruhu elementarnih ob’єktіv lіtosferi
Zemlі [The concept of the method of energy analysis of the motion of elementary objects of the Earth's
lithosphere]. Vіsnik L'vіv. un-tu [Visnyk Lviv University]. Serіja geologіchna [Geological series]. Issue 20,2006, pp. 215–235 (in Ukrainian).
Kuliev S. M., Es'man B. I., Garbuzov G. G. Temperaturnyj rezhim burjashhihsja skvazhin [Temperature regime
of drilling wells]. Moscow: Nedra, 1968, pp. 168. (in Russian).
Kurbanov A. A. Zakonomernosti izmenenija teplo-fizicheskih svojstv fljuidosoderzhashhih kollektorov pri
izmenenii temperatury i porovogo davlenija [Regularities in the change in the thermophysical properties of
fluid-containing reservoirs as the temperature and pore pressure change]. Disertacіja dok-ra.teh.nauk [The
thesis of the doctor of technical sciences]. Moscow. 2007, 279 p. (in Russian).
Kutateladze S. S. Osnovy teorii teploobmena [Fundamentals of the theory of heat transfer]. Moscow. 1979,417 p. (in Russian).
Kuznecov V. V. Vvedenie v fiziku gorjachej Zemli [Introduction to the physics of hot Earth]. IKIR, Kamchatka,
Paratunka, 2008. 366 p. (in Russian).
Solov'jov V. V., Kuznecov V. V., Semakov N. N, Dorovskij V. N., Kotljar P. E. Fizika Zemli: novyj vzgljad na
nekotorye problem [Physics of the Earth: A New Look at Some Problems]. Novosibirsk: Nauka, Sibirskoe
otdelenie [Science, Siberian Branch]. 1989, 128 p. (in Russian).
Starodub Y. P., Karpenko V. M., Stasenko V. M., Nikoryuk M. S., Karpenko O. V., Rybchak V. L. Aspekty
ocinky ta osvojennya geotermal’nych resyrsiv Ukrainy [Aspects of estimation and development of
geothermal resources of Ukraine]. Geodynamics. 2012, no. 2(13), pp. 95–105 (in Ukrainian).
Geothermal power generation. Economically viable electricity generation through advanced geothermal energy
technologies. Version February 2009. Bassfeld Technology Transfer. 17 ch. des Mollies/1293
Bellevue/Switzerland www.bassfeld.eu Mode of access: https://static.aminer.org/.../systems_in_technology
_transfer_i. – Title from the screen. – Date of Access 01.07.2017.
Morita K., Bollmeier W. S., Mizogami H. An experiment to prove the concept of the downhole coaxial heat
exchanger (DCHE) in Hawaii. 1992. Transactions-Geothermal Resources Council, 16, pp. 9–16.
Rebolo R., Zapareto Osorio M. R., Martin L. Discovery of a brown dwarf in the Pleiades star cluster. Nature.1995. Vol. 377.
Тип вмісту : Article
Розташовується у зібраннях:Геодинаміка. – 2017. – №1(22)



Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.