Geothermal Energy Production from Oil and Gas Wells

This Thesis presents an investigation of geothermal energy production and utilization for electricity generation on the petroleum fields. According to the global energy market in Russia, the leading position takes oil and gas industry. Experts say that most of large petroleum deposits are depleted and the water cut reaches up to 80-90%. To develop such fields and deposits is not economic attractive, that is why wells with high water cut, more than 95%, are turned into abandoned wells. The technology of obtaining geothermal energy from abandoned wells allows reusing already drilled deep wells to generate electricity in an environmentally friendly way. It is especially relevant in oilfields isolated from the grids. In this work the scheme of geothermal energy extraction and utilization is presented. Based on the knowledge of heat exchange in a well and foreign experience a mathematical model describing heat exchange between injected fluid and surrounding rocks in a double pipe was developed. Apart from that the main factors affecting the efficiency of geothermal heat extraction and electricity generation were thoroughly examined. Furthermore, the economic and ecological effect from electricity production by ORC was defined.Denna avhandling presenterar en undersökning av produktion av geotermisk energi och utnyttjande av elproduktion på petroleumsområdena. Enligt den globala energimarknaden i Ryssland tar ledande position olje- och gasindustrin. Experter säger att de flesta stora oljefyndigheter är utarmade och vattnets snitt når upp till 80-90%. Att utveckla sådana fält och insättningar är inte ekonomiskt attraktiva, det är därför brunnar med högvattenskärning, mer än 95%, förvandlas till övergivna brunnar. Tekniken för att erhålla geotermisk energi från övergivna brunnar möjliggör återanvändning av redan borrade djupa brunnar för att generera el på ett miljövänligt sätt. Det är särskilt relevant i oljefält isolerade från nätet. I detta arbete presenteras systemet för geotermisk energiutvinning och -utnyttjande. Baserat på kunskapen om värmeväxling i en brunn och utländsk erfarenhet utvecklades en matematisk modell som beskriver värmeväxling mellan injicerad vätska och omgivande stenar i ett dubbelrör. Bortsett från detta undersöktes de viktigaste faktorerna som påverkar effektiviteten av geotermisk utvinning och elproduktion. Vidare definierades den ekonomiska och ekologiska effekten av elproduktion av ORC