НАФТОВІ СВЕРДЛОВИНИ, ВИВЕДЕНІ З ЕКСПЛУАТАЦІЇ ЯК ДЖЕРЕЛА ВТОРИННОЇ ЕНЕРГІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2025.02.04Ключові слова:
нафтові свердловини, геотермальна енергія, вторинне використання, теплообмінні системи, енергоефективність, насосне обладнанняАнотація
Мета. Дослідити потенціал переобладнання виведених з експлуатації нафтових свердловин у джерела вторинної геотермальної енергії.
Методика. Дослідження базується на аналізі конструкцій свердловин та технології експлуатації нафтових свердловин, оцінці геотермального потенціалу залишкових ресурсів та моделюванні систем теплообміну. Дослідження включає метод порівняння для відкритих і замкнутих систем із застосуванням U-подібних і двотрубних теплообмінників.
Результати. Проведено аналіз конструктивних особливостей нафтових свердловин та можливостей їх переобладнання під геотермальні системи без необхідності додаткового буріння. Дослідження підтвердило, що переобладнання нафтових свердловин дозволяє ефективно використовувати геотермальну енергію завдяки наявній інфраструктурі та мінімальним витратам на буріння. Успішна адаптація бар’єрних систем (первинних і вторинних) сприяє їхній безпечній експлуатації. Замкнуті системи з U-подібними теплообмінниками показали вищу економічну доцільність, тоді як відкриті системи забезпечують більший тепловий вихід.
Наукова новизна. Наукова новизна полягає в розробці інтегрованого підходу до перепрофілювання нафтових свердловин для геотермальної енергетики з урахуванням їх життєвого циклу. Запропоновано вдосконалені технічні рішення, зокрема оптимізація U-подібних теплообмінників із використанням низькотемпературних робочих рідин, що розширює можливості геотермальних технологій у регіонах із помірним тепловим потенціалом.
Практична значимість. Практична значимість дослідження полягає в можливості зниження витрат на консервацію свердловин та інтеграції геотермальної енергії в енергетичний баланс України. Запропоновані технології сприяють екологічній безпеці, зменшенню залежності від викопного палива та створенню нових робочих місць у сфері відновлюваної енергетики. Практична апробація розроблених рішень у пілотних проєктах показала їх високу адаптивність до різних гідрогеологічних умов. Перспективним напрямом подальших досліджень є удосконалення систем дистанційного моніторингу роботи геотермальних установок на основі переобладнаних свердловин.
Посилання
Alimonti C., Vitali F., Scrocca D. Reuse of oil wells in geothermal district heating networks: A sustainable opportunity for cities of the future. Energies, 2024. vol. 17, №. 1, article 169. https://doi.org/10.3390/en17010169
Gajdzik B., Wolniak R., Nagaj R., Žuromskaitė B. The influence of the global energy crisis on energy effi-ciency: A comprehensive analysis. Energies. 2024. Vol. 17. № 4. Article 947. https://doi.org/10.3390/en17040947
Gizzi M., Taddia G., Lo Russo S. Reuse of de-commissioned hydrocarbon wells in Italian oilfields by means of a closed-loop geothermal system. Applied Sci-ences, 2021. Vol. 1. № 5. Pp. 2411. https://doi.org/10.3390/app11052411
Li J., Zepon Tarpani R. R., Gallego-Schmid A., Stamford L. Life cycle assessment of repurposing aban-doned onshore oil and gas wells for geothermal power generation. Science of the Total Environment, 2023. Vol. 873. Article 167843. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167843
Makedon V., Dzeveluk A., Khaustova Y., Bielia-kova O., Nazarenko I. Enterprise multi-level energy effi-ciency management system development. International Journal of Energy, Environment, and Economics, 2021. Vol. 29. № 1. Pp. 73–91. Available at: https://er.knutd.edu.ua/bitstream/123456789/20180/1/1054-853X_29_1_4.pdf (accessed 25.04.2025)
Makedon V., Myachin V., Plakhotnik O., Fis-unenko N., Mykhailenko O. Construction of a model for evaluating the efficiency of technology transfer process based on a fuzzy logic approach. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2024. Vol. 2. № 13(128). Pp. 47–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.300796
Medhi N., Das M. A study on abandoned oil/gas wells as sustainable sources of geothermal energy. Inter-national Conference on Renewable & Alternate Energy (ICRAE-2018) (04-06 Dec. 2018, Guwahati, Assam, In-dia), Assam, ASTU, 2018. Pp. 1–6. Available at: https://www.researchgate.net/ publication/337874001_ A_STUDY_ON_ ABANDONED_ OILGAS_WELLS_ AS_SUSTAINABLE_ SOURCES_OF_GEOTHERMAL_ENERGY/citations#full-text (accessed 25.04.2025)
Meenakshisundaram A., Tomomewo O. S., Aimen L., Bade S. O. A comprehensive analysis of repur-posing abandoned oil wells for different energy uses: Exploration, applications, and repurposing challenges. Cleaner Engineering and Technology, 2024. Vol. 22. Article 100797. https://doi.org/10.1016/j.clet.2024.100797
Mollet P., Al Muhanna S. OPEC oil production data: The role of secondary sources. King Abdullah Petroleum Studies and Research Center. 2018. https://doi.org/10.30573/KS--2018-DP40 Available at: https://www.researchgate.net/publication/328354071_OPEC_Oil_Production_Data_The_Role_of_Secondary_Sources (accessed 25.04.2025)
Moustafa A. M., Shehata A. S., Shehata A. I., Hanafy A. A. Reuse of abandoned oil and gas wells for power generation in Western Desert and Gulf of Suez fields of Egypt. Energy Reports, 2022. Vol. 8. № 9. Pp. 1349–1360. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.07.067
Raimi D., Krupnick A. J., Shah J.-S., Thompson A. Decommissioning orphaned and abandoned oil and gas wells: New estimates and cost drivers. Environmental Science & Technology, 2021. Vol. 55. № 15. Pp. 10224–10230. https://doi: 10.1021/acs.est.1c02234
Santos L., Dahi Taleghani A., Elsworth D. Re-purposing abandoned wells for geothermal energy: Cur-rent status and future prospects. Renewable Energy, 2022. Vol. 194. Pp. 1288–1302. https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.05.138
Specific environmental risks from repurposing oil and gas wells. Environment Agency. 2022. Available at: https://oceanrep.geomar.de/id/eprint/57667/1/ Specific_environmetal_ risks_ from_repurposing_oil_and_gas_wells_-_report.pdf (accessed 25.04.2025)
Yatimi Y., Mendil J., Marafi M., Alalou A. Ad-vancement in heavy oil upgrading and sustainable explo-ration emerging technologies. Arabian Journal of Chem-istry, 2024. Vol. 17. № 1–4. Article 105610. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2024.105610
