автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Методы и технологические процессы геотермальной теплоэнергетики

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВИЭСХ)

На правах рукописи УДК 550.836

АЛИЕВ Расул Магомедович

МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

Специальность: 05.14.08

Преобразование возобновляемых видов энергии' и установки на их основе

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Институте проблем геотермии Дагестанского Научного Центра Российской Академии Наук.

Официальные оппоненты — академик РАН В. А. Кириллин

— доктор технических наук профессор В. И. Виссарионов

— доктор технических наук профессор В. И. Крылов

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов (ВНИИГаз)

Зашита диссертации состоится с и, ^ЭП^Г^. . 1993 г.

в I у часов на заседании специализированного совета Д. 020.15.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) (109456, Москва, 1-й Вешняковский проезд, 2),

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЭСХ. Автореферат разослан « 2.^-6^(л ь 1993 г,

Ученый секретарь специализированного совета к. т. н.

А. И. Некрасов

• -.

Общая характеристика работа

Актуальность теми. Современное состояние оиергетического комплекса,связанное с конечностью запасов основного топливного сырья, всэ возрастающие требования к экологичности анврго- и теп-лопроизводства настоятельно требуют развития геотермальное теплоэнергетики - нетрадиционного возобновляемого и экологичес-кя чистого источника энергия в сырья.

Несмотря на очевидные преимущества, связанные с повсеместностью распространения, экологической чистотой, практической неисчерпаемостью, приближенностью и легкой приспособляемостью к потребителю, сравнительно низкой капиталоемкостью и безотход-ностью, масштабы и темпы интегрированного освоения геотермальной анергии в СНГ во многом недостаточны. Действует одна геотермальная электростанция (ГеоТЭС) установленной мощностью 11ИВт, добывается 60 млн.м3/год термальных вод, что равнозначно экономии 0.5 млн тонн условного топлива (т.у.т.) (1990г).

В то же время в мира за последнее десятилетие происходит ежегодный прирост установленных мощностей ГёоТЭС на 15-20» и к 1990г они достигли 5000 МВт. Еще более масштабно используются термальные вода для теплоснабжения в различных формах. Мощность геотермальных тепловых установок только в США к 1990г достигла 16000 МВт (т).

На наш взгляд данное отставание связано с недостаточной разработанностью научных основ геотермии, неполным осознанием того факта, что этап "фонтанной геотермии" уже прошел и что геотермия - это интегрированная наука, требувдая органичного сочетания научных и технических основ, выработанных в соответствую щих областях знаний, строгих количественных оценок. Необходима интеграция научных исследований и разработок механиков и горных инженеров, физиков и химиков, информатиков и энергетиков на базэ научно-технических основ геотермальной теплоэнергетики с учетом сложившейся социально-экономической ситуации. Только комплексное рассмотрение всего цикла геотермальной теплоэнергетики, учет наиболее значимых и важных процессов позволит улучшить сложившуюся ситуации.

Для'освоения, геотермальной энергии необходимо разработать методы первичного проектирования и прогнозирования систем ГЦС и ГеоТЭС, комплексно в реально еуществумцы! взаимосвязи изучать

основные Технологические процессы, разработать методы управления ими.

Диссертационная работа выполнялась в рамках п и т научных направлений Института Проблем Геотермии ДНЦ РАН "Теплофизика и гидродинамика систем геотермальной энергетики" и "Научно-технические основы освоения и извлечения геотермальных ресурсов", которые находятся в полном соответствии с программой ОФТПЭ РАН "Системы энергоснабжения на базе нетрадиционных возобновляемых источников энергии".

Цель работы - поиск и разработка эффективных методов расчета, технологических приемов и материалов для освоения геотермальных месторокдений, создание информационной базы, алгоритмов и программ для первичной автоматизированной оценки геотермальных циркуляционных систем (ГЦС) и ГеоТЭС.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые»

- на базе современных информационных моделей разработан интегрированный банк технологической информации для автоматизированного проектирования ГЦС и ГеоТЭС с понятийным аппаратом энергоресурсной сущности|

- разработаны автоматизированные катоды предварительной оценки тепловой мощности ГеоТЭС и визуализации ЩС»

- исследованы закономерности термомеханических процессов при -работе ГЦС и созданы эффективные метода их расчета, учитывающие стационарное и нестационарное функционирование пространственного объекта пласт-сквакгот»

- рассмотрены основные технологические процессы строительства геотермальных скважин, сформулированы их особенности,, предложены технологические приемы и материалы, повышающие их качество я надежность»

- изучены физико-технологические основы фазовых переходов в там-понажном материале, заполняющем заколонное пространство геотермальных скважин, в условиях мшро гравитации!

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Методика создания интегрированного банка данных для решения задач геотермальной теплоэнергетики, как базы для создания САПР "Геотермия".. •

2. Технологические приемы,материалы и расчетные формулы позволяющие путем управления процессами строительства и эксплуатации геотермальных скезкин ров^сить.эффективность работы ГеоТЭС.

- о -

3. Методика математического моделирования и расчета пространственной схемы геотермальных циркуляционных систем.

Практическая ценость и реализация результатов работы.

Результаты исследований позволили рекомендовать новую технологию и материалы, позволяющие повысить качество строительства и долговечность подземной части ГЦС, что подверкдается A.C. на буферную жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов и способ химической-обработки цементных тампонахних растворов. По разработашшм автором рекомендациям приготовлено было 4400т там-понажной смеси,экономическая эффективность от использования которой превысит 1 млн.руб. (1991г). Разработанные пакеты прикладных программ используются при оценке предлагаемых ГЦС и ГьоТЭС.

Апробация работа и публикация ее результатов.

Основные положения- и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на iv-Всесоюзной конференции по формировании и работе тампонажного камня в скважине (Краснодар, 1987);Всесоюз -ном Совещании "Стандартизация геотермических исследований» измерение, модели, интерпретация" (Махачкала, 1987)) Международном семинаре "Банки данных при региональных исследованиях" (Махачкала, 1987) tu Всесоюзной конференции "Системы баз данных и знаний" (Львов, 1991 ■> | ix Теплофизической конференции СНГ (Маха чкала, 1992); по теме'диосертации опубликовано 45 научных работ из них 1 монография,1 обзорная информация, 2 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений, документов о внедрении, из которых 68 рисунков,30 таблиц и списка цитированной лг'оратуры из 208 наименований. ööüuiй объем работы U68 страниц машинописного текста.

СОДЕШНИЕ F'ABOTU

Во Введении обосновывается актуальность риоити, исшл^на идеология и базошо iipe;uiQcujnca, отмечен большой вклад в разви тие геотермальной теплоэнергетики P.E.Ахшдова,3.11.Богуславского, П.Д.Дядькина, Д.А.Лабуицова, Н.Ы.Магоыедоьа, Ш.М.Пирийскою, Э.Э.Шлильрайла и др. .

!-Общие съедения о 'Г0[«альных видах И их ислолыюьыми Ii сельском хозяйстве и промышленности.

Независимо от взглядов на те или иные аспекты понимания геотермии изучение процессов теплогенерации в земных недрах является одной из основопологавдих проблем в ней. В общем случае источники тепла в недрах Земли можно классифицировать по двум группам! эндогенные и экзогенные.

Эндогенными источниками тепловой энергии Земли мокно считать источники, возникающие в результате процессов аккреции протоплв-нетного вещества на этапе ранней эволюции Земли, дифференциации вещества разноплотной Земли в поле силы тяжести с учетом £изико-химических ре'81сций и радиоактивного распада. Передача этой энергии к поверхности Земли может происходить за счет кондуктивных и конвективных процессов, протекающих в недрах Земли. Ответ на вопрос о тепловом состоянии Земли тесно связан с механизмом зарождения к эволюции планет.В настоящее время в работах Уясшжова В.П., Магомедова K.M. развивается направление, связанное с последовательным применением гидродинамических подходов к эволюцш планет и геодинамике. В отличие от . предшествующих работ, в которых основные результаты выводились1 на основании решения уравнения теплопроводности, они позволяют учесть роль вазшеЯшх физичесгак процессов исходя из полной системы уравнений неравновесной термо-Д5гаа;.шки, в частности уравнений гидродинамшш. Результаты позволяют оценить роль сшмаемости, диссипации энергии, фязико-хишческкх превращений, диффузии, седиментации в геологических; процессах, дают новые оценки величины радиогенного тепла и значений тепловых потоков из недр Земли. Экзогошпага источниками тепловой энергии Земли- являются источники энергтя воздействующие на Землю как на космическое тело.Главным образом это лучистая энергия Солнца.Взаимодействие этих противоположно направленных потоков энергии экзогенного и эндогенного и будет формировать теплоэнергетическую ценность геотермальных вод. Существует ■достаточное количество методов ее оценки, базирующихся на различных предпосылках. Так в справочнике по геотермальной энергии (usa,i982> ресурсная база геотермальной энергии на глубинах до 3 мл по СНГ оцбшвается в 11,01 трлн.т.у.т. и 0,144трлн.т.у.т. соответственно при температурах Т>100 'с и Т^250 'с. По данным Э.И.Богуславского (1984) технически доступная к настоящему времени (До глубины 7 км) ресурсная база, .составляет 500" трлн.т.у.т., экономически целесообразная - для использования .на теплоснабжение.', превышает ,30 трлн.т.у.т.что'; в . несколько";раз

* » *-

больше ресурсов угля.

Одним из традиционных направлений использования термальных вод в сельском хозяйстве является тепличное хозяйство. По данным 1990 г. в СНГ действует 70 га теплиц. .Широкое распространение получило использование термальных вод в рыборазведении. Ограниченность"запасов вод для орошения, глобальные экологические последствия переброски вод, удорожание стоимости производства сельскохозяйственной продукции сделали актуальным применение термальных вод в орошаемом земледелии. Так считается, что урожайность рисового поля можно увеличить лишь за счет применения для полива низкотереальной вода. Доказано, что полив термальной водой увеличивает урожайность хлопчатника на 9-15*. При втом повышается скорость вызревания и качество хлопка. Влияние термальных вод можно регулировать и изменяя минералогический состав вод. Положительным моментом для использования термальных вод при поливе является тот факт, что период его интенсивности не совпадает с интенсивностью отопительных процессов.

Геотермальные вода также являются источником углеводородного и минерального сырья. Необходимо отметить,' что при определенных условиях (отдаленность энергопотребителей,малость объемов потребления и т.д.) даже добыча одного только газа из скважины с производительностью 1 тыс м3/сут и глубиной менее 1 км может оказаться рентабельной. Газонасшценность подземных вод Прикаспийского региона составляет около 3 мэ/м3, однако существует ряд местороадений , где она составляет 7-8 м3/м3.

Добиваемые для теплоэнергетического использования геотермальные вода можно использовать и для получения ценных микроном-лонентов. Истощение традиционной ресурсной бази ряда элементов делает актуальной проблему освоения гидромшералиюй составляющей геотермальных вод.

В настоящее время в надай; стране и за рубежом-накоплен опыт добычи из подземных вод ма, к, му, I, в., и, в "И1 др. Минимальные промышленные концентрации этих компонентов в водах составляют Н9 - , К -- 1 <сИ0, На " 1Й-24,. Ьх - I - 1в, вго3 - гов мг/л. Считается, что при совместном ийел9ч*Н1м нескольких микрокомпонентов требовании к величина промышленных концентраций снижаются и могут составить.для 1 и вго3 до <0 и 75 мг/л, для г и вг до 10 и 200 мг/л.

Вышеуказанные способы использования термальных ьод предет-

ляют частные случаи интегрированной схемы использования тепла Земли. Под интегрированными схемами в геотермальной теплоэнергетике понимают последовательность технологических процессов, ведущую к наиболее полному использованию теплового, шшерального или иного потенциала термальных вод . Один из возмогших вариантов интегрированной схемы представлен на рис. 1.

Анализ вьшюизлокэнного показывает многообразие форм применения геотермальных вод в различных областях человеческой деятельности . Интегрированные технологии использования тепла Земли позволяют повысить конечную эффективность его использования. Следующим этапом повышения эффективности геотермальных технологий будут комбинированные схемы их использования как в совокупности с возобновляемыми источниками энергии (солнце, ветер) , так и традиционными.

и. Геотермальные технологии и геоинформатика.

В настоящее время междисциплинарный характер геотермических исследований не вызывает сомнений у большинства специалистов, работающих в этой области. Следовательно, $ соответствующе кош-лексные исследования должны проводиться геологами, горняками, механиками, физикаш, химиками и энергетиками. Это означает, что и информация, используемая для геотермических исследований и объединяемая в банки данных, должна иметь интегрированный характер. При создании базы данных о строении Земной коры. Прикаспийского региона , которая необходима при разработке геотермальных технология, была использована идея накопления значительного количества разнородной информации в рамках одной базы. Это дает возмог:-ность производить своеобразную "инвентаризацию" недр, переосмыслить накопленную информацию для рекомендации новых геотехнологических процессов или корректировать известные решения, что составляет содержание первого из защищаемых положений.

Основой разрабатываемой модели базы геофизических данных является информация, полученная при строительстве сквашн. Это объясняется тем, что скважина - это единственный источник "прямого" получения ценной геолого-геофизической информации.

Данные по скважине представляют собой информационный вектор, координатами которого являются документы - извлеченная из отчетов

Рис. 1. Принципиальная интегрированная схеьа использования термальных вод. 1 - добывающая сквазнна, 2 - выработка электроэнергии, 3 - холодильные процессы, 4 - теплицы, 5 - промышленные процессы, б - лесопильные предприятия, 7 - производство продуктов питания, 8 - дегидратация, 9 -сушка зерна, 10 - корм скота, 11 - центральное отопление и (или) горячее водоскаб^вние, 12 - обогрев почвы" и (лай) полив сельхозугодий, 13 - рыборазведение, 14 - химическое производство, 15 -бальнеологическое .лечение и бассейны, 16 - нагнетательная скважина.

по бурению и систематизированная предметными специалистами информация. При этом необходимо упорядочить громадный объем материала, рассеянного в отчетах по бурению ..иметь быстрый доступ к любому документу, накапливать цифровой и статистический материал, обеспечить возможность произвольной выборки информации в удобном для пользователя виде (таблицы,' графики, гистограммы), решать информационные задачи , а впоследствии, при создании информацион-но-решащей системы, строить математические модели ГеоТЭС, земной коры и протекающих в них процессов.

Анализ информации, содержащейся в отчетах по бурению, позволил выделить более 300 параметров, описывапцнх скважину и ее геофизические характеристики. Характерной особенностью этой информации ячг.ЯВТСЯ«

- разнородность - необходимо обрабатывать цифровую, символьную (определенного формата), а также текстовую информацию (различные описания, заключения), для которой необходимо отводить переменный объем памяти;

- достаточно низкий уровень формализации;

- практическая неизменность.

В дальнейшем исходная информация по скважине была систематизирована я сведена в специальные документы - первичные таблицы. Последовательность документов, так же как и их информационное содержание, соответствует геотехнологическому процессу строительства скважины.

Сформированные документы можно рассматривать как локальные представления предметной области. Идентификатором для большинства документов служат атрибута "шифр площади" и "номер скважины", однако в некоторых случаях к ключу может относиться и дата.

Анализируя структуру документов можно выделить два типа их построения! "

- документы., в которых данному значению ключа соответствует единственное значение каждого атрибута (параметра), т.е. документы с постоянным форматом.

- документы, в которых данному значению ключа может соответствовать множество значений некоторых атрибутов, т.е. документы с переменным Форматом.

При этом в каждом, типе можно выделить документы, содержащие параметры описательного характера (переменного формата) и не содержащие их.

По своему информационному содержанию документы можно клаеси фщировать следующим образом!

- документы, содержащие собственно информацию по скважине ь количественном, количественно-текстовом и текстовом выражении;

- документы-справочники. Для кодирования неизменных конечных массивов текстовой информации создана специальная таблица-шифратор, где шифры поставлены в соответствие наименованиям площадей, стратиграфических горизонтов, типам и свойствам геотермальных вод и т.д.

Каждый тип документа связан со всеми остальными по ключу "шифру площади" и "номеру скважины". Совокупность документов с одинаковым ключом образуют "пачку", представляющую собой полную информация по данной скважине в рамках выбранной информационной модели. Единственным исключением из описанной схемы является документ ГвоТЭС. Ключом для этого документа, по существу, является только шифр площади, т. к. один документ может описывать более одной скважины. В этом случае используется виртуальный номер скважины, а в таких процедурах комплексной обработки данши, как выборка информации по произвольному ключу значение номера скважины в подобных документах игнорируется.

Реализация базы данных осуществляется путем создания интерфейса "пользователь - база данных" представляющего собой совокупность программных модулей и информационных структур, позволяющих пользователю в "дружественном", интерактивном ре яшме вводить, искать и обрабатывать информацию, хранящуюся в базе данных.

Большой интерес для предварительной ориентации тех или иных технологических'решений представляет разработка процедуры выборки информации по произвольно формируемому ключу.

Для решения этой задачи в предметной области все параметры, описывающие скважину и ее геофизические характеристики, были классифицированы сладу идам образом>

-значимые, т.е. параметры, самостоятельный поиск по которым имеет смысл и может представлять практический интерес; к таким параметрам относятся, например, дебит термальной вода, содержание химических элементов в пробе, температура пласта, проницаемость а так далее;

- второстепенные, т.е. параметры, самостоятельный поиск по которым не имеет смысла, однако от которых в своем документе могут зависеть зничимые параметры, например начальная и конечная

глубина, наименование стратиграфгаеского горизонта;- собственно говоря, второстепенные параметры не несут никакой ценной информации о недрах, однако они необходимы при составлении запроса к базе знаний;

- незначимые, т.е. параметры, поиск по которым не представляет интереса, однако соответствующие данные могут интересовать пользователя в качестве дополнительной информации о выбранных скважинах.

Специальная процедура позволяет пользователи в интерактивном режиме формировать запрос к базе знаний - фильтр. Сформированный фильтр представляет собой отношение, каждая запись которого состоит из двух полей! номера документа и символьной переменной, пре-дотавллщей собой логическое выражение, устанавливающее определенный фильтр на этот документ.

Описанная выше» работа по созданшо банка данных позволила разработать пакеты прикладных программ для геотермальной теплоэнергетики. Рассмотрим задачу определения теплового потенциала геотермальных систем по базовому документу. Эта задача является первой оценкой возможной установки ГеоТЭС определенной мощности на месторождении геотермальных вод.

Блок-схема алгоритма состоит из следующих блоков.

1. Определение интересующего множества скважин. В'случае выбора пользователем на этом этапе полного списка, в дальнейшем будут обрабатываться все скважины, информация о которых хранится в базе данных. Однако можно ограничиться лишь скважинами из выборки или любой конкретной скважиной.

2. Ввод пользователем предполагаемой температуры сработки тепла Тсреб.

3. Определение пользователем интересующего его ' диапазона теплоэнергетической мощности скважин. Скважины с другой теплоэнергетической мощностью при обработке игнорируются.

4-5. Определение теплоэнергетической мощности текущей скважины Ы. При этом используются значения температуры Т и дебита термальной вода ов из 36 документах

М=(Т-Тсраб)*ов«0.0и57

Если Ы<0. то принимается, что М=0.

6-7-8. В случае, если значение вычисленной теплоэнергетической мощности попадает в диапазон, определенный: в блоке 3, для

данной скважины определяется значение возможной мощности турбины для выработки электроэнергии и диаметр колонны (документ н ез). В противном случае переход к блоку 10 .

9. Вывод информации по скважине пользователю.

10. Переход к следующей скважине. Если скважин нет - завершение.

Пользователю информация по скважине выводится в виде таблицы. каждая строка которой содержит оледующие данные по конкретной скважине!

- номер скважшш;

- наименование площади;

- температура термальной воды;

- дебит термальной воды;

- начальная и конечная глубины;

т теплоэнергетическая мощность;

- возможная мощность турбины;

- диаметр колонны (в «зависимости от глубины);

- тип теплоэнергетической мощности.

Предложенный выше метод расчета, хотя И дает представление о теплоэнергетической ценности тех или иных скважин (месторождений) и позволяет делать предварительные оценки, все же имеет ряд недостатков. Первый и самый существенный недостаток заключается в том, что все расчеты производятся в предположении, ' что суточный расход будет постоянным, т.е. о«сап«ъ. Если это справедливо для мощных- и протяженных пластов на достаточно длительный период, то при расчетах более реальных систем К.М.Ыагомедовым был разработан метод определения теплового потенциала скважин с учетом реальных процессов происходящих в пластовой системе (снижение дебита, падение пластового давления). Этот метод можно условно назвать методом расчета при двухкратном снижении.дебита.

Алгоритм решения данной задачи в отличии от предыдущего не-гользует большее количество базовой информации.

Блок-схема алгоритма состоит из следующих блоков»

1. Выделение интересуидего множества скважин аналогично решению предыдущей задачи.

2. Ввод пользователем предполагаемой температуры сработай тепла Т

ср&о р

3. Определение характерного забойного давления у*= -1-™,

где £=

!>и котором дебит скважины снижается в два раза. Р1<н , - начально забойное давление в МПа.

4. Определение характерного дебита, соответствующего давлению р*

р*

1 р

"■ЦТ

Ь - глубина скважины, М| р - плотность флюида, кг/м3» б - диаметр скважины, м> л - коэффициент гидравлических потерь(

Е„=с<Г (!Г—Тсраб)

5. Определение тепловой мощности скважины»

6. Определеше характерного времени равного времени снижения давления с р......до Р*.

Э• пв М 3

<п 0.585 в

10 —----2

&

где Л=

у---1/2

Ь - мощность пласта, м» 15 - проницаемость пласта»

7. Вывод информации.

8. Переход к следующей скважине, если нет завершения.

В настоящее время основным технологическим приемом добычи геотермальной энергии становятся ГДС, которые в простейшем случав представляют собой дуплет скважин. Автоматизированная визуализация данного дуплета позволит в первом приближении построить схему ГШ, рассмотреть приемлемые варианты.

В то же время с методологической стороны решение задачи построения геологического разреза скважины яляется хорошей иллюстрацией эффективности комплексного анализа геофизической информации: здесь параллельно используется информация из десяти типов

документов.

При необходимости построенный разрез можно записать в виде таблицы разрезов (ТР) на диск. Построение разреза по готовой ТР (вывод его на экран или на принтер) происходит, практически, в реальном масштабе времени (с учетом, конечно, быстродействия принтера). Система позволяет записать на диск до пяти различных ТР. Это дает возможность выводить на экран или принтер по желанию пользователя одновременно разрезы двух скважин, ТР которых записаны на диск - режим "совмещения". Это может быть полезно при сравнительном анализе структур различных геологических' горизонтов. ,

3. Геотермальная скважина.

Преобразование глубинного тепла Земли в отличие от преобразования других возобновляемых источников энергии (ветровой, солнечной) требует создания искусственного канала связи для выноса теплоносителя-геотермальной скважины. Поэтому эффективность использования геотермальной анергии тесным образом связана с изучением процессов и разработкой методов управления строительством скважин. Геотермальные скважины обычно дороже аналогичных нефтяных и по различным оценкам на их строительство приходится от БОх до 70я общих капиталовложений в ГеоТЭС. Этим также объясняется особое внимание,уделяемое скважинам при создании объектов геотермальной теплоэнергетики.

Технологические процессы при строительстве геотермальных скважин, метода управления ими и материалы для повышения эффективности функционирования геотермальной скважины как составной части геотермальной теплоэнергетики и составляют второе защищаемое положение.Выделены следующие особенности геотермальных скважин ■

1. Высокая температура добываемого флюида. ¡6. Увеличенные диаметры эксплуатационных колонн.

3. Сравнительно глубокое их заложение, за' исключением районов вулканической активности.

4. Длительность разработки геотермального месторождения с учетом возможности повторной эксплуатации.

5. Рассмотрение геотермальной скважины как технологического элемента гидрохимического цикла.

Обеспечение экологической чистоты взаимосвязано с характером чнтропогенного воздействия на окружающую среду.

Проведенный анализ особенностей геотермальных скважин позво лил выделить отличительные элементы основных этапов технологичес ких операций при строительстве геотермальных скважин и методов управления ими.

Абсолютное большинство геотермальных скважин бурится роторным и турбинным способом. Однако отмечается успешное применение ударного способа бурения. Так при бурении гранитов прочностью 194 МПа и пористостью 1х была отмечена предпочтительность данного способе бурения. Применение ударного способа бурения при проходке геотермальных скважин в долине Гейзеров позволило уменьшить полную. стоимость скважины более чем на 7.5«. Необходимость увеличения диаметров геотермальных скважин в ряде случаев может сделать целесообразным бурение стволов кольцевым забоем, а не сплошным. Рассматриваются возможности использования для проходки геотермальных скважин -электрогидравлического эффекта-, при котором за счет искрового разряда в диэлектрической жидкости создается экстремально высокое давление,разрушающее горные породы. Возможно также и использование гидрогазодинамических эффектов,- связанных с резкими изменениями температуры.

Так как все естественные'геотврмальйые коллекторы можно разделить на три класса» паровые, пароводяные и водяные, то при определенном сочетании горно-геологических условий лучшей промывочной жидкостью для бурения геотермальных скважин может быть вода. Расмотрены ее достоинства и недостатки.

В качестве промывочной жидкости для бурения большинства геотермальных скважин,исключая вскрытие продуктивного горизонта используют глинистые растворы на водной основе.Во многих случаях, это бывает экономически целесообразно.Самый главный вопрос,который требует при этом решения , это вопрос о высокотемпературной ковгуляции ' глинистых' растворов. Рассмотрены основные закономерности этого.процесса, даны рекомендации. .

В комплексе мероприятий,обеспечивающих герметичность заколо-нного пространства геотермальной скважины на начальном и последующих этапах,а следовательно и устойчивость крепи скважины в целом, важное место принадлежит использованию буферных жидкостей.

Наш была предложена буферная жидкость, содер&ащая кар-боксиметилцеллшозу.наполнитель и. • воду ■ (A.C." ССОР N1046477).В

качестве наполнителя был использован коротковолокнистнй асбест при следующем соотношении ингредиентов (кг/м3)« карбоксиметилцел лшоза 25-30, асбест коротковолокнистый 50-100, вода -остальное.

Анализ результатов исследований позволяет сделать следующие вывода.

Нижний предел содержания КМЦ 25 кг/м3 буферной жидкости.При более низком содержании КМЦ водоотдача увеличивается,а при содержании КМЦ Солее 30 кг/м3 раствор сильно загущается и плохо прокачивается.

Верхний предел содержания асбеста в буферной жидкости 100кг/ м3.>При более високом содержании асбеста буферная жидкость плохо прокачивается,а водоотдача практически остается постоянной.

В зависимости от сорта применяемого асбеста могут меняться и свойства буферной жидкости.Так, например.применение асбеста камерного «имеющего большую поверхность, позволяет на базе буферной жидкости использовать любые утяжелители! гематит,барит,а следовательно, в 'широких пределах регулировать плотность буферной жидкости.

Тампонажные материалы представляю! собой специальные материалы, несущие главную ответственность за герметичность заколонного пространства геотермальных скважин.

• В работе рассмотрены основные процессы,протекающие в цементном кольце геотермальной скважины и условия управления ими. Рассмотрены основные виды тампонажных цементов, применяемых для крепления -геотермальных скважин.

Одним из способов повышения надежности геотермальных скважин может быть применение расширяющихся тампонажных цементов, которые при своем твэрдении образуют цементный камень большего объема,нежели занимаемый цементным раствором . Природа явления расширения тампонажного раствора (камня) до сих пор является дискуссионной темой. Однако отмэтим следующее! расширение может происходить как во время нахождения тампонажного раствора в жидком состоянии, так и при переходе его в цементный камень. В первом случае расширение будет являться наиболее желательным , так как не будет вызывать внутрикристаллизационных явлений. Нами и качестве расширяющей добавки был использован НРС-1 невзрывчатый разрушавдий состав, основу которого составляют карбонатные порода, которые обжигаются и измельчаются, затем смешвавтся со специальными добавками. В качестве облегчающей добаЕки был истльзов&н веря-

кулит М-1Б0. Изучение физико-химических и теплофизических свойств тампонажного раствора (камня) с добавкой НРС-1 позволил рекомендовать рецептуру тампонакного раствора, содержащую 3s НРС-1.

Высоконапорные геотермальные скважины, т.е. скважины содержащие горизонты с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД), представляют наибольший интерес для геотермальной теплоэнергетики, так как, используя естественную энергию пласта, позволяют резко улучшить экономику геотермального производства. В то же время цементирование именно таких скважин сопряжено с большими трудностями. Межпластовые перетоки и связанная с ними негерметичность заколонного пространства очень часты в этих скважинах.

Пои вскрытии пластов с ШЩ возникает необходимость выбора тампонашого раствора предотвращающего или в значительной мере снижающего возможность фильтрационного каналообразования в зако-лонном пространстве скважины в результате воздействия пластового флюида.

По предлагаемому нами способу химической обработки тампонаж-ных растворов (A.C. СССР N1126395) цель повышения качества цементирования достигается путем введения в жидкость затворения цемента сульфата меди (и> в количестве 5-50 кг на 1 м3 жидкости затворения.

Результаты испытаний тампонажных цементов различных марок по предлагаемому способу показали его преимущества по сравнению с известными.

Можно считать, что причиной каналообразования является фильтрация флюидов через цементную суспензию на ранней стадии ее формирования. Причиной фильтрации могут быть как седиментация, так и движение флюидов из пласта в результате снижения порового давления, создаваемого тампонажной суспензией.

Процесс формирования структурно-механических свойств тампонажных растворов протекает при воздействии различного рода физико -химических и гидродинамических механизмов. Это процессы гидратации, агрегации частиц твердой фазы, коагуляции жидкой фазы. Причем последние непосредственно связаны с действием силы тяжести. Поэтому если уменьшить сипу тяжести, то это позволит оценить некоторые условия, влияющие на формирование структуры тампонажной суспензии. Автор принимал участие в проведении космического- эксперимента "Тампонаж", суть которого заключалась в изучении фазоЕ-

их переходов в образцах тампонажной суспензия, затвердевшей в условиях реальной и значительно ослабленной гравитации. Исключение влияния гравитации позволило выявить роль седиментвционных процессов в образовании фильтрационных микроканалов, а именно, образуются ли эти микроканалы и происходит ли перераспределение плотности (агрегирование частиц) в тампонажной суспензии непосредственно в процессе седиментации под действием восходящего потока жидкости, или же только после падения порового давления в результате фильтрации флюида из пласта под действием значительно больших градиентов давления.

Впервые доказано, что непосредственными результатами повышения напряженности гравитационного поля является ускорение фазовых переходов в гетерогенных процессах гидратации и гидротермального синтеза, искажение формы кристаллов новообразований и уменьшение дисперсности новообразований.

Как уже отмечалось, отличительной особенностью геотермальных скважин является необходимость использования обсадных колонн большого диаметра. Автором предложена методика выбора

типоразмеров стандартных обсадных труб. При этом расчетная

о

формула с учетом биаксиалышх напряжений д^-и эффекта

упрочнения материала труб, выведенная для случая потери устойчивости в стадии односторонней текучести, имеет вид

ах3(1-1)-[х(2Р+1)-2Р]3=0 ,

где х= -а^ 5 «= Р= -д9 V

и вот и

Р^р - критическое давление на смятие с учетом сжийащего

осевого напряжения оа»

<х - текущее значение напряжения» Я - радиус срединной поверхности трубы» в -.толщина стенки трубы»

и0- максимальное начальное радиальное отклонение. Предлагаемая методика позволяет снизить металлоемкость конструкций геотермальных скважин, а следовательно • и улучшить экономические показатели геотермальной теплоэнергетики.

Опыт эксплуатации добычных и нагнетательных геотермальных скьакин показывает, что длительное воздействие давления и темпе-

ратуры с большими колебаниями их амплитуды приводит к разрушению цементного камня и как следствие - к потере герметичности крепи скважины.Характерно, что вероятность нарушения герметичности зак-олонного пространства в нагнетательных скважинах вше,чем в добычных, о чем свидетельствуют данные по геотермальным месторождениям. Это происходит в результате охлаждения цементного камня при закачке холодной вода, когда в нем возникают значительные растягивающие напряжения,что приводит к нарушению сплошности изоляционного ко/лшюкса крепи скважины.

Полученные нами выражения для расчета термоупругих напряжений в кропи геотермальной сквашны с учетом запаса прочности цементного камня при разрушении позволяет сделать вывод о том , что интенсивность касательных напряжений максимальна на контакте обсадной трубы и цементного кольца. Следовательно этот контакт и будет являться наиболее вероятным местом негерметичноста геотермальной скважины.

На основе кинетической теории прочности С.Н.Буркова о учетом особенностей Фазовых переходов в цементном камне было получено уравнение, описывающее разрушение цементного камня как процесс термофлуктационного разрыва нагруженных атомных связей в виде«

й%

В')

хехр

В0МР - — + -----0 I № МГ 114

(ш-И')}

УЬ _________

ЕТ КТ [ 1-(°на') ]

- (ьчв') X

где-

$ - величина повревденности связей?

В0- частота собственных колебаний кристаллической решетки ■тела, с-1,

И'- степень гидратации;

и^.Уанергия активации при разрыве и восстановлении связей

в случае отсутствия напряжения, ккал/моль!

7ц и 7Ь - структурные параметры, учитывающие снижение или

цоьышение потенциального барьера при разрыве и восстановлении

связи, ккал м2/моль

о, - действующее но тало напряжение, Ш1а! и з ккал

- постоянная Волъцмэна, 2 10" йольЛ^рад '

> Т - температура, к. и уравнение долговечности цементной оболочки геотермальной скважины под действием циклически изменяющихся напряжений и температуры в виде:

< в р 10(1) '

где

время до полного разрушения»

10(Х) - функция Бессвля мнимого аргумента нулевого порядка

ят0 ктг0 т" 7"и \

Проведенные расчеты показали , что колебания температуры и давления существенным образом влияют на несущую способность крепи скважины в сторону значительного уменьшения времени до ее разрушения, даны численные оценки для различных случаев.

При работе ГЦС в продуктивном пласте геотермальной скважины (в зависимости от режима работы! добычной или нагнетательной) и прилегающей к нему области возникают температурные напряжения, в результате действия которых может быть частично нарушена структура пористого проницаемого массива. Возникновение температурных напряжений в этой зоне может привести к разрушению межзе-ренных цементирующих связей между отдельными кварцевыми песчинками.

В связи с этим в слабосцементированных песчинках происходит изменение не только пористости, но и проницаемости, ухудшается приемистость, непрерывно повышается давление нагнетания на устье скважины. Поэтому исследование термонапряженного состояния приза -бойной зоны геотермальной скважины имеет важное значение.

Проведенные расчеты показали, что при радиусе скважины Го=0,1 м на радиусе теплового влияния г^ ,0 м и температурном перепаде 180*с радиальные и осевые напряжения стмайщие, окружные меняются от сжимающих в зоне, непосредственно прилегающей к стволу скважины до растягивающих на удалении начиная с 0,3 м.

4. Термодинамика и механика геотермальной циркуляцион-

нов системы.

В основу термодинамического анализа ГЦО был йолОКК Солгао анергии в следующем виде«

где Ь - внталышя, gz - гравитационный потенциал, у2/2 кинетическая энергия, 0 - массовый расход. При дальнейшем рассмотрении использован подход К-М.Магомедова.

Расчеты ГЦС являются приоритетным направлением исследований геотермальной теплоэнергетика. Это объясняется как более полными возможностями извлечения глубинного тепла Земли, так и решением экологических- проблем, связанных с обратной закачкой сработанного теплоносителя, возможностям^ создания ЩС на базе высоконагретых слабопроницаешх горных массивов.

Предлагаемый ниже общий подход к расчету подземных коллекторов с действуюдими скважинами, основанный на асимптотических и численных- методах составляет. содержание третьего защищаемого положения.

Рассматривается следующая постановка. Пусть Р - приведенное давление в пласте 0, ограниченном поверхностью Б ГДО действуют Н скважин £ поверхностями 51 (1=1 ,£, ,Н) описывается уравнениями и граничными условиями вида« 1<Р)=т.?и

^=0на 8. РИ.?)^«?)

% ач^г.?) ^ 81 (1=1.2...»).

где £(Р) - линейная функция от производной по времени { и частных производных по пространственным координатам ? до второго порядка включительно| Й - внутренняя единичная нормаль» q1 -дебит 1 скважины.

Решение которой ищется в виде«

и(1.?)-добавка аа счет конечности пласта, и й-югй получим следующую задачу»

Ш)=1. и(0.?)=Р(?>. на 5

<1п <3п

Для случая стационарной плоской фильтрации флюида в пласте конечного радиуса К между двумя скважинами, т.е. простейшей модели геотермальной циркуляционной системы, оператор Ь(Р) соответствует двумерному уравнению Лапласа и его решение

Г0 - А Щ _ # ? = Х1+ у),

описывает давление во всей плоскости (х,у) вызванное двумя источниками равной и противоположной по знаку интенсивности пропорциональной расположенными в точках (-а.О) (а.О)• Общее решение имеет вид«

ж .. Л. г ta +2гасов*р . R г +2в ЯсовФ 1

P(r)=P0(?)+U=A ln -g—г-------♦ ln r2~i2~2~ri------ =

l г +a -ггасовф R r -23гсовф J

r r a+a f , R2/a+s i

■ Ti й J1 ln I'

y a '

B=x+iy; <p=arctg - ; o= - •

X R

На рис.2 показаны линии тока системы при а=1, R=2-

Из вышеприведенных рассуждений видно, что замена скважин в плоском случав стоками, источниками в зависимости от знака дебита, т.е. точками с конечной интенсивностью, позволяет Достаточно просто учесть влияние границ и т.д. Необходимость учесть конечность радиуса скважин привела бы нас к .задаче исследования гидродинамгаси течения внутри скважины и призабойной зоне, учету нелинейных эффектов. Но для задач расчета ГЦС преобладающее значение имеет фильтрационное сопротивление системы скважин, а гидравлическое сопротивление призабойной зоны при нормальном процессе заканчивания скважины можно учесть как поправку.

Принцип источников можно обобщить и на пространственный случай. Решение уравнения пиезопроводности с нулевым начальным давлением и в неограниченном пространстве (эе=1 (t-aet))

-2.20 -1.64 -1.4ь -1.12 -0.76 -0.40 -0.04 0.31 0.67 1.03 1.39 1.75 2.11

Рис. £. Схема линяй тока системы при а-1, R-2-

и |г-г(р)|

? Я'

оо|

Г

?(Р) - уравнение оси скважин как функция длины дуги р« Ч(г,р) - линейный дебит скважины в момент времени т и точке р, К - коэффициент проницаемости» ц - вязкость флюида! Для вертикальных скважин решение получено в следующем видв!

14

4**(Р-а)

вгХсРх

о»

егГсГх

г 0Г1СГ

йх - —

-1

(IX

в"и

В1(х)=[ ---ш^-Е^-х);

Г=/7х-х0)а+ (у-у0Р/2* 1 /г \

0 - расстояние от кровли пласта до начала перфорации! а - расстояние от подошвы пласта до конца перфорации, а Ь

Отметим, что при ^ и ^ -» »(плоскорадиальннй плаот) последние интегралы обращаются в нуль н получается основная формула упругого режима. Решение для горизонтальных скважин, расположенных в пласте произвольным образом имеет вид!

РИ.?)=

иО

4*И1

« 0Г1С

У"2)

1

(г' + г/г

У + Л у '".г"

Р-В

а=-0я П I С= :--; Г,г=Х'г4-У'2; Х'=ХС0В7-УВ1пт: ,{

f =ïco8ûelimycoB0coB7-Bein0; y=y-y0i 8' =Х81П0Б1П7+УВ1П0СОВ7+ВСО8в{ Ï=B-B0i

X - длина перфорированной части скважины. Для общего случая при произвольны! t и 1/R<1 была получена следующая формула^

» ^ . i Ro 1, I 2 +b+ SiiïTbr p. —.пск&рЫ г----------

it"2]

\ - b

R?=R0-b2 ; r£= ( x-xQ yг+ ( У -У о )г+ ( в-б0 Уг.

Решение для произвольно расположенной скважины можно получить суммируя действие точечных скважин, т.е. по формуле*

i/г

Р1= 7 f P(t.?)ûS. 1 J

-1/2

b работа рассмотрено решение данной задачи методом источников. Получены сведущие решения! для вертикальной скважины

4*Й>

MSl^W'HM

в1п(*ПРг)-01П(Ч1Р,)

*n

гдв K0 - фушсция Ыакдональда|

- область перфорацииI

<

«

да« горизонтальной скважины

I

HQ

4*kb

F.

2Ь f." ? - X , t5 + I

- Ureh iAreh ¿zzzzzzzzz

11 /8i+(y-y0)2 ' Л5+(У-У0)

«.[ЯГ-^Л^ )(l ♦Myíi/2ÍB1>%r2 ]] .

. 1 - У - Уо , f , ио)

f= ñ 1 7= гь! 7°= гь! 8<= а" ! »=="1п( "гТ ai)'

В последнее время произошел резкий скачок в масштабах технике и технологии строительства, методах расчета горизонтальных скважин. По прогнозам Департамента энергии OTA к 200О году в мире около половины всех новых скважин будут горизонтальными. Можно отметить следующие преимущества* горизонтальных скважин' для строительства ГЦС»

- Увеличенная продуктивность и приемистость.

- Обеспечение более эффективного . процесса закачки, больший отбор теплового потенциала пласта.

- Увеличенная площадь отбора флшда.

- Более равномерный фронт движения флшда, возможность уменьшения конусообразования.

• Увеличение продуктивности или приемистости геотермальных скважин можно объяснить рядом причин. Прежде всего.' это возможность вскрытия участка большего,чем полная мощность пласта. Горизонтальные скважины могут вскрыть множество природных трещин, тем самым увеличить общую проницаемость системы. Увеличение притока флюида естественным образом может ограничиваться только конструктивными особенностями скважин и мощностью наземного оборудования.

При разработке Геотермальных месторождений, горизонтальными скважинами при тех же скоростях отбора темп снижения давления ниже..

Важной особенностью горизонтальных скважин является,то, что только благодаря им можно решить проблему обратной закачки в заг-линизированных коллекторах. Как известно набухание глин в коллекторе, в процессе эксплуатации приводит к резкому снижению прос-ветности матрицы пласта, а следовательно к резкому ухудшению работы. ГЦС. В случае использования горизонтальных скважин возможны три выхода из создавшегося положения'

1. Использование естественных трещин в пласте.

2. Нахождение не заглинйзированной части в пласте.

3. Возможность дальнейшего увеличения длит« горизонтальней

части.

Возможны три основных варианта ГЦС на базе горизонтальных скважин.

Когда эксплуатационная и нагнетательная скважины горизонтальные , либо одна из них вертикальная. Выбор той или иной схемы будет зависеть от множества факторов, начиная от горно-геологических условий кончая социально-экономическими. Из опыта эксплуатации ГЦС можно сказать, что нагнетательная скважина, как правило, должна быть горизонтальной. Именно в нагнетательнеой скваки-не возникают проблемы физико-химической и механической кольматац-ии призабойной зоны. Таким образом в конечном счете необходимо решить оптимизационную задачу для выбора той или иной схекы ГЦС, что можно сделать по предложенным выше формулам шш . по рассмотренным в диссертационной работе формулам других авторов.

Очевидно может изменяться и форма горизонтальной сквашш в самом пласте. Она может быть горизонтальной, ниспадать от кровли I; подошве, или восставать от подошвы к кровле. Регулировать тип ГЦС монно и изменяя метод закачивания» полный или селективный.

5.Производство электроэнергии на базе низкотемпературных геотермальных месторождений.

Б диссертационной работе рассмотрены , особенности производства электроэнергии на базе ГеоТЗС. Проведен их термодинамический анализ. С учетом квазастационарного распределения давления в пласте и с применением термодинамического цикла в плоскости т-а была получена формула для определения величины тепла подводимого к ГеоТЭС.

агЯрИа-^Нр -----а--2

1в*о

12 - температура пдаотв| 11 - температура закачиваемого теплоносителя» а - термодинамический коэффициент расширяемости) р( - давление иа забое нагнетательной скважины, Р2 - давление на забое добычной скважины, а - расстояние между скважинами1 ({)

уравнение движедая "фронта холода"» г0 - радиус скважины( ы ^ орость- Если в 1'еоТЭС реализуется изобарический процесс, то

Ог=ПР(1в=Ср(Т2-!С,)

Из вышеуказанного были получены следующие следствия. Если предположить круговой процесс обратимым, то работа системы

т.о. пропорционально а и изменению теплоемкости. Это находится в полном соответствии с известным фактом, что использование жидкости в качестве рабочего тела не эффективно. Однако ситуация меняется при фазовом переходе в области за "фронтом холода", т.е. при Тг>Ткр(Р), В_ этом случае систему можно рассмотреть как паровой котел и использовать известные методы анализа и расчета циклов паросиловых установок. Если тепло снимается за счет какой-либо энергетической установки (бинарный цикл) с термическим

к.п.д. тц. то по определению ^ . Часть полезной работы Д в ГЦС надо расходовать на нагнетание в скважину теплоносителя»

А=А0(1+Л„)

Допустим, что удается создать близкий к циклу Карно процесс

5!

преобразования энергии. Тогда т).=|--- и для максимальной работы

имеем»

. -I, т' 1 " 57 ]

1г

Нетрудно заметить, что при т|н=0 Д0 равно эксергии. Поскольку т}^ определяется вторым циклом. то желательно характеризовать эффективность функционирования ГЦС независимы!.», образом, т.к. последнее используется и для обычного теплоснабжения. По физическому смыслу ГЦС позволит перенести съем тепла из пласта на поверхность где другие температуры и давление. В связи с этим можно обобщить известное в термодинамике понятие термотрансформаторов и рассматривать ГеоТЭС как

термобаротрансформатор характеризуемый коэффициентом

преобразования ф

• ф= — МА*

где Дн - работа затрачиваемая на добычные и нагнетательные насосы. Легко заметить, что выражение для ц справедливо и для тепловых насосов. Для рассматриваемой системы при &н=0

В работа рассмотрены типы тепловых схем и циклов ГеоТЭС,приведены их характеристики, даны рекомендации по выбору.

В Заключении изложены основные вывода, кратко обсуждаются вопросы, имеющие интерес для дальнейшего развития на основе полученных в работе результатов. Главными из выводов являются!

1. Геотермальная анергия является перспективным возобновляемым видом энергии. Геотермия как наука носит междисциплинарный характер, а отрасль - межведомственный. Эффективно решать задачи геотермального тепло и энергопроизводства можно только используя комплексный подход, опирающийся на современные достижения горного дела и энергетики, механики и химии. Именно неучет комплексного характера геотермии и привел к замедленному развитию данной отрасли*

2. Разработана интегрированная схема использования термальных вод, позволяющая повысить конечную эффективность геотермального тепло- и энергопроизводства.

3. Созданный интегрированный баш геолого-геофизичвских и энергетических данных Прикаспийского региона позволяет решать задачи геопрогноза, геотермомеханшш и производить учет различных факторов- при решении задач геотермальной теплоэнергетики.

При этом!

- использование эффективных программных средств и увеличение объемов исходной информации повысит достоверность провддимых исследований; ". • ,

разработанные пакеты прикладных программ (метода предварительной' оценки тепловой мощности ГеоТЭС- и при 'двухкратном снижении дебита, визуализации ГЦС) позволяют улучшить качество, исходной информации и решать оценочные.задачи»

- созданный банк данных явится основой для создания САПР "Геотермия". . ,

4. Анализ условий строительства и эксплуатации геотермальных скважин для ГеоТЭО позволяет утверадать, что существенные их особенности связаны с их заканчиванием и обусловлены! высокими температурами (до 400*с) при наличии аномально-высоких и аномально низких пластовых давлений» большими диаметрами колонн йчя обеспечения высоких дебитов, выбором тампонажного раствора ЦШШЯ), который был суффозионно и корозионно устойчивым и

сохранял свои качества в условиях переменного поля температур и давлений. Разработанные методы расчета термобароустойчииости крепи геотермальной скввжины. выбора *.'гаторазмеров труб, для . обсадных колонн, созданные материалы для бурения и крепления, рекомендованные технологические ,приемы позволяют повысить надежность геотермальных сквакнн, уменьшить величину их антропогенного воздействия, улучшить экономику геотермального производства.

5. Предложенный общий подход к расчету ГЦС, основанный на ассимптотических и численных методах позволяет прогнозировать стационарное и нестационарное функционирование пространственного объекта, пласт-сквакина. Метод обобщает известные задачи плоской и плоскорадиальной фильтрации. Рассмотренные варианта позволили рекомендовать ГЦС на базе горизонтальных стаsam как наиболее прнешшшэ с точки зрения повышения дебита. • добываемого теплоносителя.

6. Термодинамический анализ геоторг,шье-ых установок, проводешшй на основе рассмотрения термодинамических • циклов позволил получить формулы расчета коэффициента полезного действия ГеоТЗС, использующие данные хорошо изученных наземных установок, с введением понятия термобаротрансформатора.

Результаты работы изложена в 45 публикациях, лз которых основными являются следувде»

1. -Разработка твмпокакного материала Для крепления прнзабойной зоны. / В.В.Гольдштейп. С.Ü.Гамзатов» P.M.Алиев к др.// Технология крепления скваггин. Груда бНйШрНефть Краснодар. 1980. С.11-16.

2. A.C. 1046477 (СССР). Буферная жидкость ' для' разделения бурового и тампонакного растворов./ Е.П.Нагенвв , P.M.Алиев А.А.Остапенко , М.Ф.Колесников и А.И.Брхшцэв - Опубл. в Б.И. 1984. N26.

3. A.C. 1121395 (СССР) Способ химической обработки цементных тампоналсных растворов / В.С.Данилевский , Т.И.Шэрединй , К.А.Джа-баров, Р.Н.Алиев п А-П.Тарнавский - Опубл. в Б.И. 1Ö95. м14.

4. Алиев P.M., Даншевский B.C. Некоторые особенности крапления геотермальных сквакин // Тр. Ин-т проблем геотермии Даг. ФАН СССР. 1985. Вып. 4. С. 82-89.

5.(Алиев P.M.. Данилевский B.C. Ташзнзты? цем<?нти для крепления геотермальных сйвйат // Тр./ Мн-т проблем т^атермии

Даг ФАН СССР. 1986. Вып. б. С. 116-121.

6. Алиев P.M. Об этом подходе к определению давления цементной суспензии на забой геотермальной сквакины // Тр./ Ин-т проблем геотермии Даг ФАН СССР. 1986. Вып. Б. С. 121-125.

7. Алиев P.M. Структура информационно-поисковой системы "Недра" // Тр./Ин-т проблем геотермии Даг ФАН СССР. 1986. Вып. 6. С. 121-125.

3. Даншевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонавдым материалам. U.«Недра. 1987. 373с. (Справочное издание).

9. Алиев P.M., «иленко А.Д., Фастовец И.П. Особенности создания банка геофизических данных Прикаспийского региона // Тр./Ин-т проблем геотермии Даг ФАН СССР, 1387, вып. 7.с. 87-91.

10. Алиев P.M. Особенности процессов строительства канала добычи теплоносителя. // Стандартизация геотермических исследований в тектонически активных районах. И.«1987, С. 150-156.

11. Алиев P.M. Оценка требований к изоляционному комплексу геотермальных скважин методом имитационного моделирования. В кн.» //Формирование и работа тампонаяного камня в скважине. Краснодар, 1987. С. 50-51.,

12. /.!атаэв Г.А., Гадаиев Д.М., Алиев P.M. Пути снижения расхода металла и стоимости обсадных колонн.'//Нефтяное хозяйство. 1987. >412, С. (7-19.

13. Алиев P.M., Зайналов О.Ш., Мартынов В.Г. Трещина гидроразрыва в системах прикладной геотермии // Тр,/Ин~т проблем геотермии Даг ФАН СССР 1987 вып. 8. С. 50-56.

14. Алиев Р.Ы. Особенности кинетической теории прочности для цементного камня // Известия СЩЩ ВШ. Технич. науки. 1988. ц1, 0. 86-86. '

15. Алиев Р.У., Канделаки Т.Д., Фастовец И.П. Уровни формализации в быке геофизических данных Прикаспийского региона // Геотермия Т.1. Махачкала 1988. С. 159-163.

16. Матаев Г.А.. Малачиханов Т.Е., Алиев P.M. Оценка тыненапряженного состояния крепи геотермальной сквакины // Геотермия Т.2. Махачкала. 1968. С. 27-31.

17. Алиев P.M., Мартынов Е}.Г., Канделаки Т.Л. К задаче о . г- [»«напряженном состоянии цементного камня в геотермальной сквакино // Геотермия. Т.2. Махачкала. 1688. С. 32-36.

18. Катаев Г.А., Гадкиев Д.М.. Алиев P.M. Проектирование обсадных колонн большого диаметра // Сер. Бурение. М.« ВНИИЭгазпром. 198Э. №. 35с.

19. Алиев P.M.. Фастовец И.П., Абдурахмаков И.М. Решение краевой задачи- для системы нелинейных уравнений в частных производных, .реализущей математическую модель геотермального пласта // п Северо-Кавказская региональная конференция по функционально-дифференциальным уравнениям и их приложениям. Махачкала 1989. С. 21 Б.

20. /лиев P.M.. Зайналов О.Ш., Матвея Г.А. Термонапрякенное состояние крепи геотермальной скважины // Геотермия Т.З. Махачкала. 1989. С. 131-137.

21. Алиев P.M.. Фастовец И.П.. Филенко А.Д. Структура и этапы создания банка геофизических данных Прикаспийского региона. Гетермия Т.4. Махачкала. 1989. С. 125-129.

22. Алиев P.M.. Фастовец И.П., Филенко А.Д. Некоторые аспекты обработки информации в условиях СУБД // Информационное обеспечение геофизических исследований. M.« МГК, АН СССР. 1990. С. 42-48.

23. Алиев P.M.. Зайналов О.Ш. К задаче гидроразрыва упругой проницаемой среди //Термомеханика геотермальных сиЬтем. Махачкала 1990. С. 4-6.

24. Алиев P.M.. Тамарин В.А.. Фастовец И.П. Создание банка геофизических данных Прикаспийского региона на ibm рс // Термомеханика геотермальных систем. Махачкала 1990. С. 6-13.

25. Матаев Г.А.. Шаншаев О.Ц., Алиев P.M. Температурные напряжения в пласте вокруг геотермальной сквакины // Геотермия. М.«Наука. 1991. С. 43-47.

26. Гадзшев Д-М-. Матаев Г.А.. Алиев P.M. Пути совершенствования конструкций геотермальн их скважин // Газовая промышленность. n7. 1991. С. 27.

27. Магомедов K.M.. Дантевский B.C.. Алиев P.M. Геотермальная скважина. М.»Недра. 1992. 210с. (монография).