Reutilização de poços inativos na Bacia do Norte da Alemanha como trocadores de calor de perfuração profunda
APLICAÇÕES GEOTÉRMICAS DE MÉDIA A GRANDE COMPLEXIDADE
Nora Koltzer, Johannes Schoenherr, Maximilian Sporleder, Jan Niederau, Florian Wellmann (2024). Repurposing idle wells in the North German Basin as deep borehole heat exchangers. Springer Nature – Geothermal Energy, Volume 12, article number 35, (2024) – (link)
Título
Repurposing idle wells in the North German Basin as deep borehole heat exchangers
(Reutilização de poços inativos na Bacia do Norte da Alemanha como trocadores de calor de perfuração profunda)
Resumo
This study investigates the feasibility to repurpose wells from gas production for geothermal closed-loop application in the North German Basin (NGB). The objective for this research topic is to extend the value-added chain of idle wells by re-completion as coaxial deep borehole heat exchangers as an efficient way to produce green energy without drilling new wells by saving the carbon emission and costs of building a new geothermal well. With numerical models of two typical geological settings of the NGB and two different completion schemes, it is possible to simulate the thermal performance over a lifetime of 30 years. The calculated heat extraction rates range from 200 to 400 kW, with maximum values of up to 600 kW. Sensitivity analyses demonstrate that re-completion depth and injection temperature are the most sensitive parameters of thermal output determination. The heat demand around the boreholes is mapped, and heat generation costs are calculated with heating network simulations. The initial production costs for heat are comparable to other renewable energy resources like biomass and competitive against gas prices in 2022. This study highlights available geothermal resources’ environmental and economic potential in already installed wells. The application has almost no geological and no drilling risks and may be installed at any idle well location.
TRADUÇÃO LIVRE
Este estudo investiga a viabilidade de reutilizar poços de produção de gás para aplicação geotérmica em circuito fechado na Bacia do Norte da Alemanha (NGB). O objetivo deste tema de pesquisa é ampliar a cadeia de valor agregado de poços ociosos, reativando-os como trocadores de calor coaxiais de perfuração profunda, como uma forma eficiente de produzir energia verde sem perfurar novos poços, economizando emissões de carbono e custos de construção de um novo poço geotérmico. Com modelos numéricos de duas configurações geológicas típicas da NGB e dois esquemas de conclusão diferentes, é possível simular o desempenho térmico ao longo de uma vida útil de 30 anos. As taxas de extração de calor calculadas variam de 200 a 400 kW, com valores máximos de até 600 kW. Análises de sensibilidade demonstram que a profundidade de reativação e a temperatura de injeção são os parâmetros mais sensíveis para a determinação da produção térmica. A demanda de calor ao redor dos poços é mapeada e os custos de geração de calor são calculados com simulações da rede de aquecimento. Os custos iniciais de produção de calor são comparáveis a outros recursos de energia renovável, como biomassa, e competitivos em relação aos preços do gás em 2022. Este estudo destaca o potencial ambiental e econômico dos recursos geotérmicos disponíveis em poços já instalados. A aplicação quase não apresenta riscos geológicos e de perfuração e pode ser instalada em qualquer local de poço ocioso.
Artigo publicado no site Springer Nature – Geothermal Energy Journal.
