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HINTERGRUND
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Einige Formen der Energieerzeugung erfordern eine Reihe von verschiedenen Aktivitäten aus unterschiedlichen technischen Bereichen, die in einem Bohrloch durchgeführt werden müssen. Eine solche Form der Energieerzeugung schließt die Geothermie ein. Geothermische Bohrungen verwenden die unter der Erde vorhandene Wärme, um nutzbare Energie zu gewinnen. Das Wasser wird in den Boden gepumpt, nimmt Energie auf und wird abgeführt. Die Wärmeenergie kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, wie das Antreiben von Turbinen oder sonstige Erzeugung von elektrischer Leistung.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Ausführungsform eines Systems zur Regulierung des Fluiddurchflusses in einem geothermischen Energieerzeugungssystem schließt eine Durchflusssteuervorrichtung ein, die in mindestens einem von einem Injektionsbohrloch und einem Förderbohrloch angeordnet ist. Das Injektionsbohrloch und das Förderbohrloch sind in einem unterirdischen Bereich angeordnet und durch einen ausgewählten Abstand getrennt. Das Injektionsbohrloch schließt einen Ausströmanschluss ein, der zum Injizieren eines Fluids in den unterirdischen Bereich konfiguriert ist, das Förderbohrloch schließt einen Einströmanschluss ein, der zur Aufnahme des Fluids aus dem unterirdischen Bereich konfiguriert ist, und der Ausströmanschluss und der Einströmanschluss stehen über einen oder mehrere Kanäle in dem unterirdischen Bereich zwischen dem Injektionsbohrloch und dem Förderbohrloch in Fluidverbindung. Die Durchflusssteuervorrichtung ist konfiguriert, um einen Durchfluss eines Fluids in das Förderbohrloch basierend auf mindestens einer von einer Temperatur und einer Durchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung zu begrenzen, wobei die mindestens eine von der Temperatur und der Durchflussrate ausgewählt ist, um eine Temperatur des in das Förderbohrloch eintretenden Fluids innerhalb eines ausgewählten Bereichs zu halten.
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Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Regulierung des Fluiddurchflusses in einem geothermischen Energieerzeugungssystem schließt das Injizieren eines Fluids in ein Injektionsbohrloch ein, das in einem unterirdischen Bereich angeordnet ist, wobei das Injektionsbohrloch von einem Förderbohrloch in dem unterirdischen Bereich durch einen ausgewählten Abstand getrennt ist, und das Vorschieben des Fluids durch mindestens einen Ausströmanschluss in den unterirdischen Bereich und durch einen oder mehrere Kanäle in dem unterirdischen Bereich. Das Verfahren schließt außerdem das Begrenzen eines Durchflusses des Fluids in das Förderbohrloch durch eine Durchflusssteuervorrichtung basierend auf mindestens einer von einer Temperatur und einer Durchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung, wobei die mindestens eine von der Temperatur und der Durchflussrate so gewählt wird, dass eine Temperatur des in das Förderbohrloch eintretenden Fluids innerhalb eines gewählten Bereichs gehalten wird, und das Erzeugen des Fluids durch Einlassen des Fluids in das Förderbohrloch durch mindestens einen Einströmanschluss ein.
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Figurenliste
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Die folgenden Beschreibungen sollten in keiner Weise als einschränkend betrachtet werden. In den beigefügten Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert:
- 1 zeigt eine Ausführungsform eines geothermischen Energieerzeugungssystems, das ein Injektionsbohrloch, ein Förderbohrloch und eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen einschließt;
- 2 zeigt Ausschnitte des Förderbohrlochs und des Injektionsbohrlochs aus 1 sowie Fluidkanäle in einem dazwischen liegenden unterirdischen Bereich;
- 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur passiven Fluidsteuerung;
- 4 zeigt Ausschnitte eines Förderbohrlochs und eines Injektionsbohrlochs eines geothermischen Energieerzeugungssystems und veranschaulicht ein Beispiel des Fluiddurchflusses zwischen dem Förderbohrloch und dem Injektionsbohrloch;
- 5 zeigt eine Ausführungsform des Systems von 4 und veranschaulicht eine Wirkung von Durchflusssteuervorrichtungen, die im Förderbohrloch an mehreren Förderzonen angeordnet sind; und
- 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zur geothermischen Energieerzeugung und Steuerung von Fluiddurchfluss darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine detaillierte Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens wird hierin beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt.
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Hierin werden Systeme, Vorrichtungen und Verfahren für die Verwaltung der Energieerzeugung aus einem geothermischen System vorgestellt. Eine Ausführungsform eines Systems schließt mindestens eine thermodynamisch empfindliche Durchflusssteuervorrichtung ein, die an einem Injektionsbohrloch und/oder einem Förderbohrloch eines geothermischen Energieerzeugungssystems angeordnet ist. Bei der Durchflusssteuervorrichtung kann es sich um eine passive oder aktive Vorrichtung handeln, die so konfiguriert ist, dass sie den Durchfluss von Fluid basierend auf einer Temperatur und/oder einer Durchflussrate des dort hindurchfließenden Fluids begrenzt oder anderweitig steuert. Jede Durchflusssteuervorrichtung steht in Fluidverbindung mit einer Förderzone, die durch einen Ausströmanschluss am Injektionsbohrloch, Fluidkanäle (einschließlich z. B. natürlicher und/oder erzeugter Brüche) in einem Formationsbereich zwischen dem Injektions- und dem Förderbohrloch und einen Einströmanschluss am Förderbohrloch gebildet wird. Die Durchflusssteuervorrichtung(en) kann (können) auf verschiedene Weise konfiguriert sein, um eine effiziente und effektive Wärmeenergiegewinnung zu ermöglichen, indem die Fluiddurchflussrate durch den Bereich gesteuert wird, um zu verhindern, dass das Fluid eine Schwellentemperatur überschreitet, und/oder um die in jeder Zone gesammelte Wärmeenergie zu verteilen.
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Jede Durchflusssteuerungsvorrichtung kann eine passive Vorrichtung oder eine aktive Vorrichtung sein. Eine passive Vorrichtung ist so konfiguriert, dass sie den Durchfluss z. B. aufgrund der gewählten Größe einer Begrenzung in der Durchflusssteuervorrichtung und ohne aktive Steuerung begrenzt. Eine aktive Vorrichtung ist mit einem Steuermechanismus wie einem Oberflächen- oder Bohrlochprozessor verbunden, der zur Steuerung eines Ventils oder einer anderen Komponente dient, um den Durchfluss basierend auf beispielsweise einer Messung einer Durchflusseigenschaft wie Durchflussrate, Temperatur und/oder Dichte zu begrenzen.
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In einer Ausführungsform schließt das System eine passive Durchflusssteuervorrichtung ein, wie eine Einströmsteuervorrichtung (Inflow Control Device, ICD) mit Begrenzungen, die so konfiguriert sind, dass sie den Durchfluss begrenzen, wenn das darin befindliche Fluid einen Fluidparameter wie eine Schwellentemperatur, eine Durchflussrate und/oder einen Druckabfall (Differenzdruck über eine Begrenzung) überschreitet (oder unterschreitet oder außerhalb eines ausgewählten Bereichs oder Wertes liegt). Die ICD kann basierend auf einem oder einer Kombination dieser Parameter reagieren. Auf diese Weise kann Fluid, das zu viel Wärme aufnimmt (das z. B. eine Dampfbildung im Förderbohrloch verursachen könnte), in andere Zonen gelenkt werden, um die Fluidtemperatur des in das Förderbohrloch eintretenden Fluids in jeder Zone zumindest teilweise auszugleichen und dadurch die Förderung von erwärmtem Fluid zu verbessern oder zu optimieren.
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Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen zahlreiche Vorteile dar. Wie ferner nachstehend erläutert, können verschiedene Bedingungen im Bohrloch bzw. in den Bohrlöchern und/oder in einem Formationsbereich bewirken, dass das Wasser mit unerwünschten Durchflussraten durch die Formation strömt. Zum Beispiel kann Wasser, das mit einer ausreichend hohen Durchflussrate durch die Formation strömt, dazu führen, dass das Wasser eine unzureichende Menge an Energie aufnimmt und was dazu führt, dass das produzierte Wasser eine niedrigere Temperatur als gewünscht aufweist. Umgekehrt kann es bei zu geringer Durchflussrate des Wasserstroms zu einer zu starken Erwärmung des Wassers kommen, was eine Dampferzeugung im Bohrloch zur Folge haben kann. Außerdem haben ungleichmäßige Durchflussraten durch unterschiedliche, vom System aufgebaute Zonen nachteilige Auswirkungen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen gehen auf solche Herausforderungen ein, indem sie den Durchfluss durch einen Formationsbereich steuern, um eine ordnungsgemäße Durchflussrate sicherzustellen, die zu einer gewünschten Temperatur des erzeugten Wassers führt, und/oder indem sie die Durchflussraten der Zonen ausgleichen, um eine gewünschte Verteilung der Temperatur des in die Zonen eines geothermischen Erzeugungssystems eintretenden Fluids sicherzustellen.
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Unter Bezugnahme auf 1 schließt eine Ausführungsform eines geothermischen Energiegewinnungssystems 10 ein erstes Bohrloch 12 und ein zweites Bohrloch 14 ein, die sich in einen unterirdischen Bereich 16 erstrecken. Der unterirdische Bereich kann eine geologisch aktive Formation oder ein beliebiger unterirdischer Bereich oder eine beliebige unterirdische Formation sein, die eine ausreichende Temperatur aufweist, um eine nutzbare Menge an Wärmeenergie zu erzeugen.
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Das erste Bohrloch 12, das auch als Injektionsbohrloch 12 bezeichnet wird, ist mit einer Oberfläche verbunden, die für das Injizieren von Wasser konfiguriert ist, und schließt eine Länge ein, die sich im Allgemeinen horizontal in dem unterirdischen Bereich erstreckt. Das zweite Bohrloch 14, das auch als Förderbohrloch 14 bezeichnet wird, schließt eine Länge in der gleichen oder einer ähnlichen Tiefe ein, die sich im Allgemeinen ebenfalls horizontal erstreckt. Es wird darauf hingewiesen, dass die durch das Injektionsbohrloch 12 und das Förderbohrloch 14 definierten Tiefen, Längen und Wege nicht auf die hierin beschriebenen spezifischen Konfigurationen beschränkt sind; die Bohrlöcher können sich in jeder geeigneten Tiefe befinden, eine beliebige Richtung aufweisen (z. B. vertikal, horizontal oder umgelenkt) und in beliebiger Weise relativ zueinander positioniert werden, sodass das injizierte Wasser durch den unterirdischen Bereich 16 zwischen den Bohrlöchern fließen kann.
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Zur Energieerzeugung wird kaltes Fluid über die Oberflächenausrüstung 18 (z. B. eine Bohranlage) unter Druck in das Injektionsbohrloch 12 injiziert und wandert durch den unterirdischen Bereich 16 in das Förderbohrloch 14, von wo aus das Fluid an der Oberflächenausrüstung 20 an die Oberfläche gebracht wird. „Kalt“, wie hierin beschrieben, bezieht sich auf eine Temperatur, die unter der Temperatur des unterirdischen Bereichs und unter der Temperatur des erzeugten Wassers liegt. „Heiß“, wie hierin beschrieben, bezieht sich auf Wasser, das auf eine Temperatur erwärmt wurde, die über der Temperatur des injizierten Wassers liegt. Zum Beispiel kann es erwünscht sein, dass das heiße Wasser eine Temperatur über dem Siedepunkt des Wassers an der Oberfläche aufweist. In diesem Beispiel kann Dampf erzeugt werden, der an eine Turbine übertragen oder für eine andere Verwendung übertragen werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass, auch wenn das injizierte Fluid hierin als Wasser beschrieben wird, es sich bei dem injizierten Fluid um jede geeignete Flüssigkeit handeln kann.
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Jeder geeignete Antriebsmechanismus kann verwendet werden, um die Erzeugung des erwärmten Fluids zu erleichtern. Beispiele für solche Mechanismen schließen den geologischen Druck, den Druck der Injektorpumpe, den Druck der Erzeugerpumpe oder eine Kombination davon ein. Zum Beispiel, wie in 1 gezeigt, schließt die Injektoroberflächenausrüstung 18 ein Fluidsteuersystem 22 ein, das eine oder mehrere Pumpen in Fluidverbindung mit einer Fluidquelle 24 einschließt. Alternativ oder zusätzlich schließt die Förderoberflächenausrüstung 20 ein Pumpsystem 26 und ein Rohrleitungssystem oder einen anderen Mechanismus zur Übertragung von erwärmtem Wasser und/oder Dampf auf eine gewünschte Einrichtung 28, wie ein elektrisches Kraftwerk oder ein Heizsystem, ein. Ein Hebemechanismus wie eine elektrische Tauchpumpe (Electric Submersible Pump, ESP) 30 kann wie gewünscht im Bohrloch angeordnet werden, um die Fluidzirkulation zu erleichtern.
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Das System 10 kann eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen einschließen, die konfiguriert sind, um verschiedene Funktionen durchzuführen. Zum Beispiel steht eine Steuerung oder eine andere Verarbeitungseinheit 32 mit der Oberflächenausrüstung 18 und/oder der Oberflächenausrüstung 20 in Verbindung. Die Verarbeitungsvorrichtung oder -vorrichtungen sind nicht derart eingeschränkt. Zum Beispiel können Verarbeitungseinheiten in einem Bohrloch (z. B. im Injektionsbohrloch) angeordnet sein. Die Verarbeitungseinheit 32 schließt Komponenten zur Durchführung von Funktionen wie der Steuerung des Fluiddurchflusses durch das System 10, der Steuerung von Bohrlochkomponenten, der Überwachung von Komponenten, der Übertragung und des Empfangs von Daten, der Verarbeitung von Messdaten und/oder der Überwachung von Vorgängen ein.
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Das System 10 schließt außerdem eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen 40 ein, die am Injektionsbohrloch 12 und/oder am Förderbohrloch 14 angeordnet sind. Die Durchflusssteuervorrichtungen 40 sind zur Steuerung der Durchflussrate des Fluids durch den unterirdischen Bereich konfiguriert, um die Temperatur des Fluids zu steuern und/oder die Temperaturverteilung des durch mehrere Förderzonen eintretenden Fluids zu steuern. Beispiele für Durchflusssteuervorrichtungen schließen aktive Einströmsteuervorrichtungen (Inflow Control Devices, ICDs), passive Durchflusssteuervorrichtungen, Siebe, Ventile, Hülsen und andere ein.
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In der Ausführungsform von 1 ist das System 10 so gezeigt, dass es eine Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen 40 in jedem des Injektionsbohrlochs 12 und des Förderbohrlochs 14 aufweist. Das System 10 ist jedoch nicht derart beschränkt und kann eine beliebige Anzahl von Durchflusssteuervorrichtungen 40 aufweisen. Zum Beispiel kann eine einzelne Durchflusssteuervorrichtung 40 im Injektionsbohrloch 12 oder im Förderbohrloch 14 angeordnet sein, eine Durchflusssteuervorrichtung 40 kann sowohl im Injektionsbohrloch 12 als auch im Förderbohrloch 14 angeordnet sein, eine Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen 40 kann im Förderbohrloch angeordnet sein, oder eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen 40 können sowohl im Förderbohrloch 12 als auch im Injektionsbohrloch 12 eingeschlossen sein.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist in einer Ausführungsform ein Injektionsstrang 42 in mindestens einem horizontalen Bereich des Injektionsbohrlochs 12 und ein Förderstrang 44 ist in mindestens einem horizontalen Bereich des Förderbohrlochs 14 angeordnet. Die Stränge können jede Art von Komponente einschließen, wie einen Bohrstrang, einen Abschlussstrang, ein Futterrohr oder einen Liner, Rohrsegmente, einen gewickelten Rohrstrang usw.
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Zum Beispiel schließt der Injektionsstrang 42 ein Rohr, das sich zumindest entlang des horizontalen Bereichs erstreckt, und eine Vielzahl von Ausströmanschlüssen 46 ein. Die Ausströmanschlüsse 46 stellen eine Öffnung bereit, um eine Fluidverbindung mit dem unterirdischen Bereich 16 aufzubauen. Die Ausströmanschlüsse 46 können als Bohrungen, Perforationen, Siebe oder beliebige andere Komponenten oder Mechanismen konfiguriert sein, die die Fluidverbindung aufbauen. Eine Durchflusssteuervorrichtung 40 ist an jedem der Ausströmanschlüsse 46 angeordnet oder mit diesen verbunden.
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Der Förderstrang 44 schließt ein Rohr, das sich zumindest entlang des horizontalen Bereichs erstreckt, und eine Vielzahl von Einströmanschlüssen 48 ein. Jeder Einströmanschluss 48 stellt eine Öffnung bereit, um eine Fluidverbindung mit dem unterirdischen Bereich 16 aufzubauen. Die Einströmanschlüsse 48 können als Bohrungen, Perforationen, Siebe usw. konfiguriert sein. An jedem der Einströmanschlüsse 48 ist eine Durchflusssteuervorrichtung 40 angeordnet oder mit ihnen verbunden. Wie vorstehend erwähnt, sind Anzahl, Art und Konfiguration der Durchflusssteuervorrichtungen 40 nicht auf die hierin beschriebenen beschränkt.
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Es können verschiedene Werkzeuge und/oder Sensoren in das System 10 integriert werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Messwerkzeuge im Bohrloch bereitgestellt werden, um Parameter, Eigenschaften oder Bedingungen des Bohrlochs, der Formation und/oder der Bohrlochkomponenten zu messen. Beispiele für Sensoren schließen Temperatursensoren, Drucksensoren, Durchflussmesssensoren, Porositätssensoren (z. B. Kernsensoren oder Schallsensoren), Fluideigenschaftssensoren und andere ein.
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Jede Durchflusssteuervorrichtung 40 ist zur Begrenzung des Fluiddurchflusses dort hindurch basierend auf den Eigenschaften des Fluids und/oder den Eigenschaften des Fluiddurchflusses konfiguriert. Zum Beispiel können eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf einer Temperatur des Fluids konfiguriert sein, z. B. basierend darauf, dass das Fluid unter einer ausgewählten Temperatur oder über einer Schwellentemperatur liegt. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf einer Durchflussrate des Fluids konfiguriert sein, die eine Schwellendurchflussrate überschreitet. Diese Steuerung verhindert, dass zu heißes Fluid in das Förderbohrloch 14 eindringt und/oder steuert die Temperaturverteilung entlang des Förderbohrlochs 14.
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Beispiele für aktive Durchflusssteuervorrichtungen schließen elektrisch gesteuerte Einströmsteuerventile (Inflow Control Valves, ICVs) und Einströmsteuervorrichtungen (Inflow Control Devices, ICDs) und hydraulisch gesteuerte ICVs und ICDs ein. Aktive Durchflusssteuervorrichtungen können steuerbare Durchflussmerkmale wie Schiebehülsen, Kugelventile und andere Ventiltypen einschließen. Passive Durchflusssteuervorrichtungen schließen passive ICDs ein, die in der Regel an einem rohrförmigen Körper ausgebildete Durchflussleitungen einschließen. Eine oder mehrere Begrenzungen in den Fluidleitungen sind zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf der Fluiddurchflussrate, der Temperatur, der Dichte und/oder anderen Fluideigenschaften konfiguriert. Begrenzungen können z. B. durch Düsen, Abschnitte von Fluidleitungen mit reduzierter Größe oder reduziertem Durchmesser, Durchflusssteuerkörper in den Fluidleitungen und andere gebildet werden.
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2 zeigt eine Ausführungsform des Systems 10, die eine Durchflusssteuervorrichtung 40 an jeder Förderzone einschließt. Eine Förderzone wird durch einen Ausströmanschluss 46, einen Einströmanschluss 48 und Kanäle 50 in dem Bereich 16 aufgebaut, zwischen denen Durchflusswege bereitgestellt werden. Bei den Kanälen 50 kann es sich zum Beispiel um natürliche Brüche und/oder andere durchlässige Merkmale der Formation, um erzeugte Brüche (z. B. durch hydraulische Spaltenbildung), um Perforationen, um ein seitliches Bohrloch, das die Bohrungen verbindet (z. B. durch Sidetracking), oder um eine Kombination davon handeln. Zum Beispiel schließt das in 2 gezeigte System 10 fünf Förderzonen ein, die als Zonen A bis E bezeichnet werden.
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Während eines geothermischen Energieerzeugungsprozesses wird kaltes Wasser (oder ein anderes Fluid) in das Injektionsbohrloch 12 injiziert, und das Wasser fließt durch einen Ausströmanschluss 44 zu jeder Zone. Das Fluid wandert durch die verschiedenen Kanäle 50 im Bereich 16, die Durchflusswege zwischen dem Injektionsbohrloch 12 und dem Förderbohrloch 14 bereitstellen, und durch die Einströmanschlüsse 48. Wenn das Fluid in das Förderbohrloch 14 wandert, absorbiert es Wärmeenergie, und diese Wärmeenergie wird durch das Förderbohrloch 14 an die Oberfläche 20 gebracht.
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Natürliche Unterschiede im Injektionsprofil und in der Reservoirleitfähigkeit können dazu führen, dass Wasser (oder ein anderes Fluid) aus dem Injektionsbohrloch ungleiche Verweilzeiten in der Formation aufweist, was dazu führt, dass das Wasser am Förderbohrloch heiße und kalte Bereiche aufweist. Bei den Durchflusssteuervorrichtungen 40 wird, durch die Begrenzung des Durchflusses von Fluid mit einer Temperatur über einer Schwellentemperatur, zu heißes Fluid begrenzt, sodass verhindert werden kann, dass Fluid mit einer zu hohen Temperatur (z. B. einer Temperatur, die die Bildung von Dampf im Förderbohrloch 14 veranlasst) in das Förderbohrloch 14 eindringt. Außerdem kann, durch die Begrenzung von zu heißem Wasser, dieses Wasser in andere Zonen umgeleitet werden, was den Effekt hat, dass die Temperaturverteilung zwischen den Zonen zumindest teilweise ausgeglichen wird.
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Eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen können entlang des Förderbohrlochs 14, des Injektionsbohrlochs 12 oder beider angeordnet sein. Zum Beispiel schließt das Förderbohrloch 14 eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen 40 ein, und das Injektionsbohrloch 12 kann eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen einschließen oder nicht. Eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen 40 (oder jede andere Art von Durchflusssteuermechanismus) können in das Injektionsbohrloch 12 integriert werden, um ein ausgeglichenes Fluidinjektionsprofil zu erzeugen (z. B. wird für jeden Ausströmanschluss 46 eine ähnliche Druck-, Temperatur- und/oder Durchflussrate aufrechterhalten).
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In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, den Durchfluss zu drosseln oder zu begrenzen, wenn das Fluid zu kühl ist, d. h. wenn es unter eine ausgewählte Temperatur fällt. Infolgedessen kann sich das kühlere Fluid mit Fluid aus anderen Zonen vermischen und die Gesamttemperatur auf eine Temperatur senken, die unter der gewünschten Temperatur an der Oberfläche liegt.
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Um solche Fälle zu berücksichtigen, können eine oder mehrere Einströmsteuervorrichtungen 40 so konfiguriert sein, dass sie stärker begrenzend werden und dadurch den Durchfluss von Fluid in einer Zone drosseln, in der das Fluid nicht ausreichend heiß ist. Durch das Drosseln des Durchflusses wird die Durchflussrate durch den unterirdischen Bereich 16 reduziert, wodurch es dem Fluid ermöglicht wird, mehr Wärme zu absorbieren und die Fluidtemperatur in einer gegebenen Zone auf eine gewünschte Einströmtemperatur zu bringen, sodass die Gesamttemperatur des erzeugten Wassers heiß genug für den gewünschten Zweck ist.
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In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere der Durchflusssteuervorrichtungen als passive Vorrichtungen konfiguriert, die den Fluiddurchfluss dadurch begrenzen, dass sie das dort hindurch strömende Fluid zum Kavitieren bringen. Wie nachstehend näher erläutert, beschleunigt eine kavitierende Einströmsteuervorrichtung das Fluid, wodurch ein Abfall des statischen Drucks verursacht wird. Wenn der statische Druck auf den Sättigungsdruck für ein Fluid mit einer gegebenen Temperatur fällt, wird die Massendurchflussrate gedrosselt. Auf diese Weise können heiße Stellen unterdrückt werden, indem das Einströmen an dieser Zone gedrosselt wird. Dies leitet Fluid in angrenzende Zonen um.
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3 veranschaulicht die Komponente einer Durchflusssteuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie den Durchfluss basierend auf Unterkühlung, entweder durch Kavitation oder andere Phänomene, drosselt oder begrenzt. Die Durchflusssteuervorrichtung 40 schließt einen Fluidkanal 60 ein, der an oder in einem Körper 62 angeordnet ist. Der Körper 62 kann ein zylindrischer Körper sein, der eine zentrale Fluidleitung, wie ein Rohrsegment, einen Werkzeugkörper oder eine andere Komponente des Injektionsstrangs 42 oder des Förderstrangs 44 aufweist. Ein Einlass 64 steht in Fluidverbindung mit einem Fluid, das von einem Ausströmanschluss 46 in den unterirdischen Bereich 16 strömt, oder mit einem Fluid, das aus dem Bereich 16 in einen Einströmanschluss 48 strömt. Das Fluid in der Durchflusssteuervorrichtung strömt durch den Kanal 60 zu einem Auslass 66, der in Fluidverbindung mit dem Bereich oder dem Förderbohrloch 14 steht. Der Fluidkanal 60 kann einen linearen Weg bilden oder einen beliebigen Fluidweg definieren, wie einen gekrümmten, umlaufenden, kreisförmigen, ringförmigen oder spiralförmigen Weg.
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Innerhalb des Fluidkanals 60 ist eine Begrenzung 68 oder Verengung ausgebildet, die bewirkt, dass die Fluidgeschwindigkeit ansteigt und der Fluiddruck abfällt, um Kavitation des Fluids zu veranlassen oder den Fluiddurchfluss anderweitig zu begrenzen, wenn das Fluid eine bestimmte Fluidunterkühlungstemperatur („Unterkühlung“) erreicht. Diese Kavitation dient zur Reduzierung der Durchflussrate. Die Begrenzung 68 kann durch eine Reduktion des Durchmessers oder der Größe des Fluidkanals gebildet werden, wie in 3 gezeigt. Die Begrenzung 68 kann auch durch Einsetzen eines Durchflusssteuerkörpers in den Fluidkanal 60 gebildet werden, um eine ausgewählte Kehlgröße aufzubauen.
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Die „Unterkühlung“ eines Fluids bezieht sich auf die Fluidtemperatur relativ zur Sättigungstemperatur des Fluids bei einem gegebenen Fluiddruck. Unterkühlung ist ein kombinierter Parameter von Temperatur und Druck (zum Beispiel entspricht eine Unterkühlung von 2° einer Temperatur bei 500 PSI und einer unterschiedlichen Temperatur bei 250 PSI). Unterkühlungsempfindliche ICDs und/oder andere Vorrichtungen passen sich an die Unterkühlung, im Gegensatz zu Temperatur oder Druck, unabhängig an.
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Die Sättigungseigenschaften des Fluids können durch eine Sättigungskurve dargestellt werden, die als Funktion von Temperatur und Druck (und/oder Differenzdruck) dargestellt wird. Ein Fluid, das auf der Sättigungskurve existiert, weist eine Kombination aus Dampf (Dampf und Gas) und Flüssigkeit auf. Fluid oberhalb der Sättigungskurve befindet sich vollständig im flüssigen Zustand und wird als unterkühlte Flüssigkeit bezeichnet. Die Begrenzung 68 ist so konfiguriert, dass sie die Kavitation des Fluids bewirkt, indem sie die Fluidgeschwindigkeit erhöht, bis der Druck auf einen Wert an der Sättigungskurve für eine gegebene Temperatur fällt. Um Kavitation zu bewirken, weist die Begrenzung eine Mindestgröße oder Kehlgröße „S“ auf, die basierend auf dem gemessenen oder erwarteten Druck und der Temperatur des in die Begrenzung strömenden Fluids ausgewählt wird. Wenn das Fluid die Begrenzung 68 verlässt, erholt sich der Fluiddruck, und das Fluid wird wieder flüssig.
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Kavitierende Durchflusssteuervorrichtungen können beispielsweise dazu verwendet werden, den Fluiddurchfluss durch den unterirdischen Bereich 16 zu steuern, um das Eindringen von übermäßig erhitztem Fluid in das Förderbohrloch 14 zu begrenzen und das Auftreten von Dampfbildung innerhalb des Förderbohrlochs zu verursachen. Die Dampfbildung im Förderbohrloch 14 kann eine Reihe von nachteiligen Auswirkungen haben, wie Erosion der Ausrüstung und die Verringerung der Effizienz. Wenn zum Beispiel Flüssigkeit und Dampf in einem Bohrloch vorhanden sind, macht der Dampf nur einen kleinen Teil der Massendurchflussrate aus, aber einen großen Teil des Volumens. Infolgedessen wird die Menge des erwärmten Fluids, die gefördert werden kann, erheblich reduziert, wodurch sich der Wirkungsgrad eines geothermischen Betriebs verringert. Außerdem steigt durch die Anwesenheit von Dampf die Energiemenge an, die zur Erzeugung einer entsprechenden Energieeinheit benötigt wird, wodurch die Gesamtmenge der Energieerzeugung verringert wird. Kavitierende Durchflusssteuervorrichtungen wie hierin erörtert (sowie andere Ausführungsformen wie passive ICDs und andere Arten von passiven ICDs) können den Fluiddurchfluss vor der Dampfbildung und/oder nach der Dampfbildung begrenzen, wodurch das Wasser von übermäßig heißen Zonen weggeleitet wird. Infolgedessen kann mehr Wärme aus den anderen Zonen entnommen werden, wobei die Wirkung des Dampfes reduziert wird.
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In einer Ausführungsform schließt das System eine Durchflusssteuervorrichtung 40 an jedem Einströmanschluss 48 ein, um den Fluiddurchfluss durch jede der Vielzahl von Förderzonen zu steuern. Gesichtspunkte dieser Ausführungsform werden in Verbindung mit den 4 und 5 erläutert. Wie nachfolgend näher erläutert, handelt es sich bei jeder Durchflusssteuervorrichtung 40 um eine passive Durchflusssteuervorrichtung (z. B. eine passive ICD), die zur Begrenzung des Durchflusses konfiguriert ist, wenn das Fluid eine Schwellendurchflussrate überschreitet.
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Es wird darauf hingewiesen, dass, obgleich in der folgenden Beschreibung die Durchflussbegrenzung basierend auf der Durchflussrate erläutert wird, ähnliche Effekte durch Verwendung von Durchflusssteuervorrichtungen erzielt werden können, die auf die Durchflussrate und/oder die Temperatur reagieren.
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4 zeigt ein Szenario, in dem variierende Bruchgeometrien und/oder variable Wärmeübertragungsraten zu einer Durchfluss- und Temperaturverteilung führen, die dazu führt, dass das geförderte Wasser unter einer gewünschten Temperatur liegt. 5 zeigt ein Beispiel für die Verwendung von Durchflusssteuervorrichtungen 40 zur passiven Steuerung der Durchflussrate und der Wärmeverteilung auf die verschiedenen Zonen. Die Förderzonen werden als Zonen A bis E bezeichnet.
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In den 4 und 5 stellen Pfeile unterschiedlicher Länge die Fluiddurchflussrate dar, wenn das Fluid durch jede Zone von einem Ausströmanschluss 46 zu einem Einströmanschluss 48 strömt. Außerdem wird die Temperatur des Fluids durch die Werte T1 bis T5 bezeichnet, wobei T1 eine niedrige Temperatur (die Injektionstemperatur) darstellt und T1 bis T5 sukzessiv ansteigende Temperaturen darstellen, und T5 eine Höchsttemperatur darstellt.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Durchflussrate durch die verschiedenen Zonen ungleichmäßig, was zu einem ungleichen Temperaturprofil führt. In Zone A ist die Durchflussrate relativ niedrig, was dazu führt, dass sich das Fluid von der Temperatur T 1 auf T3 erwärmt und als Temperatur T3 in das Förderbohrloch 14 eintritt. Die Durchflussrate durch die Zonen B und C ist relativ hoch; das Fluid verweilt nicht lange genug in dem Bereich, um ausreichend Wärme aufzunehmen, sodass relativ kühles Fluid (Temperatur T2) in das Förderbohrloch 14 eintritt. Der Durchfluss in den Zonen D und E weist Durchflussraten auf, die zwischen denen der anderen Zonen liegen, und wird auf eine Temperatur T4 angehoben, die höher ist als die der anderen Zonen, aber niedriger als eine gewünschte Temperatur T5. Somit ist zu erkennen, dass die Temperaturverteilung ungleichmäßig und für den vorgesehenen Zweck zu kühl ist.
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5 zeigt das System 10, das eine Durchflusssteuervorrichtung 40 einschließt, die als passive ICD an oder in Fluidverbindung mit jedem Einströmanschluss konfiguriert ist. Wie gezeigt, wird das Wasser in den Zonen B und C gedrosselt, um die Durchflussrate zu verringern, wodurch bewirkt wird, dass das Wasser in diesen Zonen mehr Wärme aus dem Bereich aufnimmt und dadurch das Wasser auf eine ausreichende Temperatur erwärmt. Dadurch wird die Gesamtdurchflussrate durch den Bereich reduziert und der Unterschied zwischen den Temperaturen zwischen den Zonen wird verringert. Infolgedessen kann das System 10 mit verbessertem oder maximalem Wirkungsgrad betrieben werden, wobei das Verhältnis zwischen der Energie zum Pumpen des Wassers und der entnommenen Energie reduziert oder minimiert wird.
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Im vorstehenden Beispiel sind die Durchflusssteuervorrichtungen 40 alle zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf derselben oder einer ähnlichen Fluiddurchflussrate (oder Temperatur) konfiguriert. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Durchflusssteuervorrichtungen 40 so einzustellen, dass sie den Durchfluss als Reaktion auf unterschiedliche Durchflussraten und/oder Temperaturen begrenzen, um die Temperatur auszugleichen, oder um einen thermischen Gradienten entlang der Länge des Förderbohrlochs 14 an den Einströmpunkten zu erzeugen.
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Bezug nehmend auf 6 schließt ein Verfahren 100 zur Erzeugung geothermischer Energie und zum Regulieren des Fluiddurchflusses eine oder mehrere Stufen 101-104 ein. In einer Ausführungsform schließt das Verfahren 100 die Ausführung aller Stufen 101-104 in der beschriebenen Reihenfolge ein. Bestimmte Stufen können jedoch weggelassen werden, die Stufen können hinzugefügt werden oder die Reihenfolge der Stufen kann geändert werden. Obgleich das Verfahren 100 in Verbindung mit dem System 10 beschrieben wird, kann das Verfahren 200 in Verbindung mit jedem Fördersystem verwendet werden, das die Injektion von Fluiden zur Erleichterung der Förderung einbezieht.
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In der ersten Stufe 101 wird ein Fluid wie Wasser mit einer ausgewählten Durchflussrate und Druck in das Injektionsbohrloch 12 injiziert. Die Durchflussrate und der Druck können von einer Pump- und Verarbeitungsvorrichtung, z. B. an der Oberflächenausrüstung 18, gesteuert werden. Das Injektionsbohrloch 12 erstreckt sich horizontal in geologisch aktive Schichten oder einen anderen geeigneten unterirdischen Bereich. Das Förderbohrloch 14 erstreckt sich auch horizontal in die Schichten. Die horizontalen Bereiche des Injektionsbohrlochs 12 und des Förderbohrlochs 14 sind durch einen Abstand voneinander getrennt, der beispielsweise basierend auf der bekannten oder erwarteten Bohrlochtemperatur in den Schichten sowie dem Druck und der Durchflussrate des injizierten Wassers gewählt werden kann.
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In einer Ausführungsform schließt das Injektionsbohrloch 12 eine Vielzahl von Ausströmanschlüssen 46 an jeweiligen Stellen entlang des horizontalen Bereichs des Injektionsbohrlochs ein. Das Förderbohrloch 14 schließt eine Vielzahl von Einströmanschlüssen 48 entlang des horizontalen Bereichs des Förderers ein. Die Einström- und Ausströmanschlüsse sind so angeordnet, dass sie Förderzonen aufbauen, wobei jede Förderzone einen Einströmanschluss, einen Ausströmanschluss und Fluidwege in den dazwischen befindlichen Schichten einschließt.
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In der zweiten Stufe 102 strömt das injizierte Wasser durch die Schichten zu einer oder mehreren Förderzonen. Wenn das Wasser zum Förderbohrloch 14 vordringt, nimmt es Wärme aus den Schichten auf.
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In der dritten Stufe 103 wird die Durchflussrate des Wassers durch eine oder mehrere Zonen begrenzt oder anderweitig gesteuert, um die Durchflussrate durch den Bereich zu regulieren. In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen 40 zur Begrenzung des Durchflusses von Fluid durch eine oder mehrere Zonen konfiguriert, um die Temperatur des in das Förderbohrloch 14 eintretenden Wassers zu begrenzen. Die Durchflusssteuervorrichtungen 40 können passive Durchflusssteuervorrichtungen oder aktive Durchflusssteuervorrichtungen sein. In einer anderen Ausführungsform ist eine Durchflusssteuervorrichtung 40 im Förderbohrloch 14 angeordnet, um das Fluid durch jede Förderzone zu steuern. Durchflusssteuervorrichtungen 40 können außerdem wie gewünscht in das Injektionsbohrloch 12 eingeschlossen werden. Die Durchflusssteuervorrichtungen dienen dazu, zu verhindern, dass Wasser, das eine Schwellentemperatur überschreitet, in das Förderbohrloch eindringt, und/oder sie dienen dazu, die thermische Verteilung des in das Förderbohrloch 14 eindringenden Wassers auszugleichen oder anderweitig zu steuern.
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In der vierten Stufe 104 wird das erwärmte Wasser an die Oberfläche gebracht und für verschiedene Zwecke genutzt. Zum Beispiel hat das geförderte Wasser beim Erreichen der Oberfläche eine Temperatur oberhalb des Siedepunkts und erzeugt somit einen Strom, der für Zwecke wie die Stromerzeugung und/oder die Beheizung eines Gebäudes, Wohnhauses oder einer anderen Behausung verwendet werden kann.
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Im Folgenden sind einige Ausführungsformen der vorstehenden Offenbarung dargestellt:
- Ausführungsform 1: System zum Regulieren des Fluiddurchflusses in einem System zur geothermischen Energieerzeugung, wobei das System umfasst: eine Durchflusssteuervorrichtung, die in mindestens einem von einem Injektionsbohrloch und einem Förderbohrloch angeordnet ist, wobei das Injektionsbohrloch und das Förderbohrloch in einem unterirdischen Bereich angeordnet und durch einen ausgewählten Abstand getrennt sind, wobei das Injektionsbohrloch einen Ausströmanschluss einschließt, der konfiguriert ist, um ein Fluid in den unterirdischen Bereich zu injizieren, wobei das Förderbohrloch einen Einströmanschluss einschließt, der konfiguriert ist, um das Fluid aus dem unterirdischen Bereich aufzunehmen, wobei der Ausströmanschluss und der Einströmanschluss in Fluidverbindung über einen oder mehrere Kanäle in dem unterirdischen Bereich zwischen dem Injektionsbohrloch und dem Förderbohrloch stehen, wobei: die Durchflusssteuervorrichtung zur Begrenzung eines Durchflusses eines Fluids in das Förderbohrloch basierend auf mindestens einer von einer Temperatur und einer Fluiddurchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung konfiguriert ist, wobei die mindestens eine von der Temperatur und der Durchflussrate ausgewählt ist, um eine Temperatur des in das Förderbohrloch eintretenden Fluids innerhalb eines ausgewählten Bereichs zu halten.
- Ausführungsform 2: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung aus einer passiven Einströmsteuervorrichtung (ICD) und einer aktiven ICD ausgewählt ist.
- Ausführungsform 3: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf der Durchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung konfiguriert ist, die eine Schwellendurchflussrate überschreitet, wobei die Schwellendurchflussrate so ausgewählt ist, dass verhindert wird, dass Fluid, das eine gewählte Temperatur überschreitet, in das Förderbohrloch eindringt.
- Ausführungsform 4: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf der Temperatur des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung konfiguriert ist, die eine Schwellentemperatur überschreitet.
- Ausführungsform 5: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung eine passive Durchflusssteuervorrichtung ist, die einen oder mehrere Fluidkanäle einschließt, wobei der eine oder die mehreren Fluidkanäle eine oder mehrere Begrenzungen einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie den Fluiddurchfluss basierend auf mindestens einem der Folgenden drosseln: einem ausgewählten Unterkühlen des Fluids, einem ausgewählten Druck und einer ausgewählten Druckdifferenz.
- Ausführungsform 6: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Unterkühlungstemperatur so gewählt ist, dass verhindert wird, dass das Fluid innerhalb des Förderbohrlochs Dampf innerhalb des Förderbohrlochs bildet.
- Ausführungsform 7: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung zur Begrenzung des Durchflusses basierend auf der Temperatur des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung konfiguriert ist, die unter eine Schwellentemperatur fällt.
- Ausführungsform 8: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Injektionsbohrloch eine Vielzahl von Ausströmanschlüssen einschließt, die entlang eines Bereichs des Injektionsbohrlochs angeordnet sind, das Förderbohrloch eine Vielzahl von Einströmanschlüssen einschließt, die entlang eines Bereichs des Förderbohrlochs angeordnet sind, und das System eine Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen einschließt, wobei jede Durchflusssteuervorrichtung in Fluidverbindung mit einem jeweiligen Einströmanschluss der Vielzahl von Einströmanschlüssen steht.
- Ausführungsform 9: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen zur Reduzierung einer Veränderung der Temperatur des in jeden Einströmanschluss eintretenden Fluids konfiguriert ist, um eine Verteilung der Fluidtemperatur in der Förderbohrung zumindest teilweise auszugleichen.
- Ausführungsform 10: System gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die die Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen zur Steuerung einer Temperatur des in jeden Einströmanschluss eintretenden Fluids konfiguriert sind, um einen ausgewählten thermischen Gradienten im Förderbohrloch zu erzeugen.
- Ausführungsform 11: Verfahren zum Regulieren des Fluiddurchflusses in einem System zur geothermischen Energieerzeugung, umfassend: Injizieren eines Fluids in ein Injektionsbohrloch, das in einem unterirdischen Bereich angeordnet ist, wobei das Injektionsbohrloch von einem Förderbohrloch in dem unterirdischen Bereich durch einen ausgewählten Abstand getrennt ist; Vorschieben des Fluids durch mindestens einen Ausströmanschluss in den unterirdischen Bereich und durch einen oder mehrere Kanäle im unterirdischen Bereich; Begrenzen des Durchflusses eines Fluids in das Förderbohrloch durch eine Durchflusssteuervorrichtung basierend auf mindestens einer von einer Temperatur und einer Durchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung, wobei die mindestens eine von der Temperatur und der Durchflussrate ausgewählt ist, um eine Temperatur des in das Förderbohrloch eintretenden Fluids innerhalb eines ausgewählten Bereichs zu halten; und Fördern des Fluids durch Empfangen des Fluids im Förderbohrloch durch mindestens einen Einströmanschluss.
- Ausführungsform 12: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung aus einer passiven Einströmsteuervorrichtung (ICD) und einer aktiven ICD ausgewählt ist.
- Ausführungsform 13: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Begrenzen durch die Durchflusssteuervorrichtung basierend auf der Durchflussrate des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung, die eine Schwellendurchflussrate überschreitet, durchgeführt wird, wobei die Schwellendurchflussrate so ausgewählt ist, dass verhindert wird, dass Fluid, das eine gewählte Temperatur überschreitet, in das Förderbohrloch eindringt.
- Ausführungsform 14: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Begrenzen durch die Durchflusssteuervorrichtung basierend auf der Temperatur des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung, die eine Schwellentemperatur überschreitet, durchgeführt wird.
- Ausführungsform 15: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Durchflusssteuervorrichtung eine passive Durchflusssteuervorrichtung ist, die einen oder mehrere Fluidkanäle einschließt, wobei der eine oder die mehreren Fluidkanäle eine oder mehrere Begrenzungen einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie den Fluiddurchfluss basierend auf mindestens einem der Folgenden drosseln: einem ausgewählten Unterkühlen des Fluids, einem ausgewählten Druck und einer ausgewählten Druckdifferenz.
- Ausführungsform 16: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Injektionsbohrloch eine oder mehrere Durchflusssteuervorrichtungen einschließt, die zur Schaffung eines ausgeglichenen Fluidinjektionsprofils konfiguriert sind.
- Ausführungsform 17: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Begrenzen durch die Durchflusssteuervorrichtung basierend auf der Temperatur des Fluids in der Durchflusssteuervorrichtung, die unter eine Schwellentemperatur fällt, durchgeführt wird.
- Ausführungsform 18: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei das Injektionsbohrloch eine Vielzahl von Ausströmanschlüssen einschließt, die entlang eines Bereichs des Injektionsbohrlochs angeordnet sind, das Förderbohrloch eine Vielzahl von Einströmanschlüssen einschließt, die entlang eines Bereichs des Förderbohrlochs angeordnet sind, und das System eine Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen einschließt, wobei jede Durchflusssteuervorrichtung in Fluidverbindung mit einem jeweiligen Einströmanschluss der Vielzahl von Einströmanschlüssen steht.
- Ausführungsform 19: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen zur Reduzierung einer Veränderung der Temperatur des in jeden Einströmanschluss eintretenden Fluids konfiguriert ist, um eine Verteilung der Fluidtemperatur in der Förderbohrung zumindest teilweise auszugleichen.
- Ausführungsform 20: Verfahren gemäß einer vorstehenden Ausführungsform, wobei die die Vielzahl von Durchflusssteuervorrichtungen zur Steuerung einer Temperatur des in jeden Einströmanschluss eintretenden Fluids konfiguriert sind, um einen ausgewählten thermischen Gradienten im Förderbohrloch zu erzeugen.
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Die Elemente der Ausführungsformen wurden entweder mit den Artikeln „ein“ oder „eine“ eingeführt. Die Artikel sollen bedeuten, dass es ein oder mehrere Elemente gibt. Die Begriffe „einschließlich/einschließend“ und „mit/aufweisend“ sind als inklusiv zu verstehen, sodass es neben den aufgeführten Elementen noch zusätzliche Elemente geben kann. Bei Verwendung der Konjunktion „oder“ in einer Liste mit mindestens zwei Begriffen ist jeder Begriff oder jede Begriffskombination gemeint. Die Begriffe „erste“, „zweite“ und dergleichen bezeichnen keine bestimmte Reihenfolge, werden jedoch verwendet, um unterschiedliche Elemente zu unterscheiden.
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Es wird anerkannt, dass die verschiedenen Komponenten oder Technologien bestimmte notwendige oder nützliche Funktionen oder Merkmale bereitstellen können. Entsprechend werden diese Funktionen und Merkmale, die zur Unterstützung der beiliegenden Ansprüche und deren Variationen erforderlich sein können, als inhärent als Teil der hierin enthaltenen Lehren und als Teil der offenbaren Erfindung eingeschlossen anerkannt.
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Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente durch Elemente der Erfindung substituiert werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Entsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung anhand von Veranschaulichungen und nicht einschränkend beschrieben wurde. Darüber hinaus verstehen sich viele Modifikationen dazu, um ein bestimmtes Instrument, eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzumfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist, die als beste Form zur Ausführung der Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen einschließt, die in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
