Kuyu dibi soğutma modellemesi

Jeotermal kuyularda çimentolama, log alma, asitleme gibi pek çok operasyonun sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için, öncesinde bir soğutma operasyonu gerekmektedir. Çünkü bu operasyonlar için kullanılacak ekipmanlar, kimyasallar vs. çok yüksek sıcaklıklara dayanıklı değillerdir.Ancak bu operasyonlar sırasında ve sonrasındaki sıcaklığın ölçülmesi için kullanılan teknoloji oldukça sınırlı ve pahalıdır. Bu nedenle, jeotermal kuyularda uygulanan operasyonların sağlıklı şekilde yapılmasını sağlayacak olan soğutma işlemi sırasında ve sonrasındaki kuyu dibi sıcaklıkları ancak matematiksel modellemeyle tahmin edilebilmektedir. Bu çalışmada, tek fazlı kararlı durumlar için enjeksiyon yoluyla soğutma yapılan bir jeotermal kuyunun, kuyu dibi sıcaklık davranışı incelenmiştir. Bu amaçla nümerik ve analitik modeller geliştirilmiş ve bu modellerin birbirini doğruladığı görülmüştür. Nümerik model, eşbasınçlı sistemlerde enerji denge denklemini çözerek yapılmıştır. Rezervuar ve kuyunun modellenmesi için grid sistemleri kullanılmıştır. Modelleme esnasında rezervuar, formasyon ve kuyu için ayrı grid bloklar tasarlanmış olup toplam 600 grid blok kullanılmıştır. Nümerik modelin doğrulanması ve kıyaslanması için analitik model kullanılmıştır. Bu analitik model, rezervuar içindeki ısı transferinin tamamen ısı iletimi olduğunu varsayarak, kuyu içindeki ısı denge denklemini çözmektedir. Modellerin birbirini doğrulaması üzerine, farklı sentetik modeller geliştirilmiştir. Nümerik model ile "Rezervuar içine enjeksiyon" ve "Rezervuar içine enjeksiyon olmadan akış" olarak iki farklı akış rejimi oluşturulmuş, böylece rezervuar içine enjekte edilen suyun soğutma operasyonu sırasında ve sonrasında sıcaklık davranışını nasıl etkilediği tartışılmıştır. Bunun yanında, iki farklı durumda da sıcaklığın rezervuar boyunca değişimi ve bu değişimin ne kadar sürdüğü incelenmiştir. Tüm modellemelerde, gerçeğe uygun olması açısından, gerçek bir soğutma operasyonunun verileri kullanılmıştır. Yapılan sentetik modellerde, ısıl iletkenlik değeri, enjeksiyon sıcaklığı ve enjeksiyon debisi parametreleri farklı değerler girilerek kullanılmıştır. Bu parametrelerin, kuyu dibi sıcaklığı ve soğutma süreleri tartışılmıştır. Ayrıca, aynı hacimde soğutma sıvısının farklı debi ve enjeksiyon sürelerinde basılmasıyla oluşturulan farklı enjeksiyon programlarında, kuyu dibi sıcaklığının değişimi incelenmiştir.