Betydelsen av raka borrhål för större geoenergisystem

Abstract (Swedish)

Ett 200 meter djupt borrhål avviker ofta mer eller mindre från sin planerade bana. Hur mycket borrhålet avviker beror på de geologiska förutsättningarna, vilken borrteknik och vilken borrutrustning som används. Alternativet kan vara så kallad riktad borrning vilket innebär att styrning kopplas på borrhammaren för att få hålet så rakt som möjligt. Priset på riktad borrning ligger i storleksordningen 50 % högre än priset för vanlig borrning.
Syftet med examensarbetet har varit att reda ut vilka konsekvenser ett avvikande borrhål får, ur ett praktiskt, juridiskt samt funktionsmässigt perspektiv.
Resultaten visar att de flesta borrhål avviker mer eller mindre och att de flesta borrhålsavvikelser är geologiskt betingade. De tekniska problemen med avvikande borrhål är inte lika omfattande då få borrhål går in i varandra. Mer vanligt är att borrhål med kort avstånd till varandra påverkar varandra termiskt. Termisk påverkan leder till att temperaturen i borrhålen blir lägre vilket medför att värmepumpens effekt sänks. Sju olika scenarier har simulerats i SBM (Superposition Borehole Model), och samtliga fall illustrerar ett borrhålslager med 9 borrhål. Resultaten av simuleringen visar att lägst temperatur i borrhål och köldbärarvätskan återfås i ett scenario där ett borrhål i centrum är helt vertikalt och där resterande borrhål avviker in mot centrum. I resterande scenarier påverkas temperaturen positivt, temperaturen i borrhål och kölbärarvätska är högre i förhållande till ett system med enbart vertikala borrhål, eller negligerbart. Ett borrhål som avviker från sin planerade bana kan driva in på en annan fastighet. Huruvida ett avvikande borrhål kränker en grannes äganderätt är svårt att svara på då en fastighets gränser är svåra att definiera. En gängse tolkning är att en fastighets gräns sträcker sig till det djup som det är möjligt att utnyttja en fastighet på. Ett avvikande borrhål kan då kränka en grannes äganderätt om de termiska förutsättningarna i berget förändras. Å andra sidan behöver inte någon termisk rådighet visas enligt domslut (mål nr T 3084-00). Det behöver alltså inte stå klart att berget inte kommer att påverkas termiskt utanför fastighetsgränsen.

Abstract

A 200 meter deep borehole often deviates more or less from its planned path. How much the borehole deviates depends on the geological conditions, the drilling technique and drilling equipment used. The alternative is directional drilling which means that a device is coupled to the rotary hammer to make the hole as straight as possible. The cost of directional drilling is in the order of 50 % higher than for conventional drilling.
The aim with this bachelor thesis was to find out what impact a borehole deviation may cause, from a practical, legal and functional perspective. The results show that most boreholes deviates more or less and that the deviation is mostly caused by geological conditions. The technical problems associated with deviating boreholes is not as extensive as few boreholes collide. More common is that boreholes with a short distance to each other interact thermally. Thermal effects cause the temperature in the boreholes to decrease, which means that the heat pump output is reduced. Seven different scenarios have been simulated in SBM (Superposition Borehole Model), and each case illustrates a shallow geothermal system with 9 wells. The results of the simulation show that the lowest temperature in wells and brine is found in a scenario where the center borehole is completely vertical and the remaining boreholes deviate toward the center. In the remaining scenarios, the effects on the temperature is positive. The temperature in the borehole and the brine is higher compared to a system with only vertical boreholes, or negligible.
One hole that deviates from its planned path can drive onto another property. Whether a deviated borehole violates a neighbor's ownership is difficult to say as the boundaries for a property are difficult to define. The usual interpretation is that the boundary of a property extends to the depth that it is possible to use the property on. An borehole thats deviates can in that sense violate a neigbor´s property if the thermal conditions in the rock changes. On the other hand, it is not necessary to legally show that the rock will not influence thermally outside the boundary of the property, according to the judgement in swedish Supreme Court (nr T 3084-00.

• author: Westman, Malin
• supervisor: Signhild Gehlin; Johan Barth; Per Möller
• organization: Department of Geology
• alternative title: The importance of straight boreholes for shallow geothermal energy systems
• course: GEOL01 20131
• year: 2013
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: praktiskt- juridiskt- och funktionsmässigt perspektiv, geoenergi, avvikande borrhål, SBM-simulering
• publication/series: Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet
• report number: 359
• language: Swedish
• additional info: Externa handledare: Signhild Gehlin, Svenskt Geoenergicentrum, Lund och; Johan Barth, Geotec, Lund
• id: 3958698
• date added to LUP: 2013-10-01 11:31:23
• date last changed: 2013-10-07 23:41:17