Оптимизационные модели анализа и исследования геотермальных систем

• Автор: Джаватов, Джават Курбанович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ
1.1. Геотермальная энергия - альтернативный источник энергии
1.2. Анализ состояния технологий освоения геотермальных ресурсов
1.3. Проблемы развития геотермальной энергетики
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ И ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. Температурный режим геотермальных коллекторов
2.2. Математическая термодинамическая модель ГЦС
2.3. Постановка оптимизационных задач для математической термодинамической модели ГЦС
2.4. Решение оптимизационных задач для модели ГЦС с помощью методов теории оптимального управления
2.5. Численные расчеты и анализ полученных результатов
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1. Закономерности теплового режима в геотермальной циркуляционной системе
3.2. Специфика геотермальных вод как теплоносителей
3.3.Математическая модель комбинированной системы геотермального теплоснабжения с пиковым догревом
3.4. Параметрическая задача оптимального управления для модели комбинированной системы геотермального теплоснабжения с пиковым догревом
3.5. Задачи оптимизации эксплуатации комбинированной системы гео-

термального теплоснабжения с пиковым догревом
3.6. Оценка термодинамической эффективности комбинированной системы геотермального теплоснабжения
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
4.1. Технологические особенности разработки геотермальных месторождений
4.2. Математическая модель процесса разработки геотермального месторождения
4.3. Задачи оптимального управления разработкой геотермального месторождения
4.4. Численные расчеты и анализ полученных результатов
ГЛАВ А. 5. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СИСТЕМОЙ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН
5.1. Особенности бурения и эксплуатации горизонтальных скважин
5.2. Оптимизация одиночной горизонтальной скважины
5.3. Оптимизация эксплуатации ГЦС с горизонтальными стволами
5.4. Горизонтальные многозабойные скважины и их оптимизация :
ГЛАВА 6. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
6.1. Применение методов оптимизации в геотермальных системах
6.2. Принятие решений в геотермальных системах в условиях многокритериальное™
6.3. Математическая модель оптимизации поведения производителя геотермального тепла на рынке одного товара
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Современная энергетика, являющаяся важнейшим сектором экономики, базируется на традиционных видах топлива (уголь, нефть, природный газ), на долю которых приходится более 80% производства энергии. Энергетика, основанная на ископаемых видах топлива, не может гарантировать устойчивое развитие экономики на длительную перспективу из-за роста цен на топливо и их нестабильности и является одной из основных причин, отрицательно влияющих на окружающую среду.
Основой современной энергетической политики стали меры, направленные на повышение эффективности использования энергии, энергосбережение, а также сокращение или ослабление воздействия энергетических объектов на окружающую среду. Такая стратегия характерна для возобновляемых источников энергии. Одним из перспективных видов возобновляемой энергии является геотермальная энергия, и уже сейчас накоплен значительный опыт ее практического использования.
Для повышения эффективности использования геотермальной энергии необходимо решить комплекс проблем, связанных с созданием и эксплуатацией рентабельных геотермальных энергетических систем.
Экономика геотермальной энергетики будет зависеть, прежде всего, от снижения стоимости и увеличения темпов проходки геотермальных скважин, от развития способов увеличения их производительности, оптимизации конструкционно-технологических и режимных параметров соответствующих геотермальных систем. В этих условиях актуальной является проблема разработки эффективных технологий извлечения из недр геотермальной энергии и рациональных схем ее использования.
Существенный вклад в развитие отечественной геотермии внесли такие ученые, как М.Г. Алишаев, P.M. Алиев, А.Б.Алхасов, Р.Б. Ахмедов, С.С. Бондаренко, Э.И. Богуславский, Г.М. Гайдаров, И.М. Дворов, Ю.Д. Дядькин,
В.И. Кононов, М.К. Курбанов, Д.А. Лабунцов, Б.Ф. Маврицкий, K.M. Маго-

правильно отражающей основные закономерности процессов тепломассопере-носа, имеющие значение для выбора технологических решений, оптимизации систем разработки и определения экономических показателей освоения геотермальной энергии в различных конкретных условиях
На сегодня созданы достаточно надежные расчетные методы для всех основных технологических типов геотермальных систем [6, 17, 132, 167, 172].
В развитии теоретических основ геотермии значительный вклад внесли Дядькин Ю.Д. и Магомедов К.М.
Особое значение в современных условиях приобретают вопросы совершенствования хозяйственного механизма в геотермальном производстве.
При сегодняшней конъюнктуре стоимость энергии, получаемой от ВИЗ в том числе и геотермальной, в большинстве случаев оказывается выше стоимости энергии от традиционных источников. Поэтому для промышленно развитых стран главными стимулами для внедрения ВИЗ являются сам факт возобновляемости и экологическая чистота. По этим причинам и население, и государство готовы различными методами поддерживать организации и лица, производящие оборудование и использующие ВИЗ.
Среди мер государств, входящих в Международное Энергетическое Агентство (МЭА), в поддержку ВИЗ можно назвать следующие:
- гранты для капиталовложений и потребителей энергии от ВИЗ; государственные закупки и гарантированные цены на продажу производителем энергии от ВИЗ;
- налоговые скидки;
- региональная политика и т. д.
Государственное финансирование нетрадиционной энергетики в форме субсидий и грантов активно используется в Австралии, Австрии, Франции, Германии, Италии, Швейцарии. В Японии широко практикуются такие формы государственной финансовой поддержки ВИЗ, как льготные займы на проекты в области геотермальной энергетики, предоставляемые японским Банком Развития.