Τεχνικής Γεωτρήσεων & Ρευστομηχανικής

Αντικείμενο του εργαστηρίου

• Υποστήριξη των Εργαστηριακών Ασκήσεων του μαθήματος της Εφαρμοσμένης Ρευστομηχανικής της Σχολής Μηχανικών Ορυκτών Πόρων του Πολυτεχνείου Κρήτης
• Διεξαγωγή βασικής έρευνας στη θεματική περιοχή της πολυφασικής ροής σε πορώδη πρότυπα με έμφαση στη ροή γαγγλίων
• Πειραματική μελέτη διεργασιών σε διατάξεις μικρορευστομηχανικής με στόχο την ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών για τη μελέτη φαινομένων μεταφοράς σε πορώδη μέσα
• Ανάπτυξη 2D και 3D προτύπων πορωδών δομών με γεωλογικά χαρακτηριστικά
• Ανάπτυξη υπολογιστικών εργαλείων για την προσομοίωση πολυφασικών ροών με τεχνικές παράλληλου προγραμματισμού και High Performance Computing (HPC)

Εκπαιδευτικές δραστηριότητες

Προπτυχιακά μαθήματα

• ΜΟΠ 509 Τεχνική Γεωτρήσεων
• ΜΟΠ 308 Εφαρμοσμένη Ρευστομηχανική
• Επίβλεψη Διπλωματικών Εργασιών

Μεταπτυχιακά μαθήματα

Επίβλεψη Μεταπτυχιακών & Διδακτορικών Διατριβών

Ερευνητικά και Αναπτυξιακά προγράμματα

• SHOW-CEM

Ανάπτυξη νέων τσιμέντων γεωτρήσεων υδρογονανθράκων και γεωτρήσεων γεωθερμίας με ικανότητες αυτοίασης.
Συνεργάτης με άλλους δύο ερευνητικούς φορείς και ερευνητική υπεργολαβία σε κοινοπραξία τριών επιχειρήσεων. Διάρκεια 1.5 χρόνια, 06/14 - 11/15, Χρηματοδότηση ΠΑΒΕΤ

Κατά την διάρκεια της τριετούς παραμονής στο Κατάρ ξεκίνησαν, και υλοποιούνται τώρα, τα ακόλουθα ερευνητικά έργα: α) Ανάπτυξη και δοκιμές 'έξυπνων' πολφών γεωτρήσεων για επίλυση γεωτρητικών προβλημάτων στο Κατάρ και για ελαχιστοποίηση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου. και β) Ανάπτυξη μεθοδολογιών Magnetic Resonance Imaging για 3-D ανάλυση πολυφασικών ροών σε κοιτάσματα υδρογονανθράκων.

• ΑΙΓΕΟ (Ανάλυση Ιδιοτήτων ΓΕωτρητικών πΟλφών)

«ΜΕΛΕΤΗ ΕΛΑΧΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΥΡΗΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΡΕΥΣΤΑ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ ΣΕ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΛΙΓΝΙΤΗ»
Διάρκεια: 2005-2006
Προϋπολογισμός 50.000 €
Χρηματοδότηση Υπ. Παιδείας, ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ ΙΙ
H προτεινόμενη έρευνα αποσκοπεί στο να προσδιορίσει τις ιδιότητες των πολφών που προκαλούν μείωση της διαπερατότητας των πυρήνων πετρωμάτων και να διερευνήσει κατάλληλα πρόσθετα ρύθμισης με βάση τον ελληνικό λιγνίτη. Περιλαμβάνει την παρασκευή ρευστών με μπεντονίτη και λιγνίτη, την μέτρηση ρεολογικών και διηθητικών ιδιοτήτων και την διερεύνηση της επίδρασης των διηθημάτων στην διαπερατότητα πετρωμάτων, πειραματικά και με μοντελοποίηση του φαινομένου. Η σύνθεση των αποτελεσμάτων δίνει πλήρη εικόνα της ρύθμισης των ιδιοτήτων των πολφών με την προσθήκη ελληνικών λιγνιτών.

• ΛΙΓΝΙΤΕΣ

«ΜΕΛΕΤΗ ΓΙΑ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΛΙΓΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΕΥΣΤΩΝ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝ»
Διάρκεια: 2002-2005
Προϋπολογισμός 78.000 €
Χρηματοδότηση ΙΓΜΕ / ΕΠΑΝ
Σκοπός του ερευνητικού έργου ήταν η μελέτη της καταλληλότητας των ελληνικών λιγνιτών - οι οποίοι βρίσκονται σε μικρά κοιτάσματα μη πρόσφορα για ενεργειακές χρήσεις - ως πρόσθετα στα ρευστά γεώτρησης για έλεγχο των ρεολογικών και διηθητικών χαρακτηριστικών των πολφών γεώτρησης σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες.

Περιοχές έρευνας

Μελετάμε την ρεολογία μη-Νευτώνειων ρευστών και τις διηθητικές ιδιότητες με στόχο την ανάπτυξη νέων προσθέτων για χρήση π.χ. σε υψηλές θερμοκρασίες και με 'ιδιότητες κατά παραγγελία'.
Αναπτύσσουμε ρεολογικά μοντέλα, με χρήση κυρίως του μοντέλου Herschel-Bulkley, και ανάπτυξη τεχνικών με προσομοιωτή για την επιλογή του καλύτερου δυνατού μοντέλου από ρεολογικά δεδομένα.    

Έχουμε δικά μας μοντέλα για την υδραυλική γεωτρήσεων και εκτελούμε πειράματα με Νευτώνεια και μη-Νευτώνεια ρευστά σε ομόκεντρο και έκκεντρο δακτύλιο. Έχουμε αναπτύξει μία ολοκληρωμένη προσέγγιση / προσομοιωτή για την πρόβλεψη της πτώσης πίεσης μη-Νευτώνειων ρευστών (Herschel-Bulkley fluids) για στρωτή, μεταβατική, τυρβώδη ροή.

Αναπτύσσουμε μοντέλα διφασικής ροής αερίου-υγρού σε δακτύλιο για χρήση σε γεωτρήσεις υποισοσταθμισμένης κατάστασης. Αντίστοιχα αναπτύσσουμε μοντέλα για μεταφορά τριμμάτων γεωτρήσεων σε ομόκεντρο και έκκεντρο δακτύλιο.

Έχουμε αναπτύξει δικό μας προσομοιωτή για βελτιστοποίηση των γεωτρήσεων, PAYZONE, με πρόβλεψη των βέλτιστων τιμών για τα WeightonBit, Torque και RotationalSpeed και κατάσταση κοπτικού, με την χρήση δεδομένων πεδίου για την προσαρμογή του προσομοιωτή, και ακολούθως την χρησιμοποίηση του σε μελλοντικές γεωτρήσεις σε παρόμοια περιοχή.

Εξοπλισμός

• Αντλίες Μικρορευστομηχανικής τύπου Gear με παροχή 0.1-100ml/min
• Διαφορικά Μανόμετρα χειρός έως 25mbar (Digitron) και έως 250mbar (Greisinger).
• Ψηφιακοί αισθητήρες πίεσης και καταγραφικό Elvesys έως 68mbar
• Διάταξη βρόγχου ροής που αποτελείται από μία περιστροφική αντλία με ηλεκτρικό μοτέρ (Q=50 m3/h  H=55m 2900RPM  7.5kW inverter), 5 μέτρα σωλήνα πλέξιγκλας 70mm, δεξαμενή διπλού τοιχώματος 800 l με ανάδευση, παροχόμετρο Rheonik  RHM 30FN, ένα διαφορικό μεταδότη πίεσης και κάρτες μετατροπής του σήματος για καταγραφή σε Η/Υ.
• Διάταξη βρόγχου ροής που αποτελείται από μία λοβοτή (TopGear GP 2-25 G100) και μία περισταλτική αντλία (Verder flex VF15 seriew 7424B), Pulsasion dumper , παροχόμετρο Endress + Hauser, 2 μεταδότες πίεσης Wika και 6m σωλήνα Stainless steel ¼”
• Ιξωδόμετρο Grace M3500 σε σύνδεση με Η/Υ
• Σύστημα φιλτρόπρεσσας χαμηλών θερμοκρασιών (Fann Filter press – LPLT).
• Σύστημα φιλτρόπρεσσας υψηλών θερμοκρασιών (Fann HPHT Series 387)
• Ρεόμετρο Brookfield για μέτρηση της τάσης διολίσθησης

Λογισμικό

• t-Navigator (Rock Flow Dynamics) για υπολογισμούς ισορροπίας φάσεων σε ταμιευτήρες Υ/Α και την προσομοίωση κλασικών διεργασιών παραγωγικής εκμετάλλευσης κοιτασμάτων
• Comsol Multiphysics 5.6 – Flow dynamics and Subsurface Flow Modules
• Λογισμικό προσομοίωσης μονοφασικής και πολυφασικής ροής σε πορώδεις δομές που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο των ερευνητικών δραστηριοτήτων του Εργαστηρίου.

Υπηρεσίες προς τρίτους

• Μετρήσεις ρεολογίας πολφών και ιλύων
• Μετρήσεις ρεολογίας μη-Νευτώνειων ρευστών και διηθητικών ιδιοτήτων ρευστών γεώτρησης
• Μελέτες ροής ρευστών σε δακτύλιο, μέτρηση και πρόβλεψη πτώσης πίεσης
• Μελέτες μεταφοράς θραυσμάτων με τα ρευστά της γεώτρησης.
• Μελέτες βελτιστοποίησης γεωτρήσεων.