1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Принимая кп.д. теплообменника и электрического генератора равным 10/, находим, что для выработки 1 кВт электрической мощности потребуется воды 129 л/кВт ° ч, или 3090 л/сут. Тогда преобразование в электрическую энергию только тепловой энергии воды из одной скважины обеспечит мощность 2,5 МВт. Преобразование механической энергии при перепаде давления 34„4 МПа может обеспечить получение 1 кВт« ч электрической энергии при расходе воды 189 л. Путем преобразования механической энергии можно получить 7,95 ° 10е/ 189 ° 24 = 1750 кВт.
Тогда общая электрическая мощность от одной скважины составит более 4 МВт. Соленость получаемой воды должна составлять. 5 г/л или менее, причем она должна понижаться в процессе эксплуатации по мере поступления воды иэ аргиллита после того, как давление в месторождении начнет падать, Такой вывод сделан на основании данных, полученных на других скважинах в южной части техасского побережья Мексиканского залива. Согласно этим же данным, в 1 л воды 336 Гневе т йовнювности освоения трех гвотврмеяьных реронов Ошй 36т из месторождения здесь содержится 0,0071 ме метана и примерно та- кое же количество двуокиси углерода. Метан следует извлекать для использования, а двуокись углерода можно собирать или сбрасывать в атмосферу.
Общее количество получаемого метана может соста- вить т 5,7 млн.ме в год. Солоноватые использованные воды можно закачивать в слои песков, содержащие очень соленые воды, залегаю- щие на глубине 1500 — 1800 м, где давления являются нормальными. ПРОЕКТ ОПЫТНОЙ ГеоТЭС Проведенное изучение показало, что на юге шт. Техас возможно сооружение и работа установки для производства электрической энергии при использовании воды от одной скважины. Ее мощность может составить более 4 МВт, и попутно можно будет получить до 5,7 млн. ме в год метана Рассмотрение геологии и вопросов защиты окружающей среды показало, что сооружение установки возможно как в Себастиане, так и в Порт-Мансфилде. С учетом дополнительной информации об условиях в недрах признано более целесообразным сооружение установки в Себастиане.
Основные цели проекта сооружения такой опытной установки заключаются в следующем. 1. Демонстрация возможности преобразования в электрическую энергию как тепловой, так и гидравлической энергии, заключенных в находящихся под аномально высоким давлением нагретых подземных водах. 2, Определение изменения дебита в зависимости от давления и оценка его увеличения за счет газлифта, а также за счет поступления воды в процессе ее отжатия из аргиллита (глинистого сланца).
3. Изучение изменения состава воды в месторождениях в процессе эксплуатации из-за отжатия воды из аргиллитов. 4. Разработка эффективных методов преобразования механической энергии, заключенной в находящихся под аномально высоким давлением водах, в электрическую энергию. 5. Исследование возможностей использования установки как резервного источника энергии. 6, Определение с помощью точных измерительных приборов движений поверхности, которые связаны с извлечением и закачкой больших количеств воды, используемой при производстве электрической энергии.
Хотя основные принципы получения электрической энергии из горячих вод, находящихся под аномально высоким давлением, известны, тем не менее н ходе сооружения установки возникнут новые инженерные проблемы, которые придется решать. В первые годы работы прежде всего необходимо оценить роль процессов расширения попутных газов и отжатия воды из аргиллитов для поддержания давления на устье скважин. В то же время может оказаться, что отсутствуют методы правильной оценки этих факторов.
Хотя с помощью . теории конечных разностей можно получить некоторые предварительные данные до бурения, но роль закачки в предотвращении оседания поверхности окончательно может быть определена в ходе работы экспериментальной установки. Проект опытной установки может затем стать моделью при сооружении аналогичных установок во всем мире. Хотя структурные и стратиграфические характеристики побережья Мексиканского залива неоднородны, но, как указывалось, глубокие, находящиеся под аномально высоким гидростатическим давлением зоны осадочных пород во всем мире одинаковы. Поэтому результаты, которые могут быть здесь получены, затем будут непосредственно использованы на других аналогичных месторождениях.
Побережье Мексиканского залива уникально в том смысле, что зона аномально высокого давления была обнаружена здесь благодаря интенсивным изысканиям нефти и газа. Верхняя граница этой зоны определена почти во всем этом районе. Кроме того, по тысячам разрезов скважин можно судить о солености и температуре вод, заключенных в толще пород. Этот район очень удобен также по климатическим условиям.
Калифорния В данном разделе использованы материалы исследования [41, выполненного Калифорнийским университетом по заказу Отдела научных исследований ВВС с целью изучения целесообразности освоения геотермальных систем с горячими водами в качестве источника энергии. Первоначальный план имел целью освоение термального поля Косо, расположенного на территории полигона ВМС США вблизи озера Чайна и представляющегося подходящим местом для изучения геотермальных систем с горячей водой. Однако после получения и публикации многих данных о районе Косо было решено исследовать два 368 Гпава 7 Воэкюж ос янин рех гвотврмапы Р ых яяоноя СИЛ Заа других района, выбор которых обусловлен наличием геотермальных проявлений и их выгодным географическим положением.
Первый район включает Пойнт-Мугу и Порт-Хьюнеми (шт. Калифорния) и характеризуется прежде всего наличием на глубине высо. ких температур, что выяснено с помощью нефтяных скважин, пробуренных в месторождении около Лос-Анджелеса и около канала Санта-Барбара. Пойнт-Мугу как бы связывает два эти района и в соответствии с основными геологическими показателями является потенциальным месторождением горячих вод. Из приводимых далее данных будет видно, что выбор Пойнт-Мугу не оказался случайным. База ВМС в Туэнтинайн-Палмс является вторым выбранным районом. Основными причинами для принятия такого решения было наличие здесь двух практически почти совершенно не разрушенных кратеров вулканов Писга и Амбой и связанных с ними интенсивных лавовых потоков. Из скважин, пробуренных в районе Туэнтинайн-Палмс, получены воды с температурой более 50 С, что явилось еще одной причиной выбора этого района.
УЧАСТОК ПОЙНТ-МУГУ Выбранные для исследования площади — полигон ВМС Пойнт-Мугу и база ВМС около Порт-Хьюнеми, находятся на калифорнийском побережье в области, известной как равнина Окснард. Равнина на западе омывается Тихим океаном и простирается на север от Пойнт-Мугу до города Вентура. На северо-востоке и востоке она ограничена горами Камарильо и Хребтом Санта-Моника. Население в Пойнт-Мугу немногочисленно; среднегодовая норма осадков составляет 32 см, а среднегодовая температура 16 'С; пре. делмые температурные колебания составляют 0 — 39 С. Мощность отложений, содержащих горячие воды, вблизи полигона и вдоль побережья составляет от 242 м (скважина 1)у/21Ф-32А1) до 450 м (скважина 1%/21)Г-316 1) [5). В работе (5) приведены данные по расположению скважин, температурам воды и геологическим разрезам скважин.
По разрезу скважины 1%/2ПУ-27И, расположенной в 2,6 км севернее выбранного участка, видно, что породы основания находятся здесь на глубине 248 м. Полученные Калифорнийским управлением по водным ресурсам данные по разрезам скважин указывают на отсутствие видимых аномальных движений воды. Согласно Пэйжу (5), помимо локальных внедрений морской воды восполнение подземных вод на равнине Окс- нард происходит з а счет атмосферных осадков, питающих местные дренажные системы. Вторжение морской воды вблизи Порт-Хьюнеми произошло в рвения скважин 1%/22)Г-2941, 29А2 и 29С1, которые зультате повреждения скважин авали соленую воду. скв . В скважине 1)У/22(Р-29А2 содержание хлора в д 1947 г.
не превышало мг 41 /л поэтому можно предположить, что покой во ы началось именно с тех пор, Высокое содерступление морско в д жание (850 мг/л) хлора в воде из скважины 1)У/220'-2861 ыло жено в мае 1958 г. В воде из скважины 13 /21)у-4Е1 содержание хлора возросло с 0,3 г/л в 1949 г. до 5.г/л в 1953 г. и до 12 г/л в 1958 г. Предполагается, что резкое увеличение содержания хлора про. изошло в 1948 г. из-за повреждения оборудования (5). Химический состав под земных вод на полигоне изменяется с глубино . отд б й. В о ельных местах в водоносный слой поступает морская воле я аз зы скважин, Пэйж установил, что водоносны й слой о от овня моря до аз елить на три зоны: 1) неглубокую зону от уровня можно раздел зон на гл бине глу ины б '"45 м с соленой водой; 2) промежуточную у у т воойи3 глбо- 45 — 300 м ниже поверхности земли с солоноватой в д ) у кую зону на глуоине уб 300 — 450 м ниже поверхности земли с соленой водой.
Проведенные измерения температуры воды не согласовались с анее пол енными в этом районе результатами. Температуры для отдельных скважин изменялись в пределах л 24 — 30 'С, но в основном преобладала температура "19 С. Что же касается потенциальных возможностей самого геотермального месторож ождения в Пойнт-Мугу, то как геологические, так и другие показатели здесь н сь не очень обнадеживающие. Однако отсутствие термальных проявлени й может быть связано с вторжением холодной морскои воды. акихй . К ки -либо дополнительных исследований в ближайшем будущем здесь не предполагается. УЧАСТОК ТУЭНТИНАЙН ПАЛМС Этот район является учебным центром морской пехоты и находится в юго-восточно части пу й стыни Мохаве, шт.
Калифорния. Район занимает площадь 2500 кмх и заключен между 115'45' и 116'30' з.д. и 34 15' и 34" 45' с.ш. На этой территории расположены отроги гор Буллион, часть гор и- Б, ор Шип-Хоул и Лава-Бэд, а также отдельные терри- сиС тории долин де л, уэнтин Д й, Т нтинайн-Палмс Лазик„Бристоль, Эймс и урпрайс. зао гневе 7 Возыожности освоении трех геотермвльных рвяоное Сшя ЗЕ1 Юго-западная область пустыни Мохаве является весьма засушливым и малонаселенным районом. Среднегодовая норма осадков составляет здесь 8,9 см, а среднегодовая температура 20 С.
Однако сезонные изменения температуры значительны: от 46 'С летом до -7 С зимой. Основная часть годовых осадков выпадает с ноября по апрель, в остальное время года бывают грозы, дополняющие общий поверхностный сток. Данные об изученных здесь за несколько лет подземных водах и водяных скважинах приведены в работах [6 — 8). Зти исследования выполнены по заданию Отдела ВМС и содержат данные по температурам, химическому анализу и глубинам. Данные по разрезам скважин в Туэнтинайн-Палмс, а также в долинах Юкка и Дейл приведены в работах [9, 10).
Хотя в этих отчетах рассмотрены в основном районы, расположенные за границами месторождения, приводятся также данные по некоторым скважинам, находящимся на его территории. Основными водоносными пластами данного района являются аллювиальные отложения, которые образованы конусами выносов в долины и заполняют их на различную глубину. Эти пласты состоят в основном из переходящих друг в друга слоев глины, песка и галечника кайнозойского возраста.
Но около гор отложения состоят преимущественно из крупнозернистого неровного детрита. В работе [9) указано, что движению подземных вод в этом районе препятствуют отдельные барьеры, по-видимому, являющиеся крупными разломами. Зти барьеры разделяют основные пласты на отдельные небольшие бассейны подземных вод, в которых разности уровней в обе стороны достигают 75 м (например, разлом около озера Мескуит-Драй). Анализ подземных вод из скважин, вскрывших подошву пласта или не достигших ее, показал, что их химический состав сильно отличается. Содержание фтористых соединений изменяется от 0,4 до 100 мг/л, содержание хлора — от 10 до 725 мг/л и содержание бора — от 0 до 1,3 мг/л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
