1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Следует направить усилия на решение ряда математических зацач, встающих в ходе разведки и эксплуатации геотермальных систем. Особый интерес представляют задачи, связанные с геотермией, гидрогеолопюй, обработкой данюх и общей теорией интерпретации дашяяк. Что потребует исследований в области прикладного математического шшлиза, численного а~шлиза и моделирования с помощью вычислительных машин.
Должны быть исследованы и разработаны новые методы геотермальной разведки в области сейсмологии, методов измерения потенциала поля и упругих напряжений. Следует предпринять разработку теории оптимизации методов и техники разведки. зтл Глава 6 Оценка геотермцльных ресурсов ПЕЛИ В задачу рабочей группы, занимавшейся этой проблемой, входило определение программ исследований, необходимых для получения аадежаой количественной характеристики геотермальцых ресурсов всех типов и для определения размеров геотермцльиых месторождеаий иа всей территории США.
Такие программы ае предусматривают' аи исследования методов разведки, ци изучения методов разработки и эксплуатации месторождений НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Намечаемая программа исследований включает как фактическую оценку геотермальаых ресурсов, так и развитие методологии оценки. Во всех случаях оценке подлежат три компонента: тепло, мииеральаое сырье и вода. В ходе осуществления программы должно быть составлено общее описание (кццастр) всех геотермцльаых месторождений, находящихся иа территории США.
Для правильной оценки многих геотермцльаых месторождений важно осуществить программу работ с примецеаием глубокого бурения. Ниже кратко рассматривается ряд проблем, которым следует уделить основное внимание. Гидроаермальиые хохвехяивиые сисцемы. В настоящее время использование геотермальиого тепла полностью осуществляется за счет эксплуатации гидротермальиых коавективцых систем, в которых основная часть энергии передается аа поверхность глубинным теплоносителем. Такие системы характеризуются высокими температурами вблизи поверхности земли, наличием естественных флюидов, переда.
ющих тепловую энергию на электростанцию, возможностью использования геотермальиых растворов иа опреснительных установках или для получения минерального сырья. Известно два основных типа коивективных систем. Большинство ныне действующих в мире геотермцльаых электростанций используют энергию относительно редко встречающихся систем с преобладанием паровой фазы (сухой парК В ближайшем будущемразвитие геотермальиой энергетики будет происходить в основном за счет использования энергии гораздо более распространенных систем с преобладанием жидкой фазы. Проблемы, которые требуется решить, чтобы правильно оценить гидротермальиые коивективаые системы США, кратко описаны ниже.
праяложвннвл программа исслалсввния 375 Для правильного понимания динамики гидротермальиой коавективаой системы необходимо определить размер, естественное время жизни, условия и скорости циркуляции, происхождение и режимы течеаия для ряда характерных природных гидротермальиых систем, Получеааая информация позволит сформулировать критерии и основные особеиаоети универсальной модели гидротермальиой коавективаой системы, которая должна затем найти подтверждение в полевых условиях аа конкретных, ранее ае рассмотренных объектах. Как только будет разработана методология моделирования и ее пригодность подтверждеаа, можно будет применить эту технологию для оценки месторождений данного типа, а полученные оценки могут бьп ь затем виесены в описание всех месторожпеиий США.
Работа по созданию модели и конкретные оценки, упомянутые выше, основываются аа данных о геологических, геохимических, геофизических, гидрогеологических и тепловых характеристиках гидро- термальных коивективаых систем. Вследствие большого разаообразия и геологической сложности гидротермцльиых коивективиых систем эти оцеаки требуют накопления огромного количества даааых, которые будут очень полезны при последующей разработке таких месторождеаий, Таким образом, все данные должны быть занесены в общее описание месторождений. Месцорождехил, иаходлщиесл яод аиомслъно высоким давлением.
Ацомальао высокое давление, под которым находится флюид в бассейае в северной части Мексиканского залива, связано с наличием высокопористых отложений, в которых накапливающаяся вода запасает геотермальиую энергию уже в течение миллионов лет. Эти отложения простираются в виде 1200-километрового пояса под прибрежаой полосой, проходят под прибрежной равниной и захватывают соседний межконтинентальный шельф. Водоносные слои имеют прерывистый характер, встречаясь в виде разделеццых аа части блоков, зажатых между сбросами, которые, как правило, идут параллельно береговой линии.
Сходные водоносные слои обнаружены в штатах Вайоминг и Калифорния. Как правило, бассейн, который может быть использован для производства электроэнергии, должен содержать большие объемы проаицаемого песчаника. Поскольку вода формации иасьяпеиа метацом, извлекаемая аа поверхность вода может служить источником трех видов энергии: тепловой энергии, химической энергии метана и механической энергии, обусловленной высоким давлением получаемой воды.
Связанные с этим проблемы, требующие исследования и оценки, рассматриваются ниже. 376 Глава а Предложенная лрограмма исследовали» З77 На первой стадии оценки геотермальных ресурсов необходимо провести региональное изучение месторождений на основе тех данных, которые в настоящее время накопились в документах нефтяных фирм. В связи с тем, что документы являются частной собственностью фирмы (хотя сами данные о месторождениях обычно не рассматриваются как частная собственность), для получения необходимых данных потребуются коллективные действия, в ходе которых каждая фирма извлечет необходимую информацию из своей документации и передаст ее группе, проводящей оценку геотермальных ресурсов.
Для изучения ресурсов потребуется создание группы, не зависящей от нефтяных фирм. В задачу этой группы входит сбор всех имеющихся данных о температуре, геологической структуре, фациях осадочных пород, солесодержании вод, распределении потенциала давления и содержании метана месторождений, находящихся под геостатическим давлением. С этой точки зрения представляют интерес районы побережья Мексиканского залива, а также штаты Вайоминг и Калифорния. Как и в случае гидротермальных конвективных систем, потребуется создать модели, чтобы охарактеризовать динамику находящегося под геостатическим давлением бассейна, и затем применить эти модели для оценки месторождений данного тппа.
Геология таких бассейнов кажется несколько проще, чем геология гидротермальной конвективной системы. В связи с этим оценка подобных бассейнов потребует несколько меньших усилий. Модели должны связать размеры, расходы из соседних формаций, происхождение, естественное время жизни, условия и скорость циркуляции характерного месторождения, находящегося под гидростатическим давлением.
Полученные оценки должны быть занесены в упомянутое выше описание месторождений. Разработка модели и фактическая оценка ресурсов основываются на геологических, геохимических, геофизических, гидрогеологических и тепловых характеристиках указанных месторождений, Следует ожидать, что значительное количество этих данных придется собирать с помощью полевых испытаний, несмотря на то что в документах нефтяных компаний содержится, по-видимому, значительная часть необходимой информации.
Горячая водрнеяроиаиаажаа порода. Тепло, накопленное в коре, мантии й ядре земного шара, составляет огромные энергетические ресурсы. В настоящее время человеком используется ничтожная доля этой энергии, которая доставляется на поверхность или по крайней мере на небольшие глубины от поверхности земли за счет процессов конвекции природного пара и гидротермальными конвективными системами. Остальная частц еще недоступна в качестве источника энергии, поскольку еще не разработаны средства доставки такого тепла на поверхность.
Был предложен ряд способов разработки этого нового огромного источника энергии путем организации искусственной системы циркуляции бурением двух скважин и созданием искусственной трещиноватости пород между этими скважинами. Рассматривается ряд методов создания искусственной трещиноватости пород, такие, как гидравлический разрыв, химический взрыв, обработка кислотой, ядерный взрыв и тепловое растрескивание. Обсуждаемая ниже программа исследований направлена на разработку методологии оценки, а также на фактическую оценку этих ресурсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
