1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Никаких предположениИ об относительных преимуществах того или иного способа не делается. Горячая водонепроницаемая порода может встречаться в виде двух существенно различных конфигураций. Во-первых, и зто относится ко всей территории США, можнО ожидать, что горячая водонепроницаемая порода залегает под всей территорией страны, даже в районах с пониженным тепловым потоком.
Это предположение основано на том представлении, что атмосферная вода проникает лишь на некоторую, довольно постоянную глубину и что лежащие на большой глубине породы либо выкристаллизовались из магмы, либо настолько сильно перекристаллизовались, что практически являются водонепроницаемыми. Во-вторых, за геологические отрезки времени магма проникала в мантию и кору в результате еще не понятных геологических процессов. Такая магма оказывалась как бы захваченной в ловушку и либо уже выкристаллизовалась, либо находится в процессе кристаллизации, образуя магматические интрузии. Разработка методологии оценки и фактическая оценка таких интрузивных образований является целью данной части программы исследований. Можно полагать, что оценка месторождений, находящихся на большой глубине, будет возможна без дополнительных исследований или полевых измерений, если будет разработана технология глубокого бурения, Такая разработка практически сделает геотермальную энергию действительно доступной во всех областях С20А.
В районах со средним градиентом температуры (20'С/км) температуру 200'С 378 Гавра 8 Првдлсивииав программа исспвдоваиид 379 следует ожидать на глубине 10 км. Чтобы разработать методологию, необходимую для оценки источника энергии в виде горячих водонепроницаемых пород, следует решить ряд задач: изучить механические свойства пород, смоделировать гидродинамику трещинной системы, изучить гидрологические условия участка и системы расположения скважин, изучить природу пригодных растворов для закачки, выбрать места для проведения опытных работ, пробурить скважины для закачки и для извлечения раствора и создать искусственную трешиноватость в породах формации.
гвагжаначесвае свсвемы. Продолжающаяся до сих пор вулканическая активность на Гавайских островах относится к поверхностным проявлениям непрекращающегося поступления магмы мантии в верхние слои коры. Этот огромный источник энергии, характеризуемый очень высокой температурой, ставит перед нами уникальные проблемы и создает возможность нового подхода к извлечению энергии из горячей магмы. С учетом Гавайских островов и Аляски на территории США расположено более пятидесяти активно действующих вулканов. Однако вполне вероятно, что число не обнаруженных на поверхности интрузивов, расположенных на глубине, значительно превосходит число действующих вулканов.
Чтобы оценить тепловые ресурсы магмы, необходимо провести геологические, геофизические, геохимические, гидрогеологические и тепловые измерения на типичных месторождениях. Потребуется бурение формаций, окружающих магматический очаг. Собранная таким образом информация будет использована для создания модели для оценки магматических геотермальных ресурсов. Кадасар геонвржвлъиых ресурсов иа вврриаории Сйл.
Ранее неоднократно отмечалось, что необходимо централизованное хранение всех оценок, сделанных в ходе выполнения программы исследования геотермальных ресурсов США, для последующего использования при разработке и эксплуатации месторождений. Кроме того, необходимо сохранить все данные, потребовавшиеся при моделировании, а также основные образцы породы, которые могут быть впоследствии использованы для различных видов анализа. Хотя деятельность такого рода обычно не относится к собственно исследованиям, создание общего омсания всех геотермальных месторождений страны явится одной из главных задач, выполнение которой позволит превратить менее доступные и изученные геотермальные районы в действительный источник энергии.
Глубокое бурение. Глубокое бурение для апробирования нагретых пород является важнейшим фактором при определении характе- ристик геотермальных месторождений. Глубокое бурение в программе оценки геотермальных месторождений включает разбуривание по крайней мере четырех скважин на глубину более 6 км в формации с очень высокими температурами. Полученные данные дадут возможность оценить характеристики типичных геотермальных районов на ранее недоступных глубинах.
Передний край геотермальной науки и технологии продвинется в совершенно неизведанную область, благодаря чему, возможно, будет получена информация чрезвычайной важности для дальнейшей разведки и расширения общей геотермальной энергетической базы страны. Это может открыть значительно большие резервы источников геотермальной энергии для будущих разработок. В связи с трудностями и расходами на глубокое бурение в высоконагретых породах первоочередной задачей в намечаемой программе исследований становится поиск новых методов бурения. Необходимо изучить такие методы, как эрозионное бурение, бурение с электроплавкой, турбобурение и т.п. Разработка месторождения и его эксплуатация НЕЛИ В задачу рабочей группы, занимающейся вопросами разработки месторождений и их эксплуатации, входило наметить программу исследований, которые явились бы необходимой предпосылкой для оптимальной разработки конкретного геотермального месторождения и его эксплуатации.
При этом имелось в виду использование всех возможных компонентов геотермальных ресурсов: выработка электроэнергии, получение пресной воды, производство минерального сырья и технологического тепла. Информшвгя, полученная в ходе разведки месторождения, при моделировании, а также данные, использованные при оценке его ресурсов, служат обоснованием для разработки месторожцения и его эксплуатации. Однако модели придется существенно модифицировать, чтобы отразить поведение месторождения при различных условиях отбора и закачки раствора и разных режимах эксплуатации.
В модели должна быть учтена проблема продолжительности жизни месторождения при указанных условиях эксплуатации. Кроме того, данные, полученные в ходе разведки и оценки ресурсов, должны быть дополнены информацией, полученной из разведочных и опытных скважин. В связи с этим стадия разработки месторождения и орга- 38О Глввв В Првлломвннвл прогрвммв нсслвловвнне 381 низации добычи включает некоторые исследования в области техни- ки бурения.
НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Необходимы широкие исследования, чтобы создать надежную основу для разработки геотермального месторождения и его эксплуатации. Эти исследования являются предпосылкой окончательной оценки потенциального вклада геотермальных ресурсов в экономику страны. Описаннью ниже области исследования охватывают широкий круг проблем. В ряде случаев невозможно полностью конкретизировать поставленные задачи. Исследование веомермальнов енемемы. Существует насущная потребность в работах по созданию аппаратуры и методик исследования геотермальных систем.
Для исследований обычных геологических систем используются аппаратура для электрокаротажа, пробоотборники, устройства для взятия керна с забоя и стенок скважины, датчики для измерения температуры и давления, аппаратура для измерения расхода в скважине, уровня радиоактивности и акустических характеристик, а также для определения химических свойств компонентов и химического поведения систем жидкость — твердая фаза Обычное измерительное оборудование и аппаратура надежно работают при температуре до 175'С Существуют приборы, рассчитанные на работу при температуре до 260'С, но они ненадежны. Далее, измерения, проводимые с целью изучения геотермальных систем, требуют дополнительных ассигнований. Дело в том, что задачи бурения нередко вступают в противоречие с исследовательскими задачами.
Поскольку стоимость буровых работ часто превышает 60в„' общей стоимости разработки геотермального месторождения, очень важно, чтобы бурение каждой скважины проводилось быстро. Получение информации о гидротермальной системе удлиняет время бурения, которое следует оплачивать, а необходимость в информации не всегда очевидна для частного производителя пара. В некоторых случаях, возможно, следует ограничиться бурением специальных скважин малого диаметра исключительно с целью получения необходимых данных. Коммерческие фирмы, занимающиеся в настоящее время разработкой аппаратуры и методов изучения геотермальных систем, следует убедить в необходимости расширения сферы деятельности на разработку программ освоения месторождений, которых пока нет вследствие ограниченного спроса Возможно, следует субсидировать и другие компетентные организации с тем, чтобы увеличить объем исследований в области изучения геотермальных систем.
Хбтя геотермальные системы подчиняются известным физическим законам, следует помнить, что многие важные физические, химические и тепловые свойства компонентов геотермальной системы еще никогда не измерялись при высоких температурах. Не исключено, что в геотермальных системах действуют неизвестные физические механизмы. Следовательно, в этой области желательно проведение фундаментальных исследований. Инженерные проблемы раерабожни меснорожденил. Инженерные проблемы включают определение размера н производительности месторождения, а также планирование его оптимальной разработки. В этом 'смысле инженерные проблемы теснейшим образом связаны с методами эксплуатации и рентабельностью, с одной стороны, и с проблемами влияния на окружающую среду, с другой.
Нельзя составить правильный план инженерной разработки месторождения, не имея плана его эксплуатации, определяющего в свою очередь влияние на окружающую среду, которое тоже должно найти отражение в плане инженерной разработки месторождения. Тем не менее ниже рассматриваются лишь инженерные проблемы разработки месторождения, которые должны быть решены, чтобы облегчить организацию добычи геотермальной жидкости. Чтобы использовать месторождение наиболее эффективно и чтобы месторождения, по виду маломощнью„ не выпали из ноля зреш1я исследователей, необходимо провести ряд фундаментальных исследований. К ним относится изучение физического, теплового и химического поведения многофазной водной системы (пар — жидкость — твердая фаза) в пористой породе с целью выявления физических принципов построения различных физических и математических моделей систем с геотермальной жидкостью.
Эти исследования должны включать детальное изучение явлений, связанных с переносом жидкости. Необходимы полевые инженерные исследования для сбора данных„используемых при построении математических моделей. Эгн модели должны быть достаточно подробными, чтобы сделать возможным определение оптимального расстояния между скважинамн, оптимальных условий отбора жидкости из водоносных слоев, закачки конденсата и охлажденных жидкостей в месторождение и охлаждения за счет вскипания жидкостей в скважине, а также проведение исследований изменения проницаемости породы вследствие 382 Глав в 8 првдлолвннвл лрогрвммв нсслвловвоа 383 выпадения солей и твердых осадков и других важных параметров. Эффективные полевые исследования требуют тщательно продуманного плана получения данных и правильного хранения полезной информации о месторождении (в виде упомянутого выше националь. ного кадастра месторождений США), чтобы избежать дублирования при разработке инженерных исследований.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
