Водоносные системы, в которых осуществляется гидротермальная деятельность, имеют небольшие размеры, поскольку геологические структуры, с которыми они связаны, довольно строго ограничены кальдерами, наложенными и унаследованными грейферами и некоторыми такими формациями, или потому что водоотталкивающие литологические комплексы возникают только локально.
Наличие относительно непроницаемых залежей в верхних слоях этих геологических структур придает им геологически закрытый характер. Особенно это касается вулканотектонических впадин.
Водоносные системы, связанные с такими понижениями, по гидродинамике соответствуют малоразмерным артезианским бассейнам и склонам, которые образуются в результате просачивания атмосферных осадков.
По характеру циркуляции воды этих систем относятся к трещинообразному и пластово-разрывному типу напорных (артезианскому) вод, поскольку их затопленные пласты обладают фиссурой и пористостью, а вышележащие и нижележащие пласты лишь незначительно проницаемы и поэтому препятствуют прохождению воды.
Толщина затопленных пластов составляет 200-500 м, что было выявлено в результате пробных бурений в Паужетском и Больше-Баннинском отложениях, а толщина их водонепроницаемых ограждающих пластов - 50- 150 м.
Проницаемость водозатопляющего комплекса туффгенерирующих пород закрытого типа гидрогеологических структур невелика и составляет по данным лабораторных исследований и случайных проб воды из 1 скважины 10 × 6 × 4.
Плутонные измерения температуры проводились в гидротермальных системах Камчатки (месторождения Паужетка и Паратунка). Измерения температуры проводились на глубине до 1200 м. В этом диапазоне глубин в Паужетке была зафиксирована максимальная температура 200 °C. В затопленных пластах температурный градиент резко падает.
В затопленных пластах температура распределяется достаточно равномерно, постепенно уменьшаясь к границам гидротермального стока, как показано на примере месторождения Паужетка.
В верхних водонепроницаемых вышележащих пластах температура распределяется в соответствии с условиями проводящей теплопередачи, а проницаемость кривых определяется теплофизическими константами пород, составляющих пласты.
Температурная кривая иногда отличается от теоретической за счет конвекции в тестовых скважинах. Аномалии температуры в водонепроницаемых горизонтах наблюдаются только вблизи разрывов и трещин, через которые проходят вода и пар.
Аномалии обычно прослеживаются и на поверхности, что дает представление о расположении водопроводящих зон под землей.
Сравнение термографов, полученных при бурении испытательных скважин в гидротермальных системах, с теоретической кривой, отражающей изменения температуры кипения в зависимости от увеличения нормального гидростатического давления с глубиной, показывает, что все показания температуры ниже значений кривой насыщенного пара. Вода может кипеть только в зоне подповерхностного слоя, где гидростатическое давление самое низкое.
В пластах, окружающих сильно нагретые воды и пар, температура либо остается постоянной, либо растет очень медленно с глубиной.
Эта тенденция не подтверждается только в отдельных частях гидротермальных систем. Такие участки совпадают с наведенными тепловыми полями, возникающими в результате лауральной миграции парово-термальных вод.
Такая инверсия температуры характерна для гидротермальных систем, в которых происходит цикреация воды в фиссурно-портовом коллекторе.
Поверхностные уровни термальных вод, как показывает опытно-промышленное бурение в гидротермальных системах Камчатки, согласуются со статическими уровнями холодных напорных вод, изменяющимися в районе с изменением геоморфологии.
Абсолютные высоты пьезометрических уровней регулярно снижаются от повышенных понижений рельефа в сторону речных долин, озер и морских побережий. Мощные очаги сброса гидротермальных систем, а также зоны сброса обычных холодных вод приурочены к негативным формам релидов. Так, в долину реки Паужетка сбрасываются паузбетские гидротермальные воды, а Семячинские воды - вдоль океанского побережья.
В естественных условиях гипертермальные, а также холодноводные напорные и неголовые воды гидравлически связаны друг с другом, а пластовое давление в гидроэфирной системе определяется пластовым давлением, существующим в гидрогеологической структуре, в которой возникает система.
Это видно при эксплуатации месторождений гипертермальных вод и пара, когда происходит приток холодной воды в геотермальные скважины в зоне понижающегося давления. В напорной системе холодных вод роль слива играет проточная термальная вода, поток, возникающий в результате просачивания горячей воды в 5-10 раз быстрее холодной из-за снижения вязкости воды с повышением температуры.
Поток термальных вод включает холодные инфильтрационные воды и аккумулирует значительные геотермальные резервы на относительно ограниченной территории. Вследствие меньшей вязкости термальных вод те же малопроницаемые пласты становятся для них коллекторами, препятствуя в то же время прохождению холодных вод.
Влияние высоких температур на миграцию термальных вод особенно заметно в местах сброса воды в водоемы. Сброс термальных вод усиливается с повышением статического уровня из-за наполнения термоартезианской колонны. Всякий раз, когда пьезометрические уровни залегают ниже поверхности, тепловые воды сбрасываются в результате разделения пара. Закипание воды зависит "от локальной геологии и гидрогеологии в районах тепловых полей, и прежде всего от температуры в пластах гидротермальных систем и уровня гидростатического давления".