Геотермальные ресурсы
Гидротермальные системы содержат пригодные для эксплуатации ресурсы высокотемпературных вод и паров. Их части, разработка которых является коммерческим предложением и технической возможностью, рассматриваются как месторождения геотермальной или наземно-тепловой энергии.
Эти месторождения обеспечивают теплом геотермальные электростанции, теплицы и парники, а также центральные тепловые сети.
Ресурсы геотермальных месторождений определяются следующими факторами:
- масса отапливаемых вод, циркулирующих в верхней зоне высокотемпературных напорных систем;
- количество энергии, содержащейся в отапливаемых пластах данной части земной коры;
- приток плутонического флюида в зону понижения пластового давления, являющийся результатом интенсивной эксплуатации верхних горизонтов.
В верхних слоях гидротермальной системы гидротермальные флюиды обычно представлены водами под давлением с точки зрения гидродинамики. В этом случае количественная оценка их ресурсов может проводиться обычными методами.
В соответствии с общепринятой практикой ресурсы подземных вод подразделяются на природные и пригодные для эксплуатации.
Как правило, природные ресурсы приравниваются по объему к сбросам в подземный водоток и определяют возобновляемое количество воды в водоносном комплексе, который может быть использован неограниченное количество времени.
В большинстве случаев очень сложно определить величину сброса поверхностного стока, так как его лимиты нечетко определены и необходимо выполнять большое количество специальных работ.
Что касается теплоносителей, эта неопределенность еще больше, поскольку необходимо определить пределы температуры.
В связи с этим в последнее время проводится оценка экспонируемых запасов.
Предполагается, что эксплуатируемые запасы могут значительно превышать природные, если эксплуатировать месторождение в течение ограниченного периода времени, исчерпав его геологические запасы в допустимой степени.
Эксплуатационные ресурсы термальных вод в основном рассчитываются путем длительного пробного отбора проб воды из скважин или пробной эксплуатации в сочетании с наблюдениями за их режимом с целью установления изменений на основных параметрах скважин.
В ходе изучения Паужетского месторождения была выявлена возможность использования формул неустойчивого движения (гидродинамический метод и сочетание гидродинамических и гидродинамических методов) для оценки эксплуатируемых ресурсов.
Такой метод расчета позволяет прогнозировать изменения уровня и расхода скважин за ограниченный период эксплуатации путем первоначального определения параметров продуктивного горизонта. Оценка эксплуатируемых ресурсов производится по этому методу на стадии детальной разведки.
Краткосрочная (на несколько лет) эксплуатация геотермальных месторождений, вероятно, связана с использованием возобновляемых геотермальных запасов, поскольку в течение этого периода времени" (как показывает опыт Камчатки) либо режим гидротермальных систем, либо масштаб гидротермальных процессов не претерпевает заметных изменений.
В настоящее время проблема использования энергии, содержащейся в гидротермальных системах, а также тепла, поступающего из недр Земли в зону понижения пластового давления, находится на стадии теоретических исследований.
Это связано с тем, что до сих пор количество тепла, извлекаемого из скважин, соответствовало естественной тепловой мощности систем.
Считается, что одним из способов увеличения эксплуатируемых ресурсов является приток пара с больших глубин в зону понижения гидростатического давления при возможности искусственного образования новых гидротермальных систем.
Минимальное значение природных запасов гидротермальных систем определяется тепловой мощностью естественной поверхностной активности.
Прогнозная стоимость эксплуатируемых ресурсов (тепловой мощности) может быть определена еще до начала бурения на основе опыта эксплуатации месторождений, опыт показывает, что оцениваемые при бурении ресурсы в 3-5 раз превышают естественную тепловую мощность.
Именно эта ценность должна лежать в основе поисково-разведочного и эксплуатационного бурения.
Выбор метода использования геотермальных ресурсов зависит в каждом конкретном случае от параметров теплоносителя, теплоемкости систем и их географического положения. Отложения высокотемпературных вод и паров (с температурой на выходе 100°C и выше) используются в геотермальной энергетике и для снабжения тепловых сетей.
Месторождение Паужетка поставляет тепло на электростанцию мощностью 5 МВт, которая в настоящее время находится в процессе расширения.
Гидротермальные ресурсы Камчатки могут обеспечить достаточное количество тепла для поддержания работы геотермальных электростанций суммарной мощностью 500 МВт. Термальные воды с температурой на выходе до 100°C в основном используются для местных сетей центрального отопления и теплиц.
Таким образом, Паратунское месторождение обеспечивает теплоснабжение теплично-огорячего комплекса. Он также подает тепло на экспериментальную фреоновую электростанцию, используя горячую воду с температурой 80°C в качестве теплоносителя.
Существуют возможности для восстановления определенных химических веществ из гидротермальных вод.