Новости

19 сентября, 2017 19:29

Ученые создали трехмерную модель месторождения, обеспечивающего теплом Петропавловск-Камчатский

Источник: Газета.ru
Российские ученые из Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН создали трехмерную модель месторождения горячих подземных вод, которое обеспечивает теплом Петропавловск-Камчатский и ближайшие населенные пункты. Согласно прогнозам, с нынешней технологией добычи месторождение будет эксплуатироваться до 2040 года. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Полученные результаты опубликованы в журнале Geothermics.
Опытный выпуск теплоносителя из продуктивной скважины Мутновского геотермального месторождения. Источник: Алексей Кирюхин.

Геотермальные месторождения содержат запасы горячих подземных вод, которые находятся в естественных подземных пустотах в горных породах. Паратунское геотермальное месторождение (Камчатский край) эксплуатируется уже более 50 лет для отопления теплиц и жилых домов, а также для лечения минеральными водами в пос. Паратунка. Согласно расчетам, за последние полвека из месторождения извлечено более 321 миллиона тонн теплой воды.

Месторождение эксплуатируется в режиме самоизлива. Это значит, что вода сама истекает из пробуренной скважины, и для ее перекачки в трубы центрального отопления используют наземные насосы при давлении не более 1 атмосферы. Ученые проанализировали гидрогеологические условия Паратунских месторождений (Паратунского и Верхне-Паратунского) и создали их 3D-модель.

Cотрудники ИВиС ДВО РАН проанализировали изотопный состав воды в Паратунском месторождении и выяснили, что областью его питания является снеговая шапка Вилючинского вулкана, расположенного в 25 км от Паратунских месторождений. Холодная вода проходит через потухший вулкан и сквозь трещины в его фундаменте достигает глубин 4-5 км. Затем вода перемещается по ослабленным зонам и постепенно нагревается под воздействием местных магматических систем до 80–100 °С. Благодаря избыточному давлению нагретая вода по трещинам в земной коре поступает в резервуары геотермальных месторождений.

Численная 3D-модель включает в себя сведения о распределении температуры в пределах геотермального Паратунского месторождения, учитывает проницаемость вмещающих пород, различие в химическом составе воды и скорости ее циркуляции. Благодаря всем собранным результатам была создана модель разработки месторождения на 20 лет вперед.

«Если у месторождения высокая проницаемость, как в случае Паратунских месторождений, то мы сможем намного увеличить его производительность за счет использования погружных насосов. По предварительным расчетам, тепловая потребность Петропавловска-Камчатского и расположенных рядом поселений (Елизово, Вилючинск) может быть закрыта за счет ресурсов этих месторождений», ‒ сообщил автор работы, заведующий лабораторией тепломассопереноса ИВиС ДВО РАН Алексей Кирюхин.

Погружная технология подразумевает использование более мощных насосов, которые опускают непосредственно в пробуренную скважину большего диаметра, чем при самоизливе.

«На данный момент мы смоделировали эксплуатацию месторождения в условиях самоизлива до 2040 года и показали, что эксплуатация в действующем режиме не приведет к большому понижению давления воды в резервуаре. В планах у нас моделирование насосной технологии добычи», ‒ пояснил Алексей Кирюхин.

27 мая, 2024
Засоление воды угрожает выживанию планктонных рачков
Красноярские ученые обнаружили негативное влияние повышенной солености на планктонных рачков. Иссл...
27 мая, 2024
Создана лазерная технология защиты драгоценностей из серебра от подделок
Российские и зарубежные физики разработали подход, позволяющий наносить при помощи лазера сложно у...