Технология освоения геотермальных ресурсов (часть 1)

Технологические схемы добычи тепловой энергии недр. По способу добычи теплоносителя предлагается следующая классификация геотермальных систем (рис. 24.2).

Фонтанная технология (рис. 24.3) в настоящее время доминирует при разработке геотермальных месторождений, представленных природными проницаемыми коллекторами, содержащими флюиды (воду, рассолы, пароводяные смеси, пар) с давлением, как правило, выше гидростатического.

Первая геотермальная скважина в Лардерелло, дебит которой намного превышал самоизлив природных источников (его можно было собрать системой каптажа), положила начало простейшей фонтанной технологии добычи природных теплоносителей. Геотермальные фонтанные системы (ГФС) представляют собой одиночные самоизливающиеся скважины или их группы, дебит которых определяется параметрами геотермального коллектора, глубиной Н и диаметром фильтровой колонны скважин dс. Приток к скважине геотермального флюида теплоемкостью с с зависящими от температуры значениями вязкости μ и плотности рm при превышении пластового давления в коллекторе над гидростатическим ΔРк = Рк - Рст, мощности коллектора М, его глюницаемости к и пьезопроводности X, как и приток нефти, определяется известной формулой:

а тепловая мощность скважины - разностью температур поступившего к потребителю (Тт) и отработанного (Тотр) теплоносителя:

а годовая теплопродукция при использовании скважины ω часов в год:

Фонтанная технология при всей своей простоте имеет два крупных недостатка: недостаточный дебит W и сброс отработанного загрязненного теплоносителя, охлажденного после передачи энергии какому-либо потребителю.
С фонтанирования начинается эксплуатация и нефтяных скважин. Происходит неизбежное снижение забойного давления и ΔРк с образованием депрессионной воронки. Фонтанный дебит падает. Поэтому современная нефтедобыча обеспечивается преимущественно за счет систем заводнения с поддержанием пластового давления Рк и применением штанговых или погружных скважинных насосов. Однако аналогия геотермальной технологии и нефтегазодобычи требует учета резкой разницы в энергетической ценности добываемой жидкой продукции. Если нефтяная скважина имеет дебит 50-100 т/сут. = 2-4 т/час при теплотворной способности 40-42 ГДж/м3, то продукция геотермальной скважины с водой при температуре 100°С и 04-042 ГДж/м3 будет энергетически сопоставима лишь при дебите 200-400 м3/час. Геотермальные скважины с таким, хотя бы начальным, дебитом - уникальны. В 1995 г. в России функционировало 185 геотермальных скважин общей тепловой мощностью 220 МВт со средним дебитом 20-30 м3/час. Хотя большая часть этих скважин списана из газонефтяного фонда, т.е. "бесплатна", они не могли принести серьезной прибыли РАО "Газпром", который несет ответственность за освоение геотермальных ресурсов России. Отсюда я уровень интереса к этим ресурсам. А если все эти скважины глубиной 2-3 км бурить заново, при таком дебите они принесли бы немалые убытки.

---