Возможности использования Паратунского геотермального месторождения для теплообеспечения Камчатки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Паратунское геотермальное месторождение находится в эксплуатации с 1964 г., преимущественно в режиме самоизлива, с расходом отбора около 250 кг/с термальной воды с температурой 70–90°С (47 МВт, при температуре сброса 35°С), которая используется для локального теплоснабжения, бальнеологии и тепличного хозяйства п. Паратунка и п. Термальный (3 тыс. жителей). Потенциальный рынок тепловой энергии на Камчатке включает Петропавловск-Камчатский (180 тыс. жителей), Елизово (39 тыс. жителей) и Вилючинск (22 тыс. жителей), при этом теплопотребление в системах централизованного теплоснабжения Петропавловска-Камчатского составляет 1623 тыс. Гкал в год (216 МВт). С использованием ранее разработанной термогидродинамической модели показана возможность устойчивой эксплуатации Паратунского геотермального резервуара с использованием погружных насосов при расходе отбора термальных вод до 1375 кг/с, при умеренном понижении давления (до 8 бар) и температуры (до 4°С) в резервуаре. В качестве дополнительных геотермальных источников выработки тепловой энергии могут быть использованы Верхне-Паратунское и Мутновское геотермальные месторождения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Кирюхин

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: AVKiryukhin2@mail.ru
Россия, 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9

Н. Б. Журавлев

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: AVKiryukhin2@mail.ru
Россия, 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9

Список литературы

  1. Кирюхин А.В., Асаулова Н.П., Ворожейкина Л.А. и др. Условия формирования и моделирование эксплуатации Паратунского геотермального месторождения (Камчатка) // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2017. № 3. С. 16–30.
  2. Федотов С.А., Сугробов В.М., Уткин И.С., Уткина Л.И. Возможности использования тепла магматического очага Авачинского вулкана и окружающих его пород для тепло- и электроснабжения // Вулканология и сейсмология. 2007. № 1. С. 32–46.
  3. Arnason B. Hydrothemal systems in Iceland traced by deuterium // Geothermics. 1976. V. 5. № 1/4. P. 71–81.
  4. Axelsson G., Gunnlaugsson E. Long Term Monitoring of High- and Low- Enthalpy Fields Under Exploitation // WGC2000 Short Courses, Japan. 2000. P. 125–152.
  5. Axelsson G., Gunnlaugsson E., Jónasson Th., Ólafsson M. Low temperature geothermal utilization in Iceland – Decades of experience // Geothermics. 2010. № 39. P. 329–338.
  6. Bodvarsson G. Temperature/flow statistics and thermodynamics of low temperature geothermal systems in Iceland // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1983. № 19. P. 255–280.
  7. Genter A., Baujard C., Cuenot N. et al. Geology, Geophysics and Geochemistry in the Upper Rhine Graben: the frame for geothermal energy use // European Geothermal Congress 2016, Strasbourg, France, 19–24 Sept. 2016. 5 p.
  8. Johannesson P., Chatenay C., Thorsteinsson H. et al. Technology and innovation can Foster geothermal District Heating Development // An Icelandic Case Study. Strasbourg, EGC-2016, http://www.verkis.com/media/pdf/id-624-Westman-islands-utgefid_mlogo.pdf
  9. Kiryukhin A.V., Asaulova N.P., Vorozheikina L.A. et al. Recharge Conditions of the Low Temperature Paratunsky Geothermal Reservoir, Kamchatka // Russia Procedia Earth and Planetary Science. 2017. № 17. P. 132–135.
  10. Kiryukhin A.V., Vorozheikina L.A., Voronin P.О., Kiryukhin P.A. Thermal-Permeability structure and recharge conditions of the low temperature Paratunsky geothermal reservoirs, Kamchatka, Russia // Geothermics. 2017. 70. P. 47–61.
  11. Kiryukhin A.V., Polyakov A.Y., Usacheva O.O., Kiryukhin P.A. Thermal Hermal-Permeability Structure and Recharge Conditions of the Mutnovsky High Temperature Geothermal Field (Kamchatka, Russia) // J. of Volcanol. and Geotherm. Res. 2018. 356. P. 36–55. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2018.02.010
  12. Rybach L. Geothermal Systems, Conductive Heat Flow, Geothermal Anomalies // Geothermal systems. Principles and Case Histories. N.Y.: Pergamon Press, 1981. P. 3–32.
  13. Schill E., Genter A. EGS Geothermal Challenges within the Upper Rhine Valley based on Soultz Experience // Proceedings Third European Geothermal Review, Mainz. 2003. 16 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Основные потребители тепловой энергии на Камчатке, потенциальные источники геотермального теплоснабжения и возможные трассы трубопроводов теплоносителя.

Скачать (108KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геометрия и зонирование термогидродинамической модели 4HM-GROWA Паратунского геотермального месторождения. а – стратификация и зонирование верхнего слоя (подслои -47.5, -92.5 и -137.5 м абс. мощностью 45 м каждый) термогидродинамической модели Паратунского геотермального месторождения 4НМ-GROWA. 1 – домен GROWA – горизонт грунтовых вод; 2 – домен CAPRK – разделяющий водоупор; 3 - домен CAPR2 – низкопроницаемый, домен. Пояснения в тексте и в табл. 1.

Скачать (364KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Окончание. б – зонирование среднего слоя (подслои с отметками -260, -460, -660, -860, -1060, -1260 м абс. мощностью по 200 м каждый) термогидродинамической модели Паратунского геотермального месторождения 4HM-GROWA. 1 – домены RESPR, соответствующие продуктивному резервуару с высокой проницаемостью; 2 – домен BUFER, соответствующий буферной зоне с повышенной проницаемостью вблизи открытой восточной границы; 3 – RESER – домен вмещающих пород с пониженной проницаемостью; 4 – прогнозные добычные скважины с погружными насосами (см. раздел 4); 5 – приток хлоридных вод в продуктивный резервуар в процессе его эксплуатации; 6 – границы модели: a – непроницаемые, b – открытые; 7 – проекции зон притока глубинного теплоносителя, изображенных на рис. 2в (домен BASEF). Пояснения в тексте и в табл. 1. в – зонирование нижнего слоя (Z = -2180 м абс.) термогидродинамической модели Паратунского геотермального месторождения 4HM-GROWA. 1 – домен BASEF определен с высокой проницаемостью и притоком глубинного теплоносителя (расход (кг/с) и энтальпия (кДж/кг) показаны цифрами), он соответствуют участкам: Средний (SR), Нижне-Паратунский (NP), Северный (N), Микижинский (M); 2 – домен BASE, соответствует низкопроницаемым вмещающим породам. Пояснения в тексте и в табл. 1.

Скачать (361KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Прогноз понижения давления и температуры при различных расходах водоотбора и эксплуатации Паратунского геотермального месторождения в течение 25 лет. а – прогнозное понижение температуры и давления на Среднем участке в скв. 9 (z = -260 м абс.) при суммарном расходе водоотбора 825 кг/с, 1100 кг/с, 1375 кг/с.

Скачать (143KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Окончание. б – прогнозное понижение температуры и давления на Нижне-Паратунском участке в скв. 39 (z = -460 м абс.) при суммарном расходе водоотбора 825 кг/с, 1100 кг/с, 1375 кг/с. в – прогнозное понижение температуры и давления на Северном участке в скв. 66 (z=-260 м абс.) при суммарном расходе водоотбора 825 кг/с, 1100 кг/с, 1375 кг/с.

Скачать (134KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Чистый дисконтированный доход проекта эксплуатации Паратунского геотермального месторождения с погружными насосами.

Скачать (158KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019