Введение к работе
Актуальность теш. Одним из наиболее перспективных районов для освоения геотермальных ресурсов являются области современного вулканизма, где теплоэнергетические воды отличшотся максимально высокими температурами. На территории нашей страны ото Курило-Камчатский район, где з настоящее время разЕедуется ряд крупных месторождений теплоэнергетических вод: Мутновское, Нипне-Ксие-левское, Паугетское, Эссо (Камчатка), Океанское, Менделеевское, Эбеко (Курильские острова). По шшималышм оценкам прогнозные р-зсурсы месторождений термальных вод и парогвдротерм этого региона могут обеспечить соответственно II млн Гкал/год для теплоснабжения и 1000 MB? электрической мощности для ГеоТЭС. Из них в настоящее время используется 0,9 млн Гкал/год тепла термальных под, а установленная мощность единственной отечественной Пауяет-скоЯ ГеоТЗО составляет II МВт.
В ряду месторождений теплоэнергетических вод месторождения областей современного вулканизма являются наиболее слонными объектами. Высокие температуры в недрах месторождений, достигающее SCO С к более, резкая ф:иьтрационная, гидрохимическая и гео-тармнчесхая неоднородность продуктивных комплексов по площади и в разрезе, дзухфазноо (пар - гидкость) состояние подземных вод определяй? специфику разведки и оценки, запасов этих мзеторозде-
Цель лдл'-гой работы - установление закономерностей формнро-гания и разработка методики оценки эксплуатационных золасов і.?з-сторездений термальных еод а парогндротерм вулканических областей.
Э?г^ч!^1сслр.л,о_глняя« Для достилання поставленной цели по-трсбоЕалось реянть следующие осногше задачи.
I. Разработать принципы я приемы для вуязлония основних закономерностей формировсиия эксплуатационных запасов мзетороя-дгинй теплоэнергетических вод вулканических областей и на этой сснозе еыполнить ькалгга гидрогзологичесхих условий различних пзпоз кзсторолдсниЗ, рззулуг^эд ітл раззгїд::" її окспдуа?ац:«1.
і. Разработать типизацию месторождений, отражающую основные источники формирования их эксплуатационных запасов и режим эксплуатации и являющуюся основой для оценки эксплуатационных запасов и постановки геологоразведочных работ.
3. Установить набор необходимых термогидродинамических
Сгидрогеологических и тешюфизических) параметров и разработать методику их полевого определения.
4. Разработать общие принципы и предложить практические
методы оценки эксплуатационных запасов месторождений различного
типа.
Методика исследований. В основу данной работы положено тщательное изучение и интерпретация с единых методических позиций результатов разведочных работ и эксплуатации разнообразных типов месторождений теплоэнергетических вод областей современного вулканизма. Решение поставленных задач потребовало проведения полевых экспериментальных исследований на Мутновском и Океанском месторождении парогидротерм, теоретических проработок, в том числе с использованием численного моделирования.
Защищаемые положения и научная новизна работы заключаются в следующем:
I. Установлены основные закономерности формирования эксплуатационных запасов для выделенных типов месторождений теплоэнергетических вод вулканических областей. В частности, показано, что для месторождений термальных вод и однофазных месторождений парогидротерм наряду с естественными ресурсами существенную роль играют привлекаемые ресурсы. Для месторождений парогидротерм с "паровой шапкой" , кроме того, определенную роль в формировании эксплуатационных запасов играют естественные запасы. На двухфазных месторождениях парогидротерм значение естественных запасов в структуре эксплуатационных запасов наиболее весомо, хотя естественные и привлекаемые ресурсы остаются значительными. оце+іхи
. Разработана методика эксплуатационных запасов месторождений теплоэнергетических вод вулканических областей различных типов, разрабатываемых в условиях нестационарного термогидродинамического режима. В отличие от применяемого в настоящее
время гидравлического метода оценки предложенная методика основывается на балансовом методе в сочетании с гидродинамическими и теплофизическими расчетами, используемыми для определений;' отдельных составляющих водного и энергетического баланса и термо-гидродкнамических параметров.
3. Обоснован необходимый и достаточный комплекс термогид
родинамических параметров коллекторов месторождений теплоэнер
гетических вод вулканических областей. Наряду с традиционными
гидрогеологическими параметрами выделен основной теплофиэиче-
ский параметр (эффективная мощность теплообмена), определяющий
извлекаемые запасы тепла коллектора месторождения. Предложена
.методика оценки эффективной мощности теплообмена для месторождений различного типа. Обоснована постановка гидрогеологических работ для определения расчетных параметров на базе хомплексиро-вания гидродинамических, гидрохимических и геотемлературных методов исследований.
4. Обоснован новые принципы проведения разведки месторож
дений термальных вод и парогидротерм вулканических областей, ее
структура н содержание на каждом из этапов. Доказана необходи
мость выполнения гидрогеологических исследований месторсздениїї
данного типа на основе опытно-эксплуатационного подхода, при ко
тором ресение основного вопроса о целесообразности эксплуатации
месторождения принимается на раннем этапе исследований. В связи
с этим предложено собственно поисково-раззедочные работы прово
дить в одну поисково-оценочную стадий. Дальнейшее изучение ме
сторождений (разведочно-эксплуатационная стадия) проводится по
данным опытно-промышленной и промышленной эксплуатации местороа-
дения. Предложен конкретный комплекс работ на каждой из стадий
(подстадий) изучения месторождения.
Реализация результатов работы. Разработанная методика оценки эксплуатационных запасов применялась в практике геологоразведочных работ почти всех разведуеїльк в последние года местороіяде-ннй теплоэнергетических вод Курнло-Камчатского региона. По данной методике при участии автора подсчитаны и утверждены эксплу-атецяокныэ запасы %тнозского (1985 н 1990 гг. з ЦКЗ, ІЙЇ? г. з ПЙ) !і Океанского (IS9Q г. а ЩЗ) нэстороздеизй парогидротерм.
Методические рекомендации по постановке геологоразведочных работ в целом и опытно-фильтрационным исследованиям, в частности, использовались при составлении проектов поисково-разведочных работ на Мутновском, Нижне-Кошелевском, Малкинском (Камчатка), Океанском, Менделеевском, Эбекском (Курильские острова) месторождениях. Полученные результаты используются в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых работ по дисциплине "Поиски и разведка термальных вод" в Московском геологоразведочном институте.
\ Апробация работы и публикация ее результатов. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались на УІ Вулканологическом совещании (Петропавловск-Камчатский, 1985), Всесоюзной конференции "Подземные воды и эволюция литосферы" (Москва, ISB5). Всесоюзном совещаний по определению гидрогеологических параметров (пос.Зеленый, I9B9), ХП (Иркутск, I9tkJ) и ХШ (Томск, 1991) совещаниях по подземным водаЫ Сибири и Дальнего Востока, ХХІУ Научной конференции ЇІГРИ (Москва, 1992). По теме диссертации опубликовано '& научных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения; общий объем — 295 стр. ыаяишописного текста; содержит 60 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 151 наименований.