WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Теплофизическое обоснование формирования и эксплуатации мутновской магматогенной геотермальной системы

На правах рукописи

ТАСКИН Виталий Витальевич

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МУТНОВСКОЙ МАГМАТОГЕННОЙ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных

пород, рудничная аэрогазодинамика

и горная теплофизика

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2008

Работа выполнена в Научно-исследовательском геотехнологическом центре Дальневосточного отделения Российской академии наук (НИГТЦ ДВО РАН)

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук

Юрий Петрович Трухин

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Семен Григорьевич Гендлер

кандидат технических наук, доцент

Алла Анатольевна Чермошенцева

Ведущее предприятие: ОАО «Геотерм».

Защита диссертации состоится 12 декабря 2008 г. в 13 ч. 15 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 12 ноября 2008 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

д.т.н., профессор Э.И. БОГУСЛАВСКИЙ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Одной из проблем совершенствования топливно-энергетического баланса, является изменение его структуры за счет использования возобновляемых источников энергии вместо традиционных видов топлива. Помимо сохранения истощающихся запасов нефти газа и угля, применение возобновляемых источников энергии позволяет решить ряд экологических проблем. Одним из таких источников являются геотермальные ресурсы. По данным многочисленных исследований, во многих регионах геотермальная энергия может быть эффективно извлечена с глубин до 3-4 км.

Высокий геотермический градиент Камчатки обуславливается, современной вулканической деятельностью. Вместе с тем, в настоящее время в энергетических целях используется теплоноситель, отбираемый из месторождений парогидротерм. Применение такого теплоносителя для выработки электроэнергии в связи с его низкими тепловыми параметрами характеризуется невысокой производительностью. Повышение эффективности выработки энергии до уровня современных электростанций, связано с использованием геотермального теплоносителя с температурой выше 4000С.

Энергия такого потенциала сосредоточена в областях очагов магматогенных геотермальных систем. Потенциальные ресурсы Мутновской магматогенной геотермальной системы на Камчатке составляют более 2000 МВт. Оценка перспектив освоения Мутновской системы сдерживается отсутствием достаточного объема достоверной информации о горно-геологических и геотермических условиях массива горных пород на глубинах, перспективных для извлечения геотермальной энергии. Одним из способов повышения точности прогностических оценок возможности извлечения геотермальной энергии является построение математических моделей формирования геотемпературного поля, описывающих различные сценарии теплового взаимодействия магматического очага и массива окружающих его горных пород.

Значительный вклад в теоретические и натурные исследования термогидродинамического и гидрогеохимического режима Мутновской магматогенной геотермальной системы внесли: Вакин Е.А., Кирсанов И.Т., Поляк Б.Г., Трухин Ю.П., Шувалов Р.А., Таран Ю.А., Пилипенко В.П. Технология геотермальной циркуляционной системы в докритических термогидродинамических условиях подземного коллектора была разработана в трудах Аладьева И.Т., Ароновой Н.Н., Артемьевой В.Л., Богуславского Э.И., Васильева В.А., Вознюка Л.Ф., Гендлера С.Г., Дядькина Ю.Д., Егорова А.Г., Забарного Г.Н., Кононенко Г.Н., Кремнева О.А., Мерзлякова Э.И., Морозова Ю.П., Павлова И.А., Парийского Ю.М., Пашкевича Р.И., Пискачевой Т.Ю., Пудовкина А.М., Романова В.А., Рыженко И.А., Саламатина А.Н., Смирновой Н.Н., Трусова В.Н., Цырульникова А.С., Шурчкова А.В.

Тем не менее, в настоящий момент не существует единой концептуальной модели Мутновской магматогенной геотермальной системы, а труды, посвященные разработке технологии геотермальных циркуляционных систем предполагают докритическое состояние теплоносителя.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ – обоснование целесообразности освоения энергетического потенциала Мутновской магматогенной геотермальной системы на основе данных, полученных при численном моделировании процессов теплопереноса в слагающих ее горных породах.

ИДЕЯ РАБОТЫ – в районе Мутновской магматогенной геотермальной системы на глубинах до 3 км существует высоко-температурная зона (>400оС), энергетические ресурсы которой оценены на базе термогидродинамического моделирования процессов теплопереноса с использованием прогнозной температуры магматического очага (1200оС) и замеренной температуры фумарол на поверхности (490–950оС); эта зона перспективно возможна для промышленного освоения по технологии геотермальных циркуляционных систем.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

разработка численной термогидродинамической модели Мутновской магматогенной геотермальной системы;

получение расчетного распределения температур, давлений, фазового состояния и скоростей движения фаз флюида в лавовыводящем канале и в окружающих его породах в заданном диапазоне исходных параметров;

численное исследование теплофизических и гидродинамических параметров теплового коллектора геотермальной циркуляционной системы в начальных надкритических условиях;

установление технологических параметров геотермальной циркуляционной системы для освоения тепловых ресурсов Мутновской магматогенной геотермальной системы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

установлена закономерность распределения температуры, давления, фазового состояния и скоростей фаз флюида в массиве пород Мутновской магматогенной геотермальной системы на базе разработанной численной термогидродинамической модели, включающей фазовые переходы в полном диапазоне возможных состояний, теплофизические свойства пород и воды до 1200оС и 1 ГПа, фактический рельеф поверхности;

получены закономерности распределения температуры, давления, фазового состояния и водонасыщенности в вертикальном и горизонтальном разрезах теплового коллектора геотермальной циркуляционной системы в начальных надкритических условиях, соответствующих расчетным условиям Мутновской магматогенной геотермальной системы, а также зависимости параметров теплоносителя в открытых интервалах добычных и нагнетательной скважин от времени эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Адекватное описание формирования Мутновской магматогенной геотермальной системы может быть осуществлено на основе разработанной термогидродинамической модели, включающей источник теплоты, представляющий собой магматический очаг эллипсоидальной формы, где за счет подпитки магматическим веществом поддерживается постоянная температура и расход дегазирующегося флюида.

2. Область горных пород Мутновской магматогенной геотермальной системы имеющая температуру не менее 400оС, достаточную для получения геотермального теплоносителя высокого потенциала располагается на расстоянии не более 2,5 км от лавовыводящего канала и на глубине до 3-х км.

3. Для обеспечения эксплуатации Мутновской магматогенной геотермальной системы по циркуляционной технологии, в течение времени не менее 35 лет, дебит теплоносителя может составлять 10–15 кг/с при расстоянии между нагнетательной и добычными скважинами 250 м, при этом открытый интервал нагнетательной скважины следует располагать на 250 м выше забоя добычных скважин.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Принята комплексная методика исследования, включающая: обобщение и анализ натурных наблюдений за тепловым режимом Мутновской магматогенной геотермальной системы, анализ мирового опыта разработки и использования технологии геотермальных циркуляционных систем, компьютерное моделирование процесса теплопереноса в породах Мутновского комплекса и в тепловом коллекторе геотермальной циркуляционной системы.

ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИЙ подтверждается:

корреляцией полученных в работе результатов с натурными наблюдениями, выполненными другими исследователями;

значительным объемом аналитического обзора данных предшествующих работ по натурным наблюдениям за геотермическим режимом Мутновской магматогенной геотермальной системы;

большим количеством вариантов вычислений по моделям на ЭВМ в широком диапазоне исходных параметров (120 вариантов серийных расчетов);

использованием фундаментальных физических законов сохранения массы и энергии в основе численной модели теплопереноса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:

прогнозируемые параметры Мутновской магматогенной геотермальной системы должны быть использованы при постановке геолого-геотермических исследований на данном объекте;

результаты термогидродинамического моделирования позволяют выполнить прогнозную оценку энергетических ресурсов Мутновской магматогенной геотермальной системы;

установленные геометрические параметры системы скважин типа «триплет» могут быть рекомендованы для опытной циркуляционной установки при освоении Мутновской магматогенной геотермальной системы;

результаты диссертационной работы предложены в ОАО «Геотерм» для внедрения;

научные и практические результаты работы используются в учебном процессе Камчатского государственного технического университета при проведении занятий по дисциплинам: «Основы технологии и проектирования топливно-энергетических комплексов».

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА работы заключается: в постановке цели, формулировке задач и разработке методики исследований, систематизации и обработке геологических, гидрологических данных, а также данных по геотермическому режиму Мутновской магматогенной геотермальной системы, разработке модели, выполнении численных экспериментов и интерпретации полученных результатов, а также обработке их на ЭВМ, разработке практических рекомендаций.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Содержание и основные положения диссертационной работы были доложены на: научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов КамчатГТУ «Проблемы и задачи регионального природопользования», Петропавловск-Камчатский, 2004; 18-ой международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-18», Казань, 2005; международном семинаре, посвященному закрытию 27-ой сессии Специальных геотермических курсов Университета Объединённых Наций (UNU GTP – United Nations University Geothermal Training Program), Рейкьявик, Исландия, 2005г.; региональной научно-практической конференции «Минерально-сырьевые ресурсы как фактор развития промышленной и социальной инфраструктуры Камчатского края», Петропавловск-Камчатский, 2007; научно-техническом совете ОАО «Геотерм», 2007; семинарах лаборатории геотехнологии и геохимии, а также физико-химической гидродинамики НИГТЦ ДВО РАН, на Ученых советах НИГТЦ ДВО РАН, 2006-2008, на заседании кафедры Геотехнологии руд РГГРУ от 12.05.08 г.

ПУБЛИКАЦИИ: По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 9 – в журналах и изданиях «Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий» Высшей аттестационной комиссии Минобрнауки России, рекомендованных экспертным советом.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 142 наименований, приложений, иллюстрирована 49-ю рисунками, содержит 8 таблиц, общий объем – 145 страниц.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор благодарит: Ю.П. Трухина и Р.И. Пашкевича за научное руководство, постановку задач исследования, плодотворную критику, действенную поддержку и помощь на всех этапах работы; А.С. Латкина, Р.А. Шувалова, В.В. Потапова, В.А. Степанова (НИГТЦ ДВО РАН) за ценные советы и консультации; профессора С. Арнорсона (Национальный Университет Исландии, г. Рейкьявик) за консультации и советы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 выполнен анализ результатов предшествующих работ по натурным наблюдениям за тепловым режимом Мутновской магматогенной геотермальной системы; выявлены характеристики системы как объекта освоения с целью использования тепловых ресурсов ее магматического очага; рассмотрены современные технологии освоения тепловых ресурсов магматогенных геотермальных и вулкано-геотермальных систем; сформулированы цель и задачи исследований;

В главе 2 разработана термогидродинамическая модель Мутновской магматогенной геотермальной системы; установлены границы расчетной области, начальные и граничные условия для 3-х типов моделей и диапазон исходных теплофизических, геотермических, гидрогеологических параметров для расчетов;

В главе 3 на основе разработанной модели выполнен расчет и анализ параметров теплопереноса в Мутновской магматогенной геотермальной системе; установлена степень адекватности 3-х типов моделей реальным условиям; установлена зависимость конфигурации изотерм, изобар и границы области флюида в надкритическом состоянии от проницаемости лавовыводящего канала и окружающих его пород, давления и расхода флюида на входе в канал, формы очага при двух доминирующих типах теплопереноса;

В главе 4 выполнено численное моделирование термогидродинамического режима коллектора циркуляционной системы в начальных надкритических условиях, соответствующих условиям объекта исследования; установлены рациональные технологические параметры циркуляционной системы с целью выработки тепловой и электрической энергии;

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Адекватное описание формирования Мутновской магматогенной геотермальной системы может быть осуществлено на основе разработанной термогидродинамической модели, включающей источник теплоты, представляющий собой магматический очаг эллипсоидальной формы, где за счет подпитки магматическим веществом поддерживается постоянная температура и расход дегазирующегося флюида.

В настоящее время не существует единой концептуальной модели Мутновской магматогенной геотермальной системы. Это связано с тем, что детальных геолого-геотермических исследований на объекте не проводилось. Поэтому в работе использовался спектр исходных параметров, учитывающий широкий диапазон возможных значений (табл. 1).

Математическая модель теплопереноса в породах системы основывается на уравнениях сохранения массы и энергии в виде:

где n – пористость; f, s, r – плотность флюида, пара и пород; k, krs krw – соответственно абсолютная и относительная проницаемости; µs, µw – динамические вязкости пара и воды; Кm – теплопроводность; hf, hr – удельные энтальпии флюида и пород; qm и qh – соответственно массовый расход на единицу объема и тепловой поток на единицу объема. Последние две величины используются для задания в явном виде расхода дегазации магмы на входе в лавовыводящий канал и регионального потока тепла на нижней границе расчетной области.

Таблица 1. Параметры, варьируемые в расчетах
Тип модели А В С По всем моделям
Форма очага Горизон-тальный эллипсоид Вертикальный/ Горизонталь-ный эллипсоид Горизон-тальный эллипсоид Вертикальный/ Горизонталь-ный эллипсоид
Размеры большой и малой полуосей очага, км 2,2 1,1 2,5 1,5 2,2 1,1 2,2…2,5 1,1…1,5
Глубина залегания очага, км 3…4,5 1 0,75…4,5
Температура апикальной части очага, оС Остывающий очаг 900-1200 1200 900-1200
Проницаемость пород канала, мД 10-4…100 0,001…1 1…100 10-4…100
Проницаемость окружающих пород, мД 10-4…1 0,001 10-4…1
Проницаемость очага, мД 10-8…10-4 - 10-8…10-4
Региональный тепловой поток (q1), мВт/м2 80-120 120 80-120
Тепловой поток на оси очага (q2), мВт/м2 1200 - 1200
Расход дегазирующегося флюида (G), кг/с - 3-600 71 0-600
Давление магматического флюида на входе в лавовыводящий канал - - От гидростатического, до литостатического
Доминирующий тип теплопереноса в окружающих породах Кондуктивный, конвективный

Численная реализации осуществляется конечно-разностным методом на базе программного комплекса HYDROTHERM, предназначенного для трехмерного моделирования многофазного потока воды и тепла в диапазоне температуры и давления до 12000С и 1 ГПа.

В работе Мутновская магматогенная геотермальная система рассматривается как проницаемая плоская зона, проходящая через ее центр и гидравлически связанная с магматическим очагом посредством лавовыводящего канала (рис. 1а). Использовалась двумерная постановка. Модель охватывает в плане 18 км. Глубина расчетной области определяется принятой глубиной залегания магматического очага. Расчетная область делится на 3 домена, рис. 1а, б. Рассматривались три типа моделей, рис. 1.

Модель А (рис. 1а) включает остывающий магматический очаг.

Модель В (рис. 1б) включает конвектирующий очаг, с постоянной температурой поверхности его апикальной части. На входе в лавовыводящий канал задавался источник дегазирующегося флюида. Поскольку действительная форма поверхности очага неизвестна, в расчетах по модели В она менялась с горизонтального на вертикальный эллипсоид (рис. 1б, 4 и 5).

Модель С (рис. 1в), включает в себя конвектирующий магматический очаг, с заданием давления и расхода флюида на входе в лавовыводящий канал. Породы канала имеют начальную температуру близкую к температуре поверхности очага.

Результаты расчетов по модели А для случая конвективной теплопроводности в окружающих породах представлены на рис. 2. При всех выполненных вариантах численного эксперимента по модели А, температура на поверхности не достигает фактически измеренных значений 492–950оС (табл. 2).

Термогидродинамическая модель Мутновской магматогенной геотермальной системы не может быть описана с помощью модели остывающего очага, необходимо учитывать расход дегазирующегося магматического флюида.

Результаты расчетов в рамках модели В также показали несоответствие реально наблюдаемым на поверхности Мутновской магматогенной геотермальной системы явлениям.

Результаты численных экспериментов с использованием модели С показали наибольшую адекватность природным характеристикам объекта исследования. При всех возможных вариантах расчетов, температура на поверхности составила 500–700оС, а состояние флюида – перегретый пар, что совпадает с замерами и наблюдениями, выполненными Вакиным Е.А., Кирсановым И.Т., Поляком Б.Г., Зеленским М.Е. в период 1960–2000 гг. (табл. 2).

Рис. 1. Схема расчетной области модели А–(а), В–(б), С–(в), начальные и граничные условия: 1 – лавовыводящий канал; 2 – магматический очаг; 3 – окружающие порода; 4 – очаг в форме горизонтального, 5 – в форме вертикального эллипсоидов; q1 – региональный тепловой поток; q2 – тепловой поток на оси очага; Q – расход на границах модели; G – расход флюида на входе в канал в результате дегазации магмы; РАТМ – атмосферное, РНАЧ – начальное, РГСТ – гидростатическое давления; Р1, Т1 и Т2 – начальные изобара и геоизотермы в окрестности очага.

Таблица 2 Температура на поверхности Мутновской системы.
Год замеров Максимальная измеренная температура газов на поверхности Расчетная температура, по модели
А В С
1963 750оС 50-100оС 900-1000оС 500-700оС
1964 950оС
1999 524оС
2000 492оС
2002 520оС
2005 620оС

Рис. 2. Распределение температуры и фазового состояния при разных глубинах залегания очага (км): а – 4,5, б – 3. В верхнем правом углу – время с начала расчета, годы. По оси y – глубина модели, по оси х – ее ширина, км.

2. Область горных пород Мутновской магматогенной геотермальной системы имеющая температуру не менее 400оС, достаточную для получения геотермального теплоносителя высокого потенциала располагается на расстоянии не более 2,5 км от лавовыводящего канала и на глубине до 3-х км.

Практический интерес с целью освоения тепловых ресурсов Мутновской магматогенной геотермальной системы представляет температура горных пород превышающая 400оС.

Результаты численных экспериментов, выполненных по модели С показывают, что при конвективном типе теплопереноса в окружающих породах и давлении дегазирующегося флюида на входе в лавовыводящий канал превышающим гидростатическое, указанные температуры располагаются на глубине до 3 км и расстоянии не более 2,5 км от центра лавовыводящего канала при глубине залегания магматического очага 4,5 км (рис. 3).

Рис. 3. Распределение температуры (Т,оС), давления (Р, бар) и фазового состояния при конвективном теплопереносе в породах, окружающих лавовыводящий канал при разном давлении флюида на его входе: а–45 мПа, б–80 мПа. В верхнем правом углу – время с начала расчета, годы. По оси y – глубина модели, по оси х – ее ширина, км. Векторами показано направление и скорость движения флюида.

В случае наиболее «не благоприятного» варианта расчетов (кондуктивного типа теплопереноса и принятого гидростатического давления апикальной части очага), минимальная расчетная температура горных пород на глубине до 3 км и расстоянии не более 2,5 км от центра лавовыводящего канала составляет 400оС при залегании очага от 1,5 до 3 км (рис. 4).

3. Для обеспечения эксплуатации Мутновской магматогенной геотермальной системы по циркуляционной технологии, в течение времени не менее 35 лет, дебит теплоносителя может составлять 1015 кг/с при расстоянии между нагнетательной и добычными скважинами 250 м, при этом открытый интервал нагнетательной скважины следует располагать на 250 м выше забоя добычных скважин.

В данной работе было выполнено численное трехмерное моделирование работы системы скважин типа «триплет» при разработке Мутновской магматогенной геотермальной системы по циркуляционной технологии (рис. 5). Диапазон исходных параметров показан в таблице 3.

Рис. 5. Расположение скважин. Численная сетка модели. Цифры в кружках – породы с разной проницаемостью. Д, Н – открытые интервалы добычных и нагнетательной скважин. 1, 2 – наблюдательные точки.

В отличие от имеющихся работ по моделированию режима геотермальной циркуляционной системы, в том числе типа «триплет», начальные условия в окрестности добычных и нагнетательной скважин были приняты надкритическими, ожидаемыми по результатам расчетов на заданных глубинах.

Таблица 3. Исходные данные для расчетов.
Расстояние между добычными и нагнетательной скважиной L, м 200, 250, 500, 650
Высота забоя нагнетательной скважины над линией добычных Нн, м 0, 250, 450, 550
Проницаемость продуктивной зоны, мД 0,9; 1,0; 2,0; 5,0
Размер продуктивной зоны (ВхШхТ), км 1,8х1,95х1,0
Дебит добычных скважин G, кг/с 1,0; 5,0; 10,0; 15,0
Мощность открытых интервалов скважин, м 50

Расчетная область включает продуктивную проницаемую зону – 2 и малопроницаемые породы 1 (10-5 мД). Верхняя малопроницаемая зона имеет мощность 1 км, нижняя – 0,2 км (рис. 5). Начальное распределение давления – гидростатическое, на верхней поверхности задавалось атмосферное давление. Начальный градиент температуры – 137оС/км, на верхней поверхности задана температура 10оС, на нижней поверхности – 420оС. Продуктивная зона считается изотропной с постоянной проницаемостью в данном варианте расчета.

С учетом того, что проницаемости интервалов опробования наиболее продуктивных скважин Мутновского месторождения парогидротерм располагаются в диапазоне значений 0,9–3,1 мД, принятие в работе проницаемости продуктивной зоны в диапазоне значений 0,9–5 мД представляется оправданным.

Установлено, что в ходе эксплуатации в окрестности забоя добычных скважин теплоноситель испытывает последовательную смену состояния от сверхкритического к перегретому и далее к влажному пару. Показан характер изменения температуры (ТоС), давления (Р) и водонасыщенности (S) в блоках открытых интервалов добычных и нагнетательной скважин.

В результате численных экспериментов в указанном диапазоне расстояний между забоями добычных и нагнетательной скважин (L) получено, что при всех прочих равных условиях, температура и давление забоя добычных скважин выше при расположении забоев на расстоянии 250 м. Давление нагнетания при этом отличается не значительно.

Для расстояния между забоями скважин 250 м показано, что при расположении забоя нагнетательной скважины по глубине на линии добычных (Нн=0), при дебите 15 кг/с и проницаемости продуктивной зоны 1 мД, спустя 20 лет с начала эксплуатации происходит линейное снижение температуры теплоносителя на забое добычных скважин, рис. 6 б. Конденсация теплоносителя к 20 годам достигает 100% (рис 6 в).

Рис.6. Изменение параметров в ходе эксплуатации при разных Нн: а, б, в - на забое добычной скважины, г - нагнетательной. Дебит 15 кг/с, проницаемость продуктивной зоны 1 мД.

При более высоком расположении забоя нагнетательной скважины (Нн=250, 450, 550 м), параметры добычной скважины быстро снижаются в течение 2 лет с начала эксплуатации, а затем практически стабилизируются. При этом, относительная высота забоя нагнетания 250 м представляется наиболее целесообразной, так как температура и давление в этом случае выше, чем при расположении забоя на высотах 450 и 550 м (рис. 6 а,б).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой содержится решение актуальной задачи количественной оценки термогидродинамических условий в породах Мутновской магматогенной геотермальной системы и установления рациональных параметров освоения ее тепловых ресурсов по технологии геотермальных циркуляционных систем.

Основные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему:

1. Разработана численная термогидродинамическая модель Мутновской магматогенной геотермальной системы и оценена ее адекватность природным условиям;

2. При предполагаемой глубине залегания магматического очага 1,5…3 км минимальная расчетная температура горных пород Мутновской магматогенной геотермальной системы, на расстоянии 2,5 км от ее центра и на глубине до 3 км, составляет 400оС при различных доминирующих типах теплопереноса в окружающих флюидопроводящую зону породах;

3. Установлено, что забой нагнетательной скважины в системе «триплет» при освоении тепловых ресурсов Мутновской магматогенной геотермальной системы с дебитом скважин 15 кг/с и расстоянием между скважинами 250 м, рационально размещать на 250 м выше забоя добычных скважин глубиной 2,7 км при проектных сроках эксплуатации более 35 лет;

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Таскин В.В. Термогидрогазодинамические процессы в массиве пород вулкана Мутновский при остывании его магматического очага: численный эксперимент /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Естественные и технические науки. – 2007. – №5. – С. 169–174.

2. Таскин В.В. Моделирование теплопереноса при фильтрации во флюидопроводящей зоне Мутновской магма-геотермальной системы: роль проницаемости пород и давления дегазации магмы /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Вопросы современной науки и практики. Университет им. Вернадского. – 2007. №4(10) – С. 156–165.

3. Таскин В.В. Численное исследование динамики паровых зон магма–геотермальных систем на примере вулкана Мутновский, Южная Камчатка /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Геофизика. – 2007. – №5. – С. 68–71.

4. Таскин В.В. Термогидродинамическое моделирование магма–геотермальной системы вулкана Мутновский /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Геоинформатика. – 2007. – № 3. – С. 57–61.

5. Таскин В.В. Перспективные технологии использования тепла Земли // Сб. тез. докл. региональной научно-практической конф. «Минерально-сырьевые ресурсы как фактор развития промышленной и социальной инфраструктуры Камчатского края 1–2 марта 2007. Петропавловск-Камчатский, Россия», Петропавловск-Камчатский, 2007. С. 38–41.

6. Таскин В.В. Моделирование магматогенно-гидротермальной системы вулкана Мутновский и его магматического очага /Трухин Ю.П., Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Сб. тез. докл. региональной научно-практической конф. «Минерально-сырьевые ресурсы как фактор развития промышленной и социальной инфраструктуры Камчатского края 1–2 марта 2007. Петропавловск-Камчатский, Россия», Петропавловск-Камчатский, 2007. С. 41–43.

7. Таскин В.В. О возможности оценки глубины залегания очага Мутновской магма-геотермальной системы по геотермическим данным /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Сб. науч. трудов Х Международной конф. «Тепловое поле Земли и методы его изучения» Москва, 18-19 июня 2008 г., РГГУ. Сб. науч. трудов / Отв. ред. Ю.А.Попов. – М.: РИО РГГРУ, 2008, С. 176-181.

8. Таскин В.В. Теплоперенос в горном массиве при эксплуатации геотермальной циркуляционной системы /Таскин В.В., Пашкевич Р.И.// Горный журнал. – 2008. - №11. - С. 32-34.

  1. Таскин В.В. Исследование термогидродинамического режима надкритической геотермальной циркуляционной системы /Таскин В.В., Пашкевич Р.И.// Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2008. - №8. С 21-24.
  2. Таскин В.В. Теплоперенос в породах Мутновской геотермальной системы: влияние формы, расхода дегазации очага и проницаемости пород /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. – 2008.- №12.- С. 178-185.
  3. Таскин В.В. Зависимость технологических параметров геотермальных циркуляционных систем в начальных надкритических условиях от относительной высоты забоя нагнетательной скважины /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. – 2008. №12.- С. - 186-190.
  4. Таскин В.В. Влияние расстояния между скважинами и глубины нагнетательной скважины надкритической геотермальной циркуляционной системы на отбор тепла /Пашкевич Р.И., Таскин В.В.// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. – 2008.- №12.- С. 191-194.


 
Похожие работы:

«Глушко Анатолий Яковлевич Земельный фонд юга европейской части России под воздействием опасных природных процессов (явлений) 25.00.23 - Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук Нальчик, 2010 Работа выполнена в ГУ Высокогорный геофизический институт Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) Министерства природных ресурсов и...»

«Заволокина Светлана Владимировна Особенности загрязнения четвертичных отложений территории г. Москвы тяжелыми металлами Специальность 25.00.36 – Геоэкология Автореферат на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва - 2008 Диссертационная работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН Научный руководитель: доктор...»

«Горбова Светлана Валерьевна КАРБОНАТНЫЙ КАРСТ СУХОЛОЖСКО-КАМЕНСКОГО РАЙОНА (ВОСТОЧНЫЙ СКЛОН СРЕДНЕГО УРАЛА) Специальность 25.00.08 – Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Екатеринбург, 2006 Работа выполнена в Уральском государственном горном университете и в Научно-производственном центре КАРСТ (г. Дзержинск). Научный руководитель - кандидат геолого-минералогических...»

«УДК 551.507.362 Дорофеев Виктор Васильевич НАКЛОННАЯ ДАЛЬНОСТЬВИДИМОСТИ ВСЛОЖНЫХМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Специальность: 25.00.30– Метеорология,климатология, агрометеорология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканиеученой степени доктора географическихнаук ВОРОНЕЖ 2007 Работа выполнена в Воронежскомвысшем военном авиационном инженерном училище(военном институте) Научныйконсультант: доктортехнических наук,...»

«Габов Дмитрий Александрович МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ ЭПГ В МАЛОСУЛЬФИДНЫХ РУДАХ МАССИВА ПАНСКИХ ТУНДР Специальность 25.00.05 – Минералогия, кристаллография Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009 Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Геологический институт Кольского научного центра РАН (ГИ КНЦ РАН) Научный руководитель: Академик РАН, доктор геолого-минералогических наук,...»

«МОРГУНОВ Борис Алексеевич МЕТОДОЛОГИЯ УЧЕТА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА В ПРОЦЕССЕ ВЫРАБОТКИ СТРАТЕГИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИИ Специальность: 25.00.36 Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук Санкт-Петербург - 2006 год Работа выполнена в Исполнительной дирекции Российской программы организации инвестиций в оздоровление окружающей среды Министерства экономического развития и торговли Российской...»

«Чайкин Станислав Юрьевич Пространственно-временная структура ландшафтов южного склона Большого Кавказа (в пределах Российской Федерации) Специальность 25.00.23 — физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Краснодар – 2010 Работа выполнена на кафедре физической географии географического факультета Дагестанского государственного педагогического...»

«ГАФАРОВ АЛЬБЕРТ ШАМИЛЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН С ПРИМЕНЕНИЕМ КИСЛОТООБРАЗУЮЩЕЙ ГИДРОФОБНОЙ ЭМУЛЬСИИ Специальность 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа 2009 Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП ИПТЭР). Научный руководитель доктор технических наук, профессор...»

«Кучеря Михаил Сергеевич СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПОИСКОВ НЕФТИ И ГАЗА (ПЛЕЕВ) В МЕЖГОРНЫХ ВПАДИНАХ ТЯНЬ-ШАНЯ 25.00.12 – Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва - 2010 Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ Научный руководитель –...»

«Кисин Александр Юрьевич ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПРОГНОЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ БЛОКОВОЙ СКЛАДЧАТОСТИ Специальность: 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Пермь 2009 Работа выполнена в Институте геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург Научный консультант академик РАН, д. г.-м. н. В. А. Коротеев Официальные...»

«ОБОРИН Матвей Сергеевич УСТЬ-КАЧКИНСКАЯ КУРОРТНО-РЕКРЕАЦИОННАЯ ЗОНА КАК ЭКОЛОГО-СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 25.00.36 - Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Пермь - 2007 Работа выполнена на кафедре гидрологии и охраны водных ресурсов ГОУВПО Пермский государственный университет. Научный руководитель: доктор географических наук, профессор Девяткова Тамара Павловна (г. Пермь) Официальные...»

«Двинских АлександрПетрович ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОРРАЗВИТИЯРЕЛЬЕФАВОСТОКА РУССКОЙ РАВНИНЫ Специальность25.00.25 Геоморфология иэволюционная география АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соисканиеучёной степени кандидатагеографических наук Казань-2012 Работа выполнена на кафедрегеографии и картографии Институтаэкологии и географии Казанского(Приволжского) федеральногоуниверситета Научные руководители:доктор географических наук,профессор Дедков Алексей Петрович ; доктор географических...»

«Ахметшин Ильдар Нугамирович СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ В НИЖНЕПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПЛАТФОРМЕННОГО БАШКОРТОСТАНА Специальность 25.00.12 – Геология, поиски и разведка горючих ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук Уфа 2006 Работа выполнена в ОАО Башнефтегеофизика Научный руководитель : кандидат геолого-минералогических наук Масагутов Рим Хакимович Официальные оппоненты : доктор...»

«МАХМУТОВ ШАМИЛЬ ЯВДАТОВИЧ РАЗВИТИЕ АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ГАЗОВОГО КАРОТАЖА НА ПРИМЕРЕ ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ НЕФТЕНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ. 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2012 Работа выполнена в Открытом акционерном обществе Научно-про­изводственная фирма Геофизика (ОАО НПФ Геофизика). Научный руководитель - кандидат технических наук, Лугуманов Мансур...»

«Андреева Елена Сергеевна Концепция вероятностно-географического прогнозирования опасных явлений погоды юга России 25.00.30 – метеорология, климатология, агрометеорология Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук г. Санкт - Петербург – 2008 г. Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом университете (РГГМУ) Научные консультанты: доктор физико – математических наук, профессор Карлин Лев Николаевич...»

«Булюкова Флюра Зиннатовна ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОСЛОЖНЕНИЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ УПРУГИМ СМЕЩЕНИЕМ СТЕНОК СКВАЖИНЫ Специальность 25.00.15 – Технология бурения и освоения скважин АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук УФА 2011 Работа выполнена на кафедре Нефтегазопромысловое оборудование Уфимского государственного нефтяного технического университета Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Попов Анатолий Николаевич...»

«Комаров Алексей Игоревич СЕВЕРО-ВОСТОЧНАЯ ЧАСТЬ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ: ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И РЕКРЕАЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Специальность: 25.00.36 – Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Астрахань – 2012 Работа выполнена на кафедре экологии, природопользования, землеустройства и безопасности жизнедеятельности Астраханского государственного университета Научный руководитель: доктор географических наук, профессор Бармин...»

«РОГАЧКОВ Антон Владимирович ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В ЗОНАХ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СБЛИЖЕННЫХ ПЛАСТОВ Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском...»

«СУЛТАНОВ ШАМИЛЬ ХАНИФОВИЧ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫМИ ЗАПАСАМИ Специальность 25.00.17 — Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени доктора технических наук Уфа-2009 Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и Центре химической механики нефти Академии наук Республики Башкортостан. Научный консультант доктор...»

«Нейфельд Василий Вольдемарович ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И КАДАСТРОВЫЙ УЧЕТ ОСОБОГО ОБЪЕКТА НЕДВИЖИМОСТИ (на примере Базарно-Карабулакского муниципального района Саратовской области) 25.00.26 – Землеустройство, кадастр и мониторинг земель Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Астрахань 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова на кафедре Земельный кадастр Научный...»








 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.