כיצד פועל מתקן גיאותרמי?
משאבים גיאותרמיים
הבנה אנרגיה גיאותרמית מתחיל בהבנה של המקור שלאנרגיה זו - החום הפנימי של כדור הארץ. הטמפרטורה של כדור הארץ עולה עם עומק, עם הטמפרטורה במרכז להגיע יותר מ 4200 מעלות צלזיוס (7600 מעלות צלזיוס).
חלק מהחום הזה הוא שריד של התהוות של כדור הארץ לפני כ -4.5 מיליארד שנים, וחלק נוצר כתוצאה מהריקבון המתמשך של רדיואקטיבי איזוטופים. מחממים באופן טבעי נע בין אזורים חמים יותר קריר, כך חום של כדור הארץ זורם הפנים שלה לעבר פני השטח.
בגלל התהליכים הגיאולוגיים הידועים כצלחתטקטוניקה, קרום כדור הארץ כבר שבור לתוך 12 לוחות ענק כי לזוז או לדחוף יחד בקצב של מילימטרים בשנה. כאשר שתי צלחות מתנגשות, צלחת אחת יכולה לדחוף מתחת לשנייה, לייצר תופעות יוצאי דופן כגון תעלות האוקיינוס או רעידות אדמה חזקות. בעומק רב, בדיוק מעל צלחת הולך למטה, הטמפרטורות להיות גבוה מספיק כדי להמיס רוק, יצירת magma.
בגלל מגמה פחות צפופה מאשר הסלעים שמסביב, הוא נע לעבר קרום כדור הארץ ונושאת חום מלמטה. לפעמים מגמה עולה אל פני השטח באמצעות קרום דק או שבור כמו לבה.
עם זאת, רוב Magma נשאר מתחת לקרום כדור הארץומחמם את הסלעים שמסביב ואת המים תת קרקעיים. חלק מן המים מגיע כל הדרך עד לפני השטח באמצעות סדקים חול תקלה באדמה כמו מעיינות חמים או גייזרים
מאגרי מים אלה הם מקורות לאנרגיה גיאותרמית, שעלולים להיות מועברים לייצור חשמל או לשימוש ישיר.
זיהוי משאבים
גיאולוגי, הידרו-גיאולוגי, גיאופיזי וטכניקות גיאוכימיות משמשים לזהות ולכמת משאבים גיאותרמית. מחקרים גיאולוגיים והידרו-גיאולוגיים כרוכים במיפוי כל מעיינות חמים או תכונות תרמיות אחרות של פני השטח וזיהוי מבנים גיאולוגיים נוחים. מחקרים אלה משמשים כדי להמליץ היכן בארות הייצור יכול להיות קדח עם ההסתברות הגבוהה ביותר של הקשה על משאב גיאותרמי.
סקרים גיאופיזיים מיושמים כדי להבין אתהצורה, הגודל, העומק ומאפיינים חשובים אחרים של המבנים הגיאולוגיים העמוקים באמצעות הפרמטרים הבאים: טמפרטורה (סקר תרמי), מוליכות חשמלית (שיטות אלקטרומגנטיות חשמליות), מהירות התפשטות של גלים אלסטיים (סקר סייסמי), צפיפות (סקר כבידה) , ו רגישות מגנטית (סקר מגנטי).
סקרים גיאוכימיים (כולל איזוטופים)גיאוכימיה) הם אמצעי שימושי לקביעת האם המערכת הגיאו-תרמית היא מים או נשלטת על ידי אדי, בהערכת הטמפרטורה המינימלית הצפויה בעומק, בהערכת ההומוגניות של אספקת המים ובקביעת מקור מי הטעינה.
חיפושי גיאותרמית כתובות לפחות תשעה יעדים:
- זיהוי תופעות גיאותרמיות
- וודאו כי קיים שדה ייצור גיאותרמי שימושי
- הערכה של גודל המשאב
- סיווג השדה הגיאותרמי
- מיקום אזורי הייצור
- קביעת תכולת החום של הנוזלים אשר יפורקו על ידי הבארות בשדה גיאותרמית
- אוסף של נתונים אשר נגדם ניתן לצפות בתוצאות של ניטור עתידי
- הערכה של ערכי טרום ניצול של פרמטרים רגישים לסביבה
- קביעת כל המאפיינים שעלולים לגרום לבעיות במהלך פיתוח השדה
קידוח
לאחר פוטנציאל משאבים גיאותרמי כברמזוהה, קידוח exploratory מתבצע כדי לכמת נוספת את המשאב. בגלל הטמפרטורה הגבוהה ואופי קורוזיב של נוזלים גיאותרמיים, כמו גם את אופי קשה מחוספס של סלעים המאגר נמצא בסביבות גיאותרמית, קידוח גיאותרמית היא הרבה יותר קשה ויקר מאשר קידוח נפט קונבנציונלי. כל באר גיאותרמי עולה 1-4 מיליון דולר לקידוח, והשדה othermal גיל עשוי להכיל 10-100 בארות.
קידוח יכול להסביר עבור 30-50% של העלות הכוללת של הפרויקט גיאותרמית.
בדרך כלל, בארות גיאותרמית הם קדח למעמקיםהנעים בין 200 ל -1,500 מטרים עומק עבור מערכות טמפרטורה נמוכה ובינונית, ו מ 700 ל 3000 מטר עומק עבור מערכות טמפרטורה גבוהה. וולס יכול להיות קדח אנכית או בזווית. וולס הם קדח בסדרה של שלבים, עם כל שלב להיות בקוטר קטן יותר מאשר השלב הקודם, וכל להיות מאובטחת על ידי תרמילי פלדה, אשר מבודדים במקום לפני הקידוח השלב הבא.
סעיפי הייצור הסופי של הבאר להשתמש אניה מחורר uncemented, המאפשר לנוזל גיאותרמי לעבור לתוך הצינור.
מטרות שלב זה הן להוכיח אתקיומו של משאב מנוצל, ותיחום ההיקף והמאפיינים של המשאב. תוכנית קידוח אקספלורציה עשויה לכלול בארות רדוד בטמפרטורות רדודות, בארות "חפר דקיקות", ובדיקות חיפוש / הפקה בגודל ייצור.
טמפרטורה שיפוע בארות הם קדח לעתים קרובות מ 2-200 מטר לעומק עם קוטר של 50-150 מ"מ.
חורים חור בארות רזה הם קדח בדרך כללמ 200 ל 3000 מטר לעומק עם בקוטר התחתונה בקוטר של 100-220 מ"מ. גודלו ומטרתו של הפיתוח יקבעו את מספר הבארות ואת סוגן שיכללו בתוכניות קידוח אקספלורציה.