Skip to main content
search

Lyceum 2021 | Вместе в завтрашний день

Геотермальные источники на полуострове Морнингтон используют водоносный горизонт с низкой энтальпией при температуре 47 градусов по Цельсию, и их популярность непрерывно растет с момента их открытия в 2002 году.

Один действующий участок принес огромный полезный эффект в плане благосостояния и экономики всему региону. Зимой 2022 года планируется открыть еще один объект, и регулирующие органы поощряют долгосрочное управление низкоэнтальпийным геотермальным месторождением. В этой презентации будут использованы инструменты визуализации Leapfrog для представления геологического моделирования и моделирования месторождений с выделением важнейших характеристик этой области и других регионов штата Виктория, наделенных подобными месторождениями, которые идеально подходят для прямого использования геотермальной энергии.

Обзор

спикеров

Мартин Пуйоль (Martin Pujol)
Главный геотермальный гидрогеолог, Rockwater

Продолжительность

30 минут

Смотреть больше материалов Lyceum

Lyceum 2021

Расшифровка видеозаписи

[00:00:00.188]
(яркая веселая музыка)

[00:00:10.620]
<v ->Здравствуйте, меня зовут Мартин Пуйоль.</v>

[00:00:12.670]
Добро пожаловать на мое выступление.

[00:00:14.530]
Мы собираемся поговорить о геотермальной энергии в Австралии.

[00:00:17.270]
Точнее, об известном источнике

[00:00:19.890]
на полуострове Морнингтон в штате Виктория.

[00:00:22.800]
Прежде чем я начну, я хотел бы выразить признательность

[00:00:24.890]
традиционным владельцам земель,

[00:00:27.470]
о которых я расскажу сегодня, —

[00:00:29.700]
народу Ваджук,

[00:00:30.533]
нация Нунгар.

[00:00:33.530]
И мы записываем материал в Перте.

[00:00:39.670]
Компания, на базе которой я работаю —

[00:00:42.200]
Rockwater —

[00:00:43.033]
узкоспециализированная консалтинговая фирма в области геотермальной энергии, с главным офисом в г. Перт,

[00:00:45.870]
в Западной Австралии,

[00:00:48.601]
у нас осуществляются проекты в Австралии,

[00:00:50.130]
в Европе и Южной Америке.

[00:00:51.900]
Мы сделали небольшую подборку,

[00:00:56.560]
которая охватывает различные аспекты геотермальной промышленности.

[00:01:01.730]
Сегодня мы рассмотрим проекты прямого использования

[00:01:05.530]
и, в частности, индустрию горячих источников,

[00:01:07.910]
предлагающую отдых и оздоровительные процедуры.

[00:01:11.420]
Я подобрал пару изображений

[00:01:13.940]
благодаря отличной инициативе

[00:01:15.980]
Matt psychs, открывшейся в прошлом году

[00:01:18.420]
туристической базы в штате Виктория.

[00:01:21.170]
Вы можете видеть несколько живописных фотографий.

[00:01:25.460]
А это список геотермальных горячих источников

[00:01:28.620]
и геотермальных купальных

[00:01:31.050]
курортов и сервисов по всему штату Виктория.

[00:01:35.870]
Из этих объектов геотермальный источник полуострова Морнингтон

[00:01:39.350]
является одним из самых популярных и принимает

[00:01:42.280]
полмиллиона посетителей ежегодно.

[00:01:45.377]
Данные, конечно, относятся к периоду до пандемии COVID.

[00:01:47.770]
Успех геотермального курорта на полуострове Морнингтон

[00:01:52.000]
привел к планированию ряда проектов,

[00:01:54.960]
включая геотермальный курорт Alba Thermal Springs & Spa.

[00:01:57.420]
Они наши заказчики в проекте.

[00:02:01.490]
Конкретно этот проект подлежит открытию в 2022 году.

[00:02:06.670]
Хмм…

[00:02:11.160]
Как часть проекта,

[00:02:14.020]
мы должны получить ряд разрешений,

[00:02:17.940]
которые предусмотрены правительством штата Виктория

[00:02:20.290]
для геотермальных проектов прямого использования на территории штата.

[00:02:24.190]
Это дополнение к Закону о воде,

[00:02:26.270]
которое было внесено достаточно недавно.

[00:02:27.490]
Так что вы можете увидеть там дату июнь 2020 года.

[00:02:31.810]
Это один из первых проектов

[00:02:33.430]
с подобным процессом утверждения.

[00:02:36.503]
Сюда входят три важнейших разрешения.

[00:02:38.830]
Одно разрешение на строительство скважины.

[00:02:42.748]
Разрешение на отвод подземных вод из залежи.

[00:02:46.404]
И одно разрешение на возврат в пласт путем закачки.

[00:02:49.945]
Этот процесс требует

[00:02:52.840]
хорошего понимания

[00:02:53.710]
гидрогеологического контекста, а также моделирования

[00:02:57.700]
для поддержки процесса получения разрешений.

[00:02:59.840]
Вот о чем мы сегодня поговорим.

[00:03:04.170]
Итак, начнем с левой стороны слайда.

[00:03:07.690]
У нас есть цифровая модель рельефа региона

[00:03:11.120]
для тех, кто знаком с местностью.

[00:03:12.930]
Мельбурн расположен в верхней части залива Порт-Филлип.

[00:03:18.330]
Это вверху справа, выше поля обзора

[00:03:22.020]
в этом случае,

[00:03:23.680]
Залив Филлип,

[00:03:25.620]
и далее в южном направлении.

[00:03:27.194]
Там я нарисовал два разреза, которые идут с запада на восток.

[00:03:31.230]
Через один разрез проходит водный путь.

[00:03:35.110]
Вот этот небольшой проход в заливе Порт-Филлип.

[00:03:39.100]
И в сторону мыса Непеан, где расположены геотермальные

[00:03:45.770]
источники.

[00:03:47.430]
Бассейн Порт-Филлип в этом районе ограничен двумя

[00:03:52.340]
крупными разломами.

[00:03:53.390]
И мы можем видеть разрез справа,

[00:03:56.390]
разлом Белларин и разлом Селвин.

[00:04:00.699]
Эти разломы связаны

[00:04:03.670]
по линии депрессии с толщей

[00:04:06.180]
осадочных пород, залегающих несогласно,

[00:04:08.797]
более одного километра на мысе Непеан.

[00:04:13.020]
Целевая

[00:04:13.853]
залежь объекта горячих геотермальных источников —

[00:04:17.650]
это песчаник,

[00:04:22.249]
высокопродуктивные песчаные породы в основании линии депрессии

[00:04:25.840]
восточной группы.

[00:04:29.191]
Они расположены на восточной стороне линии депрессии

[00:04:31.780]
этого разреза.

[00:04:33.705]
Также здесь есть второй разрез,

[00:04:36.520]
разрез номер два, который расположен в прибрежной зоне.

[00:04:38.920]
Мы видим, что он показывает практически те же самые структуры.

[00:04:44.486]
Интерпретация была проведена на основе сейсмических данных, и мы видим,

[00:04:48.790]
опять же,

[00:04:49.623]
базальные высокопродуктивные песчаные породы в основании линии депрессии,

[00:04:54.950]
как структура,

[00:04:55.980]
ограниченная разломом Селвин к востоку —

[00:05:02.429]
недавние вулканические образования,

[00:05:03.400]
которые присутствуют внутри толщи и частично являются

[00:05:07.960]
причиной повышенного теплового потока в области.

[00:05:16.930]
Для иллюстрации этого

[00:05:18.440]
мы создали видео, используя возможности продуктов Leapfrog

[00:05:22.995]
.

[00:05:25.220]
Если смотреть с верхней части, вы можете видеть

[00:05:28.010]
цифровую высотную отметку с преувеличением вертикального масштаба над горизонтальным,

[00:05:32.330]
который подчеркивает дюны — более молодые месторождения четвертичного возраста с дюнообразным рельефом

[00:05:36.150]
вдоль побережья.

[00:05:40.360]
У нас есть ряд периферийных скважин, идущих к югу

[00:05:45.500]
от горячих источников Альба. На полуострове есть горячие источники,

[00:05:47.320]
которые представляют собой крупный геотермальный объект.

[00:05:50.910]
Затем далее на юг расположен объект Сент-Эндрюс,

[00:05:53.620]
который предложен в проекте.

[00:05:55.940]
В западном направлении

[00:05:56.773]
у нас есть две периферийные скважины, пробуренные государственными компаниями

[00:06:02.424]
в шестидесятые и семидесятые годы.

[00:06:05.574]
Используя этот набор данных и сейсмические

[00:06:07.720]
данные, имеющиеся для южной стороны,

[00:06:10.648]
мы можем создать структуру линии депрессии,

[00:06:13.965]
и вы можете видеть, как здесь проходят переходные поверхности, которые

[00:06:17.230]
определяют верх и низ восточной группы

[00:06:22.680]
и формацию Верриби,

[00:06:24.190]
которая является целевой залежью для этого проекта.

[00:06:28.450]
Залегающая выше песчаниковая порода

[00:06:33.663]
является,

[00:06:35.180]
главным образом, мощной серией последовательно залегающей породы,

[00:06:38.090]
которая образует хороший изоляционный слой и помогает

[00:06:43.610]
удерживать тепло внутри этого целевого месторождения.

[00:06:48.560]
Теперь мы можем видеть структуру самого месторождения.

[00:06:53.752]
Вы можете видеть гораздо больше данных в области вокруг

[00:06:56.385]
проекта, и несколько периферийных скважин,

[00:07:00.070]
пробуренных для добычи в южной стороне.

[00:07:03.566]
А теперь, если убрать преувеличение вертикального масштаба над горизонтальным,

[00:07:05.460]
уменьшить масштаб специально для термальных источников Alba,

[00:07:09.880]
 

[00:07:11.260]
вы можете увидеть существующие вертикальные границы добычи, пройденные стволами скважин

[00:07:14.220]
до нашего участия.

[00:07:15.900]
А также две новые наклонно-направленные нагнетательные скважины, недавно

[00:07:21.070]
пробуренные с проведением гамма-каротажа, выделяющего важнейшие

[00:07:25.700]
контакты пласта.

[00:07:35.250]
Как я уже говорил,

[00:07:36.083]
мы пробурили две новые нагнетательные скважины

[00:07:39.300]
для этого проекта.

[00:07:41.040]
Функция этих скважин состоит в том, чтобы возвращать воду после

[00:07:45.670]
циркуляции через бассейны горячих источников обратно

[00:07:49.110]
в месторождение.

[00:07:50.400]
Эта вода обычно прохладнее зимой и незначительно

[00:07:56.100]
теплее летом.

[00:07:58.265]
Но из-за притока тепла

[00:08:01.424]
особенность этой программы бурения заключалась в том, что она

[00:08:05.520]
проводилась в разгар пандемии COVID.

[00:08:08.660]
Нам удалось провести бурение в этих областях в период между двумя

[00:08:12.900]
карантинами в штате Виктория

[00:08:16.680]
силами

[00:08:17.513]
рабочей группы, которая изначально работала за пределами этого штата.

[00:08:20.520]
Поэтому для полевых геологов,

[00:08:23.070]
которых мы командировали в Rockwater в основном из Западной Австралии,

[00:08:29.552]
в то время как бурильщики базируются в Квинсленде,

[00:08:31.800]
это был не просто небольшое достижение,

[00:08:33.812]
а чрезвычайно успешный проект.

[00:08:41.362]
Успешное бурение зависит

[00:08:42.690]
от имеющегося у нас множества данных,

[00:08:46.000]
которые мы смогли проанализировать в составе

[00:08:49.520]
отчетной документации, необходимой

[00:08:51.707]
для получения разрешений для этого проекта,

[00:08:55.971]
начиная со сбора данных о температуре и,

[00:08:57.670]
в этом случае

[00:08:58.503]
забойной температуры для новых скважин,

[00:09:01.760]
которая сравнивается с температурой в наблюдательных скважинах,

[00:09:06.010]
пробуренных государственной организацией дальше в западном направлении. Для скважины Непеан 38

[00:09:09.050]
например,

[00:09:11.490]
эти наборы температурных данных сопоставляются

[00:09:17.161]
с моделью теплопроводности 1D,

[00:09:19.730]
которая дает тепловой поток 83 мВт

[00:09:23.150]
на квадратный метр,

[00:09:24.550]
что соответствует региональным оценкам других специалистов.

[00:09:28.750]
И, хотя это немного,

[00:09:31.420]
если сравнить с некоторыми традиционными поверхностными

[00:09:34.440]
потоками тепла, это большой показатель для Австралии

[00:09:39.510]
в осадочной среде.

[00:09:48.240]
Качество воды в горячих источниках важно, так как

[00:09:55.507]
оно характеризует

[00:09:56.490]
впечатление, которое будет создаваться у людей о курорте.

[00:10:01.960]
Слева вы можете видеть видео.

[00:10:05.463]
В самом

[00:10:07.394]
начале

[00:10:08.361]
можно видеть множество пузырьков, поднимающихся на поверхность.

[00:10:12.010]
В основном это сероводород и углекислый газ из воды.

[00:10:15.840]
Это дегазация.

[00:10:18.240]
И это

[00:10:19.073]
приводит к увеличению водородного показателя pH, когда вода проходит через

[00:10:23.743]
бассейн и подвергается воздействию воздуха.

[00:10:27.970]
В основном вода содержит хлорид натрия с небольшим количеством

[00:10:31.030]
бикарбоната. В скважине, расположенной дальше на запад,

[00:10:35.750]
самой дальней в западном направлении скважине Непеан 37, концентрация

[00:10:40.430]
бикарбоната ниже, если сравнивать со скважинами, расположенными ближе

[00:10:43.630]
к разлому Селвин.

[00:10:45.250]
И это понимается как специфическая особенность,

[00:10:49.020]
пополняемые пути проникновения потока, характерные для этого месторождения.

[00:10:53.700]
А воды были

[00:10:56.840]
характеризованы как солоноватые.

[00:10:59.259]
Там есть

[00:11:00.092]
соли с концентрацией 3 г/л или 3000 мг/л.

[00:11:08.940]
На этих двух скважинах также проведены испытания на приток.

[00:11:12.410]
Результат дал оценку соотношения проницаемости и мощности пласта

[00:11:16.300]
для каждой из этих скважин.

[00:11:19.755]
И это можно соотнести с проницаемостью

[00:11:24.670]
(запинается)

[00:11:26.020]
эффективной толщины пласта.

[00:11:27.360]
Мы получаем толщину проницаемости более 200 квадратных метров,

[00:11:33.709]
200 дарси для этого месторождения.

[00:11:36.350]
Это отлично подходит для проекта направленных скважин.

[00:11:42.560]
Теперь преобразуем все эти новые данные в модель, которую можно использовать

[00:11:46.870]
для прогнозирования воздействия с точки зрения движения закачиваемой

[00:11:51.940]
воды в пласт.

[00:11:53.910]
Ведь изменение давления зависит от надежной концептуальной модели.

[00:11:59.360]
Подход, принятый в этом проекте, заключается в том, чтобы полагаться

[00:12:03.510]
на концептуальные модели, разработанные в Европе,

[00:12:06.845]
в частности, в Париже для участков, которые предназначались

[00:12:12.007]
для прямого использования месторождения с аналогичными температурами в течение

[00:12:17.000]
многих лет.

[00:12:18.904]
Месторождение в Париже имеет сложное строение,

[00:12:22.040]
состоит из пластов-коллекторов,

[00:12:25.020]
залегающих между ограничивающими слоями, которые не отдают воду.

[00:12:31.120]
Оно было упрощено, и построена концептуальная модель, которую называют

[00:12:35.853]
«сэндвич-модель».

[00:12:36.940]
Вы можете видеть ее в левом нижнем углу.

[00:12:40.550]
И концепция этой сэндвич-модели состоит в том, чтобы суммировать все

[00:12:44.400]
пласты-коллекторы — в нашем случае

[00:12:46.088]
продуктивные слои песчаника с высокой проницаемостью —

[00:12:51.410]
и разделить их на два половинных коллекторных слоя.

[00:12:55.928]
А что касается некоторых более древних непродуктивных слоев —

[00:13:00.190]
в нашем случае

[00:13:02.002]
это промежуточные слои бурого угля,

[00:13:04.770]
залегающие ниже пустых малопористых песчаников и алевролитов.

[00:13:10.250]
И

[00:13:11.083]
они объединены в один слой

[00:13:15.314]
в середине сэндвича.

[00:13:16.147]
Выше и ниже этого у вас есть

[00:13:20.490]
покрывающая и коренная порода,

[00:13:22.600]
которые вы сейчас можете представить как подстилающую и вышележащую

[00:13:26.743]
формации.

[00:13:28.010]
Преимущество этой концептуальной модели состоит в том, что она позволяет учесть

[00:13:32.710]
тепло, которое мы подводим из ограничивающего водонепроницаемого слоя

[00:13:38.481]
по мере движения шлейфа закачиваемой воды по пласту.

[00:13:41.500]
Это дает более реалистичное представление

[00:13:47.433]
и имеет тенденцию замедлять движение шлейфа в модели.

[00:13:51.452]
Что мы и видим внизу справа.

[00:13:55.130]
Это значение температуры в продуктивной

[00:13:59.730]
скважине в динамике во времени в результате закачки

[00:14:03.920]
из другой скважины, нагнетательной, расположенной в том же резервуаре.

[00:14:07.852]
И вы можете видеть, что

[00:14:10.900]
нижняя кривая прогнозирует для однородного

[00:14:13.090]
пласта с одним резервуаром очень быстрый

[00:14:17.033]
прорыв или падение температуры добычи.  

[00:14:21.450]
При этом темно-синяя линия,

[00:14:22.580]
которая представляет собой сэндвич-модель, предсказывает гораздо более медленный прорыв

[00:14:27.360]
и более медленное падение температуры.

[00:14:31.020]
И это

[00:14:31.853]
кажется более реалистичным и более похожим

[00:14:35.663]
на данные мониторинга

[00:14:36.520]
для этого конкретного пласта в Париже и объясняет,

[00:14:40.640]
почему был выбран этот подход для прогнозирования.

[00:14:44.550]
Отметки, которые вы видите на этой кривой, немного выше, чем

[00:14:49.510]
того требует этот проект.

[00:14:52.010]
Это дает прогноз в 125 куб. м в час, в то время как

[00:14:57.060]
коэффициент проницаемости в нашем случае выше при 200 дарси

[00:15:00.810]
при низкой температуре закачки,

[00:15:04.190]
но и более низкой температуре добычи.

[00:15:06.810]
Сейчас я показываю слайд, иллюстрирующий, что

[00:15:10.592]
эта концептуальная модель

[00:15:15.130]
состоит из девяти слоев.

[00:15:18.890]
Коренная порода

[00:15:20.160]
и покрывающая порода детализированы с разделением на три слоя.

[00:15:25.450]
В то время как

[00:15:28.190]
четвертый, пятый и шестой слои представляют собой сэндвич-модель,

[00:15:31.640]
которую мы обсуждали.

[00:15:34.090]
И вы можете видеть, как эта сетка соответствует базовой геологической модели,

[00:15:37.830]
которая была построена в Leapfrog.

[00:15:42.928]
Теперь следующий слайд.

[00:15:44.717]
Я покажу результат процесса моделирования и то, как эти

[00:15:50.340]
слои построены в трех измерениях.

[00:15:55.510]
Итак, мы начинаем увеличивать масштаб, рассматривая

[00:15:59.854]
три скважины проекта.

[00:16:02.575]
Добывающая скважина — вертикальная, и две нагнетательных

[00:16:04.590]
скважины.

[00:16:06.080]
Вы можете видеть две половины пласта, они обозначены красным цветом.

[00:16:10.740]
А затем слои с меньшей проницаемостью —

[00:16:15.390]
ограничивающие слои,

[00:16:16.440]
либо

[00:16:17.273]
расположенные в середине сэндвича, либо формирующие коренную породу ниже и покрывающую породу

[00:16:20.636]
выше.

[00:16:22.980]
А теперь все слои модели на основе их относительной

[00:16:27.870]
проницаемости,

[00:16:31.160]
теперь мы показываем начальную температуру в этих

[00:16:34.970]
слоях.

[00:16:36.439]
Вы можете видеть естественный геотермальный градиент, а также

[00:16:39.970]
горизонтальные изменения температуры в пласте резервуара,

[00:16:44.710]
в верхнем пласте резервуара

[00:16:46.250]
в этом случае

[00:16:48.990]
Мы помещаем на юге некоторые из периферийных скважин,

[00:16:52.270]
которые являются нагнетательными скважинами из близлежащего геотермального источника

[00:16:57.110]
.

[00:16:58.433]
А затем начинается моделирование.

[00:17:02.900]
Постепенно

[00:17:03.760]
мы видим, как происходит закачка в южном направлении, где поблизости

[00:17:09.520]
проводятся операции по добыче

[00:17:12.890]
с низкими температурами закачки.

[00:17:15.350]
А теперь мы увеличиваем масштаб, чтобы рассмотреть нагнетательные скважины Alba.

[00:17:18.730]
Вы можете видеть, что особенностью этих нагнетательных скважин является то, что

[00:17:21.300]
температура нагнетания колеблется между холодной зимой и

[00:17:26.560]
повышенной летом. Поскольку зимние условия преобладают,

[00:17:31.110]
вы можете наблюдать общий охлаждающий эффект.

[00:17:35.270]
А через 30 лет

[00:17:37.300]
зона воздействия нагнетания характеризуется

[00:17:41.540]
относительным влиянием закачиваемой в пласт воды:

[00:17:45.420]
от нуля до сотни процентов, как показано здесь, на цветной

[00:17:47.900]
схеме.

[00:17:49.950]
Наконец, мы можем видеть

[00:17:54.610]
расчет напора для резервуара,

[00:17:57.630]
который иллюстрирует направление депрессии,

[00:18:01.471]
перепад давления в зоне добычи.  

[00:18:04.002]
В то время как в области нагнетательных скважин наблюдается рост пластового давления,

[00:18:09.260]
но в пределах региона

[00:18:12.007]
градиент внутри резервуара сохраняется благодаря

[00:18:13.865]
относительно небольшому воздействию.

[00:18:17.870]
Подобное

[00:18:18.703]
моделирование использовалось для поддержки заявки

[00:18:23.003]
по этому проекту, которая теперь была

[00:18:25.972]
подана для этого проекта.

[00:18:29.740]
Надеюсь, вам понравился этот рассказ.

[00:18:31.890]
Я буду рад ответить на любые вопросы в соответствующем разделе.

[00:18:37.230]
Большое спасибо.

[00:18:41.285]
(музыка)

Close Menu