CC BY
64
© Р.И. Пашкевич, Ю.П. Трухин, 2014
УДК 550.367+621.311.25+621.311.1.003 Р.И. Пашкевич, Ю.П. Трухин
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ РЕСУРСОВ БЛИЗПОВЕРХНОСТНЫХ МАГМАТИЧЕСКИХ ОЧАГОВ КАМЧАТКИ И КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ
На основе современных геолого-геофизических данных о глубинном строении магматогенных геотермальных систем Камчатки и Курильских островов и полученных результатов численного моделирования выполнена оценка их тепловых ресурсов. Приведены данные по тепловой мощности систем, а также электрической мощности перспективных к строительству геотермальных электростанций. Установлены глубины перспективного промышленного освоения систем по скважинной циркуляционной технологии с целью производства теплоты и электроэнергии. Выполнена технико-экономическая оценка проекта освоения тепловых ресурсов Авачинской магматогенной геотермальной системы на Камчатке, показывающая его экономическую целесообразность. Показана высокая степень перспективности освоения ресурсов магматических очагов Камчатки и Курильских островов в промышленных масштабах.
Ключевые слова: магматогенная геотермальная система, промышленное освоение, тепловые ресурсы, геотермальная электростанция.
Введение
Научный и практический интерес к освоению геотермальных ресурсов продолжает расти. Это вызвано началом глобального истощения невозобновляемых источников энергии, а также экологическими проблемами их освоения.
Среди стран мира, использующих геотермальную энергию, Россия занимает не последнее место, табл. 1, 2. При этом страна имеет значительные перспективы, по сравнению со странами с близкими по объему ресурсами, например, Японией и Новой Зеландией, особенно в геотермальном производстве электроэнергии [1, 2].
Повышение степени использования возобновляемых источников способно дать мощный импульс развитию Дальнего Востока России,
7
Таблица 1
Использование геотермальной энергии для электроснабжения в отдельных странах мира в 2010 году [1]
Страна Установленная мощность геотермальных электростанций, МВт Головая выработка электроэнергии, ГВт-ч
США 3098 16 603
Филиппины 1904 10 311
Индонезия 1197 9600
Мексика 958 7047
Италия 843 5520
Новая Зеландия 762 4055
Исландия 575 4597
Япония 535 3064
Турция 91 490
Россия 82 441
Папуа Новая Гвинея 56 450
Китай 24 150
Германия 7,1 50
Таблица 2
Использование геотермальной энергии для теплоснабжения в отдельных странах мира в 2010 году [2]
Страна Установленная мощность тепловых геотермальных систем, МВт Головая выработка тепловой энергии, ГВт-ч
США 12 611 15 710
Китай 8898 20 932
Швеция 4460 12 585
Германия 2485 3546
Япония 2100 7139
Турция 2084 10 247
Исландия 1826 6768
Нидерланды 1410 2972
Франция 1345 3592
Канада 1126 2465
Италия 867 2762
Новая Зеландия 393 2654
Россия 308 1707
Мексика 156 1118
8
в первую очередь Камчатского края и Курильских островов и создать предпосылки перевода их энергетики на безтопливный вариант. В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 13.11.2009 г. № 1715-р «Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года», для достижения стратегической цели развития страны, необходимо решить задачу максимального использования возможностей геотермальной энергетики для обеспечения теплоснабжения изолированных регионов, богатых геотермальными источниками (полуостров Камчатка, остров Сахалин, Курильские острова).
Практическое освоение геотермальных ресурсов региона с целью производства электрической энергии началось более 45 лет назад.
Установленная электрическая мощность действующих геотермальных электростанций Камчатки и Курильских островов превышает 80 МВт с перспективой расширения до 90 МВт (табл. 3). Для выработки энергии в настоящее время используется природный теплоноситель в виде пара, воды или их смеси, находящийся в естественных условиях продуктивных коллекторов геотермальных месторождений. Невысокий эксергетический потенциал такого теплоносителя обуславливает низкую эффективность преобразования его тепловой энергии в электрическую. Повышение эффективности связано с использованием геотермального теплоносителя с надкритическими параметрами (>374 °С, >22 МПа), имеющегося в недрах современных геотермальных систем, формирующихся за счет тепловой энергии периферических магматических очагов. Такие системы, связанные с массами магматических расплавов, внедренных на различных глубинах в земную кору, называют магматогенными геотермальными системами [3].
На Камчатке и Курильских островах находится четырнадцать крупных магматогенных геотермальных систем. Промышленное освоение этих систем возможно по циркуляционной скважинной технологии, разработанной в России, Франции и США. Эта технология используется в Европе и предполагается к крупномасштабному внедрению в Австралии для производства электроэнергии на планируемых к строительству геотермальных электростанциях общей мощностью более 1000 МВт. Численное термодинамическое моделирование этих систем дает возможность изучать особенности теплопереноса в породном массиве при высоких термодинамических параметрах и правильно выбирать объект для потенциальной разработки.
9
5 Таблица 3
Характеристика геотермальных электростанций (ГеоЭС) Камчатского края и Сахалинской области (Курильских островов)
Наименование Дата ввода в эксплуатацию Установленная электрическая мощность, МВт Марка турбин Перспектива расширения, МВт Выработка электроэнергии в 2010 г., млн кВт-ч Себестоимость электроэнергии в 2007 г., руб/(кВт-ч) Отпускной тариф в 2010 г., руб/(кВт-ч)
Камчатский край
Паужетская ГеоЭС Декабрь 1966 г. 12 МК-б ГТЗА-631 2,5 (бинарная ГеоЭС) 43,10 1,82 3,18 (потребителю)
Верхне-Мутновская ГеоЭС Декабрь 1999 г. 12 Туман 4-К (3 шт.) 6,5 (бинарная ГеоЭС) 75,34 (69,45 — полезный отпуск) 1,37 1,98 (на шинах)
Мутновская Гео- Сентябрь 50 ТГ-25-0,6 50 339,2 1,56
ЭС-1 2002 г. (2 шт.) (313,08 — полезный отпуск)
ВСЕГО 74 59 457,64
Сахалинская область, Курильские острова
Менделеевская Гео- 2002 г. 3,6 Туман-2А 1,4 - - -
ТЭС (о. Кунашир) (тепловая—20) (2 шт.)
Океанская ГеоТЭС 2007 г. 3,6 Туман 2-А 30,9 - - -
(о. Итуруп) (2 шт.)
ВСЕГО 7,2 32,3 - - -
ИТОГО 81,2 91,3
по Дальневосточно-
му федеральному
округу
1. Магматогенная геотермальная система
Авачинского вулкана
1.1. Моделирование кондуктивного теплового потока
Рассматривалось два варианта размеров и глубины залегания периферического очага по данным комплекса выполненных ранее геофизических работ [6, 19]. В первом варианте глубина залегания периферического очага задавалась равной 4 км под уровнем моря; форма очага — шар с радиусом 1 км; глубина залегания интрузии — 9 км, форма — шар с радиусом 3 км; глубина залегания корового очага — 18 км, форма — горизонтально вытянутый эллипсоид с полуосями 5,3 и 3 км. Эффективная теплопроводность пород 2 Вт/м-К; массовая теплоемкость пород 1 кДж/кг-К. Во втором варианте менялась глубина залегания периферического очага 2 км, и его форма — горизонтально вытянутый эллипсоид с полуосями 2,1 и 1 км, при эффективном радиусе 3 км.
Находилось решение нестационарной трехмерной задачи теплопроводности во временном масштабе до 20 тыс. лет. Модель основывается на уравнении теплопроводности с постоянным коэффициентом теплопроводности. Использовался метод конечных элементов на базе программного комплекса (ПК) РЕМЬДБ. На нижней границе модели задавался тепловой поток 0,12 Вт/м2, равный среднему реги-онльному значению [8], на боковых границах — отсутствие теплового потока. Геотермический градиент 30 °С/км. На верхней границе модели задавалась постоянная температура 10 °С, на поверхности очагов и интрузий — 1000 °С.
Результаты вычислительных экспериментов представлены на рис. 1. Видно, что в обоих вариантах, на расстоянии 7 км от кратера Авачинского вулкана на глубине 4 км могут быть встречены породы с температурой 400 °С. Это подтверждает потенциальную целесообразность осуществления проекта освоения тепловых ресурсов магматического очага.
1.2. Моделирование конвективного теплового потока
В [9] для оценки верхней границы теплового потока, были выполнены численные эксперименты, учитывающие возможный конвективный характер теплопереноса в проницаемых породах к югу от активного кратера вулкана. Границы проницаемых зон заданы в модели по установленным границам зон, включающих эпицентры
11
О 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Рис. 1. Расчетное поле температур в поролах магматогенной геотермальной системы Авачинского вулкана: а — при глубине залегания периферического очага 4 км и радиусе 1 км; б — при глубине залегания 2 км и эффективном радиусе 3 км. 1 — периферический магматический очаг; 2 — интрузия; 3 — коровый магматический очаг; 4 — предлагаемая область для создания геотермальной циркуляционной системы
землетрясений [4]. По данным численного моделирования, в южном секторе проницаемых пород формируется зона перегретых вод с температурой более 150 °С на глубинах до 1,5 км и расстоянии менее 7 км от активного кратера. По сравнению с вариантом доминирующего кондуктивного теплопереноса в породах (разд. 1.1), глубина освоения системы сокращается, технико-экономические показатели проекта повышаются.
1.3. Система разработки и исходные параметры
проекта промышленного освоения системы
Для оценки технико-экономических показателей проекта были приняты следующая система разработки и исходные параметры:
• система разработки- триплет (одна скважина нагнетательная, две добычных)
• глубина скважин — 4 км
• расход теплоносителя — 140 кг/с
• период работы ГеоЭС — 20 лет.
В табл. 4 приведены оценочные показатели проекта одного блока ГеоЭС 34 МВт в ценах 2010 года.
Таблица 4
Технико-экономические показатели проекта ГеоЭС на базе тепловых ресурсов Авачинской геотермальной системы
Капитальные затраты (тыс. долл. США)
Разведочные работы 6764,87
Бурение 14 066,89
Стимуляция резервуара (гидроразрыв и др.) 7732,89
ГеоЭС 24 555,36
Система транспорта теплоносителя 8215,55
Трансформаторная подстанция 110/35/10 кВ 2004,43
Линия ВЛ 110 кВ 1995,89
Суммарные капитальные затраты 65 335,88
Эксплуатационные расходы (тыс. долл. США/год)
Система скважин 545,33
ГеоЭС 2099,53
Теплоноситель 42,60
Подстанция и линия 80,01
Суммарные эксплуатационные расходы 2767,47
Расчетный отпускной тариф (центы США/кВтч) 9,70
13
2. Мутновская магматогенная геотермальная система
2.1. Кондуктивный теплоперенос в отсутствие флюидной составляющей
Для оценки возможности использования тепловых ресурсов магматического очага Мутновского вулкана были выполнены численные расчеты его температурного поля в условия кондукгивного теплового потока. Близповерхностный магматический очаг задавался в виде шара радиусом 1 км. Глубина залегания апикальной части очага — 1,5 км (а.о.). Начальная температура очага 950 °С. Эффективная теплопроводность пород — 2 Вт/мК; Температура поверхности земли — 0 °С.
Решалась стационарная двумерная задача теплопроводности. Для численного решения использовался метод конечных элементов, реализованный на базе ПК РБМЬЛБ. На поверхности очага задавалась постоянная температура 950 °С, на верхней поверхности модели 0 °С. На нижней — тепловой поток 0,12 Вт/м2, на боковых — отсутствие теплового потока. Результаты расчетов поля температур представлены на рис. 2.
Как видно из рис. 2, на расстоянии 2 км от кратера Мутновского вулкана, на глубине 4 км от поверхности его Активной воронки могут быть встречены породы с температурой более 400 °С. Таким образом, создание циркуляционной системы для извлечения тепла участка пород в окрестности вулкана представляется целесообразным.
Рис. 2. Расчетное распределение температур (°С) вблизи магматического очага Мутновского вулкана (геологический разрез — по О.Б. Се-лянгину, 2009 [10])
14
2.2. Постоянно конвектируюший магматический очаг
В [11] для оценки верхней границы теплового потока, были выполнены численные эксперименты, учитывающие возможный конвективный характер теплопереноса в проницаемых породах. Глубина залегания апикальной части очага под поверхностью активного кратера задавалась по вариантам от 0,75 до 4,5 км. Форма очага — горизонтальный эллипсоид с полуосями 2,5 и 1,5 км, эффективный радиус шарового очага равен 1,5 км (по Ю.П. Трухину и С.А. Федотову); эффективная теплопроводность пород 2 Вт/м-К; массовая теплоемкость пород 1 кДж/кг-К; пористость 10%; плотность пород 2500 кг/м3; проницаемость флюидопроводящей зоны 10 мД; проницаемость окружающих пород по вариантам от 10-4 до
1 мД. Модель численно реализована на базе ПК ИУОНОТИЕНМ [12]. Установлено, что вблизи поверхности очага, вероятно, развивается зона конвекции сверхкритического флюида. Оценены технико-эко-номическеи показатели проекта ГеоЭС, на базе тепловых ресурсов магматического очага.
3. Магматогенная геотермальная система
вулкана Кудрявый, о. Итуруп
На основе геофизических данных о глубинном строении литосферы через кальдеру Медвежья и вулкан Кудрявый численно исследована ее термическая структура до глубины 25 км в динамике до 50 тыс. лет [13]. Использовались данные о структуре земной коры района, полученные ранее методами обменных волн землетрясений и глубинного сейсмического зондирования [14]. Модель численно реализована на базе ПК ИУОНОТИЕНМ [12]. По результатам численных экспериментов, в пределах глубинных разломов и над магматическими очагами развивается область конвекции сверхкритического флюида, переходящая в область перегретого и влажного пара у поверхности системы. На доступных бурением глубинах до
2 км в недрах системы может быть встречен теплоноситель в надкритическом термодинамическом состоянии температурой более 400 °С. Освоение энергетических ресурсов может быть выполнено с высоким коэффициентом использования, обеспеченным повышенным коэффициентом полезного действия потенциальной геотермальной электростанции.
15
Таблица 5
Прогнозная мощность магматогенных геотермальных систем и геотермальных систем Камчатского края и Курильских островов
Объект (месторождение, магматогенная геотермальная система) Мощность прогнозная, МВт Литературный источник
Тепловая (макс.-мин.) Электрическая (макс.-мин.)
КАМЧАТСКИЙ КРАЙ
МУТНОВСКАЯ
месторождение парогидро-терм (включая Северо-Мут-новское) 675 з\ог-&222 ^СугробовВ.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005; 2 Kononov V., Povarov О., 2005.
магматогенная геотермальная система (вынос тепла, без учета месторождений) 14331-167б2 9893-15003-12454 ^ЛолякБ.Г. 1966; 2ВакинЕ.А. и др., 1976 (вынос тепла с фумарольными газами); 3настоящая работа (оценка по полному КПД преобразования 23%, коэффициент извлечения 3); 4Кирюхин A.B., Ки-рюхин В.А., Манухин Ю.Ф., 2010 (коэффициент извлечения 5.3).
ВСЕГО 2108-2351 1299-2322
КОШЕЛЕВСКАЯ
месторождение (включая Нижне-Кошелевское) 414 221-409 Kononov V., Povarov О., 2005.
геотермальная система в целом 3142-9431 2792-6503 Сугробов В.М., 1976; 2Сугробов В.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005; 3настоящая работа.
ВСЕГО 314-943 279-650
ПАУЖЕТСКАЯ 3351 130-2422 Сугробов В.М., 1976; 2Kononov V., PovarovO., 2005.
СЕМЯЧИКСКАЯ 9431 2172
БОЛЬШЕБАННАЯ 1341 41-753 Сугробов В.М., 1976; 2Kononov V., PovarovO., 2005; 3Сугробов В.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005.
КАРЫМСКАЯ 14б1-17б2 122-1463 fenonov V., PovarovO., 2005; 2Сугробов В.М., 1976.; 3Сугробов В.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005.
ХОДУТКИНСКАЯ 122 82-152 Kononov V., Povarov О., 2005.
КИРЕУНСКАЯ 84 48-88 Сугробов В.М., 1976.
АВАЧИНСКАЯ 441-752 2503-14004-25005 ^ЛолякБ.Г., МелекесцевИ.В., 1981 (теплоотдача очага); 2Федотов С.А. и др., 1977 (вынос тепла с фумарольным газами); 3 Федотов С.А. и др., 2006; 4настоящая работа (по доступной площади бурения выносу тепла и КПД); 5Сугробов В.М., 1976 (съем тепла со всей площади аномалии).
ИТОГО ПО КАМЧАТСКОМУ КРАЮ 4230-5163 1788-6392
КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА
СЕВЕРО-ПАРАМУШИРСКАЯ (о. Парамушир) во^ггв2 1б,5-1272 ^СугробовВ.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005; 2 Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Сугробов В.М., 2002.
Окончание табл. 5
Объект (месторождение, магматогенная геотермальная система) Мощность прогнозная, МВт Литературный источник
Тепловая (макс.-мин.) Электрическая (макс.-мин.)
ОКЕАНСКОЕ (о.Итуруп) - 82-152 Сугробов В.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005
БАРАНСКОГО (о.Итуруп) - 12-60
КУДРЯВЫЙ (о.Итуруп) 192-2901 1321-8852 Настоящая работа: Оценка по выносу тепла и КПД преобразования 23%; 2по доступной площади бурения.
МЕНДЕЛЕЕВА (о.Кунашир) - 60 г-1П2 ^усЬадоу Б.М. а1., 2005; 2Сугробов В.М., Кононов В.И., Постников А.И., 2005.
ИТОГО ПО КУРИЛЬСКИМ ОСТРОВАМ 252-518 302,5-1341
ИТОГО КАМЧАТКА И КУРИЛЫ 4482-5681 2080,5-7733
Выводы
На основе современных геолого-геофизических данных о глубинном строении магматогенных геотермальных систем Камчатки и Курильских островов и полученных результатов численного моделирования выполнена оценка распределения температурных полей в диапазоне предполагаемых параметров очагов и различных доминирующих механизмах теплопереноса в породах. Установлены глубины перспективного промышленного освоения этих систем по скважинной циркуляционной технологии с целью производства теплоты и электроэнергии. Выполнена оценка тепловых ресурсов рассмотренных геотермальных систем. Данные о величинах прогнозной мощности наиболее крупных геотермальных систем Камчатки и Курильских островов представлены в табл. 5. Минимальная суммарная тепловая мощность систем составляет 4,5, а максимальная — 5,7 тыс. МВт. Соответственно, электрическая мощность перспективных к строительству геотермальных электростанций — 2,1 и 7,7 тыс. МВт. Выполнена технико-экономическая оценка проекта освоения тепловых ресурсов Авачинской магматогенной геотермальной системы на Камчатке, показывающая его экономическую целесообразность. Проведенный анализ показывает высокую степень перспективности освоения тепловых ресурсов магматических очагов Камчатки и Курильских островов в промышленных масштабах.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bertani R. Geothermal power generation in the world 2005-2010 update report // Geothermics, 2012, vol. 41, pp. 1-29.
2. Lund J.W., Freeston D.H., Boyd T.L. Direct utilization of geothermal energy 2010 worldwide review // Geothermics, 2011, vol. 40, pp. 159-180.
3. Трухин Ю.П. Геохимия современных геотермальных процессов и перспективные геотехнологии. — М.: Наука, 2003. — 376 с.
4. Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение района Авачинско-Корякской группы вулканов на Камчатке // Вулканология и сейсмология. — 2003. — № 4. — С. 3-10.
5. Федотов C.A., Балеста C.T., Дрознин B.A., Масуренков Ю.П., Суго-бов В.М. О возможности использования тепла магматического очага Авачин-ского вулкана // Бюллетень вулканол. станций. — 1977. — № 53. — С. 27-37.
6. Яновский Ф.А. О теплопроводности вулканогенно-осадочных пород Камчатки // Вулканология и сейсмология. — 1989. — № 5. — С. 77-84.
7. Козырев А.И., Фарберов А.И., Ванде-Кирков Ю.В. Физические свойства эффузивных и субвулканических пород Авачинского и Корякского вулканов // Вулканология и сейсмология. — 1989. — № 6. — С. 54-72.
19
8. Пашкевич P.M., Таскин В.В. Термогидродинамическое моделирование теплопереноса в породах Мутновской магмагеотермальной системы. — Владивосток: Дальнаука, 2009. — 209 с.
9. Пашкевич P.M., Павлов К.А. Термогидродинамическое моделирование Авачинской магматогенной геотермальной системы // ГИАБ. ОВ 2 «Камчатка» (специальный выпуск) . — 2014. — С. 192-204.
10. Селянгин О.Б. К вулканам Мутновский и Горелый: вулканологический и туристический путеводитель. — Петропавловск-Камчатский: Новая книга, 2009. — 108 с.
11. Пашкевич P.M., Таскин В.В. Численное исследование динамики паровых зон магмагеотермальных систем на примере вулкана Мутновский, Южная Камчатка // Геофизика. — 2007. — № 5. — С. 68-71.
12. Kipp K.L., Jr., Hsieh P.A., Charlton S.R. Guide to the revised ground-water flow and heat transport simulator: HYDROTHERM - Version 3: U.S. Geological Survey Techniques and Methods 6 No A25, 2008.
13. Пашкевич P.M. Теплоперенос в горных породах магмагеотермальной системы Кудрявая (Курильские острова) // Горная промышленность. — 2009. — №3. — С. 60-61.
14. Курильские острова (природа, геология, землетрясения, вулканы, история, экономика) / Под ред. Т.К. Злобина. — Сахалин: Сах. кн. изд-во, 2004.
15. Сугробов В.М., Кононов В.М., Постников A.M. Прогнозные геотермальные ресурсы областей современного вулканизма Камчатки и Курильских островов: научные и прикладные аспекты // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма (материалы Международного полевого Курило-Камчатского семинара, 16 июля-6 августа 2005 г.) / Гл. редактор доктор геол.-мин. наук С.Н. Рычагов. — Петропавловск-Камчатский: «ОТТИСК», 2005. — С. 9-24.
16. KononovV., PovarovО. Geothermal Development in Russia: Country Update Report 2000-2004 // Proceedings World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey, 24-29 April 2005, 0117.pdf
17. ВакинE.A., Кирсанов M.T. Кирсанова Т.П. Термальные поля и горячие источники Мутновского вулканического района // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. — Владивосток, 1976. — С. 85-114.
18. Трухин Ю.П., Пашкевич P.M., Таскин В.В. Моделирование магматогенно-гидротермальной системы вулкана Мутновский и его магматического очага: Сб. тез. докл. региональной научно-практической конф. «Минерально-сырьевые ресурсы как фактор развития промышленной и социальной инфраструктуры Камчатского края». — Петропавловск-Камчатский, 2007. — С. 41-43.
19. Кирюхин А.В., Кирюхин В.А., Манухин Ю.Ф. Гидрогеология вулкано-генов. — СПб.: Наука, 2010. — 395 с.
20. Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки и перспективы их использования // Гидротермальные системы и термальные поля Камчатки. — Владивосток, 1976. — С.267-282.
21. Поляк Б.Г., Мелекесцев ИВ. Продуктивность вулканических аппаратов // Вулканология и сейсмология. — 1981. — № 5. — С. 22-37.
20
22. Федотов С.А. Магматические питающие системы и механизм извержений вулканов. — М.: Наука, 2006. — 455 с.
23. Белоусов В.И., Рычагов С.Н., Сугробов В.М. Северо-Парамуширская гидротермально-магматическая конвективная система: геологическое строение, концептуальная модель, геотермальные ресурсы // Вулканология и сейсмология. — 2002. — №1. — С. 34-50.
24. RychagovS.N., Belousov V.I., Postnikov A.I., Sugrobov V.M., Alekseev Yu.P. Prospects of Geothermal Energy Use in the Kuril Islands 4 // Proceedings World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey, 24-29 April 2005, 2636.pdf
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
1Пашкевич Роман Игнатьевич — доктор технических наук, директор, e-mail: pashkevich@kscnet.ru
1Трухин Юрий Петрович — доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: ytrukhin@yandex.ru
■'Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения Российской академии наук.
UDC 550.367+621.311.25+621.311.1.003
PROSPECTS OF INDUSTRIAL RESOURCES DEVELOPMENT OF NEAR-SURFACE MAGMA CHAMBERS OF KAMCHATKA AND KURIL ISLANDS
1Pashkevich R.I., Doctor of Sciences, Director, e-mail: pashkevich@kscnet.ru 1Trukhin Yu.P., Doctor of Sciences, Professor, Laboratory Head, e-mail: ytrukhin@ yandex.ru
1Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences.
On basis of modern geological-and-geophysical data about a deep structure of magmatogene geothermal systems of Kamchatka and the Kuril Islands and obtained results of numerical simulation the estimation of their thermal resources was made. The data on systems thermal power and electric power prospective for building of geothermal power plants were given. The depth of prospective industrial development of the systems due to the well circulation technology to produce heat and electricity was determined. Technical and economic assessment of the development plan of thermal resources of Avacha magmatogene geothermal system in Kamchatka showing its economic feasibility was made. A high degree of perspective development of magma chambers resources of Kamchatka and the Kuril Islands on industrial scale was shown.
Key words: magmatogene geothermal system, industrial development, thermal resources, geothermal power plant.
21
REFERENCES
1. Bertani R. Geothermics, 2012, vol. 41, pp. 1-29.
2. Lund J.W., Freeston D.H., Boyd T.L. Geothermics, 2011, vol. 40, pp.159-180.
3. Trukhin Yu.P. Geohimiya sovremennyh geotermalnyh protsessov i perspe-ktivnye geotehnologii, M.: Nauka, 2003, 376 p.
4. Moroz Yu.F., Gontovaya L.I. Glubinnoe stroenie rayona Avachinsko-Koryaks-koy gruppy vulkanov na Kamchatke // Vulkanologiya i seysmologiya, 2003, No 4, pp. 3-10.
5. Fedotov S.A., Balesta S.T., Droznin V.A., Masurenkov Yu.P., Sugobov V.M. O vozmozhnosti ispolzovaniya tepla magmaticheskogo ochaga Avachinskogo vulkana // Byulleten vulkanol, stantsiy, 1977, No 53, pp. 27-37.
6. Yanovskiy F.A. O teploprovodnosti vulkanogenno-osadochnyh porod Kam-chatki // Vulkanologiya i seysmologiya, 1989, No 5, pp. 77-84.
7. Kozyirev A.I., Farberov A.I., Vande-Kirkov Yu.V. Fizicheskie svoystva ei-fuzivnyih i subvulkanicheskih porod Avachinskogo i Koryakskogo vulkanov // Vulkanologiya i seysmologiya, 1989, No 6, pp. 54-72.
8. Pashkevich R.I., Taskin V.V. Thermo-hydrodynamic modeling oiheat transfer in the rocks oi Mutnovsky magma geothermal system (Термогидродинамическое моделирование теплопереноса в породах Мутновской магмагеотермальной системы). — Vladivostok, Dalnauka, 2009. — 209 p.
9. Pashkevich R.I., Pavlov K.A. GIAB, OV 2, «Kamchatka» (special issue), 2014, pp. 192-204.
10. Selyangin O.B. K vulkanam Mutnovskiy i Goreliy: vulkanologicheskiy I turisticheskiy putevoditel. Petropavlovsk-Kamchatskiy: Novaya kniga, 2009, 108 p.
11. Pashkevich R.I., Taskin V.V. Chislennoe issledovanie dinamiki parovyh zon magmageotermalnyh sistem na primere vulkana Mutnovskiy, Yuzhnaya Kamchatka // Geofizika, 2007, No 5, pp. 68-71.
12. Kipp K.L., Jr., Hsieh P.A., Charlton S.R. Geological Survey Techniques and Methods 6, No A25, 2008.
13. Pashkevich R.I. Teploperenos v gornyih porodah magmageotermalnoy sistemy Kudryavaya (Kurilskie ostrova) // Gornaya promyishlennost, 2009, No 3, pp. 60-61.
14. Kurilskie ostrova (priroda, geologiya, zemletryaseniya, vulkany, istoriya, ekonomika) / Pod red. T.K. Zlobina. — Sahalin: Sah. kn. izd-vo, 2004.
15. Sugrobov V.M., Kononov V.I., Postnikov A.I. Prognoznyie geotermalnyie resursyi oblastey sovremennogo vulkanizma Kamchatki i Kurilskih ostrovov: nauchnye i prikladnye aspekty // Geotermalnye i mineralnye resursy oblastey sovremennogo vulkanizma (materialy Mezhdunarodnogo polevogo Kurilo-Kamchatskogo seminara, 16 iyulya-6 avgusta 2005 g.) / Gl. redaktor doktor geol.-min. nauk S.N. Rycha-gov. — Petropavlovsk-Kamchatskiy: «OTTISK», 2005, pp. 9-24.
16. Kononov V., Povarov O. Proceedings World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey, 24-29 April 2005, 0117.pdf
17. Vakin E.A., Kirsanov I.T. Kirsanova T.P. Termalnyie polya i goryachie istochniki Mutnovskogo vulkanicheskogo rayona // Gidrotermalnyie sistemyi i termalnye polya Kamchatki, Vladivostok, 1976, pp. 85-114.
22
18. Trukhin Yu.P., Pashkevich R.I., Taskin V. V. Sb. tez. dokl. Regionalnoy nauch-no-prakticheskoy koni. «Mineralno-syrievie resursy kak factor razvitya promishlennoy i socialnoy inirastructury Kamchatskogo kraya», Petropavlovsk-Kamchatskiy, 2007, pp. 41-43.
19. Kiryuhin A.V., Kiryuhin V.A., Manuhin Yu.F. Gidrogeologiya vulkanogenov. SPb.: Nauka, 2010, 395 p.
20. Sugrobov V.M. Geotermalnyie resursyi Kamchatki i perspektivyi ih ispol-zovaniya // Gidrotermalnyie sistemyi i termalnye polya Kamchatki, Vladivostok, 1976, pp. 267-282.
21. Polyak B.G., Melekestsev I.V. Produktivnost vulkanicheskih apparatov // Vulkanologiya i seysmologiya, 1981, No 5, pp. 22-37.
22. Fedotov S.A. Magmaticheskie pitayuschie sistemy i mehanizm izverzheniy vulkanov, M.: Nauka, 2006, 455 p.
23. Belousov V.I., Rychagov S.N., Sugrobov V.M. Severo-Paramushirskaya gidrotermalno-magmaticheskaya konvektivnaya sistema: geologicheskoe stroenie, kontseptualnaya model, geotermalnyie resursyi // Vulkanologiya i seysmologiya, 2002, No 1, pp. 34-50.
24. Rychagov S.N., Belousov V.I., Postnikov A.I., Sugrobov V.M., Alekseev Yu.P. Proceedings World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey, 24-29 April 2005, 2636.pdf EZE
23
