Explorarea zacamintelor de resurse geotermale

Explorarea zacamintelor de resurse geotermale

Pentru a determina parametrii de exploatare ai resurselor geotermale, este necesar sa se faca cercetari. Cercetarile sunt de natura hidro-geologica, geofizica si geochimica. Studiile geologice si hidro-geologice au un rol important in toate fazele cercetarii geotermale, pana la amplasarea obiectivului si crearea sondelor. Deasemenea, ofera informatiile suport pentru interpretarea datelor obtinute de la alte metode de explorare si, in final, pentru constructia unui model realist al sistemului geotermal si stabilirea potentialului resurselor.

Datele de explorare care sunt utilizate in faza de productie furnizeaza informatii valoroase despre rezervor si tehnologia de producere. Cercetarile geochimice (inclusiv chimia izotopilor) sunt metode utile pentru a stabili daca sistemul geotermal este preponderent format din apa sau vapori, pentru a stabili care este temperatura minima, precum si omogenitatea apei furnizate. Cercetarile geofizice au drept scop obtinerea indirecta de informatii, de la suprafata sau de la anumite adancimi stabilite, privind parametrii fizici ai formatiunilor geologice ale subsolului.

Activitatea seismica, gravitatia si magnetismul pot oferi informatii pretioase despre forma, marimea, adancimea si alte caracteristici importante ale structurilor geologice ale subsolului. Informatii despre existenta fuidelor geotermale in structurile geologice se pot obtine pe cale electrica sau electromagnetica. Toate tehnicile geofizice sunt costisitoare, dar pot fi utilizate in majoritatea conditiilor sau situatiilor, oferind rezultate excelente in ceea ce priveste structura geologica.

Obiectivele explorarii geotermale sunt:

Identificarea fenomenelor geotermale ;

Asigurarea ca exista o zona de producere geotermala utila ;

Estimarea marimii resursei ;

Determinarea campului geotermal ;

Localizarea zonelor productive ;

Determinarea continutului de caldura al fluidelor descarcate de izvoare in campurile geotermale ;

Stabilirea unor date de baza prin care sa se poata realiza ulterior monitorizarea ;

Determinarea valorilor de pre-exploatare ale unor parametri sensibili ;

Colectarea de cunostinte despre orice aspect care poate crea probleme in timpul dexploatarii resursei.

Forarea

Dupa diverse activitati de cercetare a zonei, urmatorul pas in dezvoltarea proiectului geotermal il reprezinta forarea. Puturile geotermale, indiferent daca sunt de explorare sau productie, sunt realizate utilizand tehnologii de forare rotativa, adoptate masiv din industria petroliera. Acestea au fost modificate pentru a lucra la temperaturi inalte si in formatiuni de roca specifice. Adancimea puturilor geotermale in campurile actuale de productie este intre 500 si 5 000 m, cu o medie a adancimii de 1 500 m.

Costurile specifice de forare (/m) cresc cu adancimea. Costurile specifice pentru acces, amplasarea puturilor si echipamentul folosit sunt constante, deci se poate face o evaluare generala a costului putului. Costurile sunt in general anticipate pentru fiecare proiect si chiar daca variaza cu 30 50 %, media este de 0,9 -1,1 milioane pentru realizarea unui put. Calculele pentru costul energiei produse tin cont de un pret de 1,1 1,3 milioane , incluzand pretul forarii si al explorarii. Aceste costuri includ si cheltuieli cu pregatirea terenului de amplasare a putului si cu crearea de drumuri de acces.

Surse geotermale in Romania

Depresiunea Panonica ce cuprinde zona de vest a tarii noastre, incluzand Banatul si vestul Muntilor Apuseni si teritoriul Ungariei si al fostei Iugoslavii este o zona bogata in zacaminte geotermale.

In jurul municipiului Oradea s-au facut foraje si s-au exploatat in scopuri terapeutice apele geotermale de peste 100 de ani. In ultimul sfert de veac s-au initiat actiuni sistematice de prospectare si evaluare atat a zacamintelor geotermale, cat si a zacamintelor de hidrocarburi din aceasta parte a tarii. Prin acestea s-a constatat ca in Campia de Vest, in toate formatiunile geologice se gasesc straturi acvifere cu capacitati si proprietati termofizice foarte variate.

Fluxurile termice la suprafata au valori de ordinul a 85 MW/m², mai mari decat acelea din alte zone. Cel mai important sistem acvifer termal al Depresiunii Panonice il constituie sistemul din baza panonianului superior, evidentiat prin sondaje. Apele din acest sistem se manifesta in general eruptiv, datorita continutului ridicat de gaze dizolvate.

Nivelul termic al apelor geotermale din zona de vest a tarii este redus: 30 90 ⁰C. Din aceasta cauza, acestea pot fi utilizate in special in scopuri terapeutice, prepararea apei calde menajere etc.

In municipiul Oradea si in judetul Bihor se furnizeaza apa calda menajera pentru 800 de apartamente, se incalzesc 12 apartamente, bai, sere legumicole, stranduri, piscine, hoteluri.

In judetul Timis, apa geotermala este utilizata pentru topitorii de in, pentru incalzire, pentru scopuri terapeutice, pentru prepararea apei calde menajere.

Exploatarea surselor geotermale din tara cu scopul producerii energiei electrice este imposibila, intrucat un generator geotermal presupune o presiune initiala foarte mare si temperaturi ale fluidului de lucru de peste 150 ⁰C.

Tratarea apelor geotermale

Apele geotermale nu pot fi valorificate din punct de vedere termic in starea in care sunt extrase din adancimi din urmatoarele cauze:

gazele care insotesc jetul de lichid produc zone de strangulare (obturare) in tevile din schimbatorul de caldura, cu efecte defavorabile asupra procesului de transfer termic;

presiunea apei din sonda genereaza solicitari mecanice mari, cu efecte defavorabile asupra dimensiunilor si costului suprafetelor de transfer termic.

Pentru a se inlatura aceste neajunsuri, apele geotermale se supun unui proces de tratare, prin care se realizeaza separarea gazelor si eventual valorificarea lor si reducerea capacitatii de formare a crustelor de sare. In majoritatea tarilor, apele geotermale se exploateaza in regiuni vulcanice sau cu fenomene seismice si din aceasta cauza sunt bogate in H₂S si SO₂. Pentru eliminarea acestora, se folosesc schimbatoare de ioni, instalatii de distilare, procedee de tratare cu var soda etc.

Apele geotermale din tara noastra sunt ape geotermale cantonate in straturi sedimentare, caracterizate prin presiuni mici si incalziri modeste. Ele contin in principal biocarbonati, sulfati, cloruri, hidrocarburi in stare libera si dizolvata. Pentru apele din straturile sedimentare se folosesc urmatoarele procedee de tratare:

modificarea indicelui pH pentru a se obtine ape neutre (prin adaugare de HCl);

introducerea de substante inhibitoare pentru a reduce depunerile (polifosfat de sodiu);

tratarea cu ultrasunete;

tratarea cu flux magnetic.

In cazul trecerii apei printr-un flux magnetic (700 1000 A/m), se constata modificarea sistemului de cristalizare, impiedicandu-se formarea crustelor de piatra.

Efectul magnetizarii se mentine timp de 34 ore si din aceasta cauza este necesara dimensionarea retelelor termice astfel incat apa vehiculata sa reintalneasca dispozitivul de magnetizare dupa acest interval. In prezent, in Romania s-au produs dispozitive de magnetizare a apei cu magneti permanenti.