3. Экологические вопросы освоения геотермальной энергии

Тепло Земли обычно относят к чистым источникам энергии. Однако опыт показывает, что освоение парогидротермальных месторождений сопровождается рядом вредных воздействий на окружающую среду. Это: выбросы H₂S и других неконденсирующихся газов, выделяющихся из теплоносителей, тепловые выбросы при неполном срабатывании их потенциала, засоление водоемов и почв при сбросе минерализованных отработанных флюидов и сдвижение земной поверхности над подземными коллекторами по мере падения пластового давления.

Эти вредные факторы могут быть практически полностью устранены при комплексном использовании теплового потенциала природных флюидов. Так, системы с «реинжекцией» отработанного теплоносителя обратно в рабочий коллектор, уже получившие распространение в США, Мексике, Италии, Франции и Сальвадоре, не только увеличивают срок службы скважин, но и практически «снимают» проблемы накопления вредной минерализации и опасных сдвигов земной поверхности.

Есть основания считать, что извлечение гидротермальной энергии будет сопровождаться значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду (имеется ввиду циркуляционные системы теплоносителя), чем разработка петрогеотермальных месторождений.

Таким образом, можно полагать, что широкое освоение геотермальной энергии не повлечет за собой сложных экологических проблем, будет связано с небольшими затратами на природоохранные мероприятия и позволит создать безотходную отрасль отечественной энергетики.

4. Перспективы геотермального бурения

В 1995 г. во Флоренции на Всемирном геотермальном конгрессе было уделено большое внимание вопросам технологии бурения геотермальных скважин. Были названы причины, вызвавшие повышенное внимание к технологии бурения в общем комплексе проблем, связанных с изучением и использованием геотермальных ресурсов:

• высокая доля затрат на бурение разведочных и эксплуатационных скважин в общей стоимости проектов (до 40-60%);

• несоответствие технологии роторного бурения, заимствованной у нефтяников, специфическим условиям бурения геотермальных скважин, что увеличивает их стоимость в 2-4 раза;

• сильное ужесточение экологических требований;

• увеличение глубины залегания перспективных зон геотермальных резервуаров, что связано с ростом естественной температуры этих зон до 350-400^°С;

Анализ представленных на конгрессе докладов позволяет выделить два основных направления этих работ:

• разработка новых методов бурения геотермальных скважин, более соответствующих геолого-технологическим условиям;

• совершенствование существующих методов бурения с целью сокращения непроизводительных затрат и уменьшения удельных капитальных вложений в расчете на единицу получаемой геотермальной энергии.

Анализ фактических данных в условиях США показал, что основными факторами, вызывающими 2-4-кратное удорожание бурения геотермальных скважин по сравнению с нефтяными и газовыми, являются:

• низкие механические скорости в твердых трещиноватых породах;

• прекращение циркуляции промывочной жидкости при поглощении;

• высокие температуры в зоне бурения.

Чтобы снять эти проблемы и обеспечить снижение стоимости бурения, необходимо разработать новую технологическую схему со следующими особенностями:

• в составе забойной компоновки бурового инструмента должен быть ударный механизм с гидродинамическим и пневмо-приводом, а также устройство для управления процессом искривления скважины, оснащенное системой контроля осевого давления и частоты вращения, что позволит перейти к ударно-вращательному способу бурения направленных скважин;

• необходимо использовать бурильную колонну из двойных бурильных труб с многоканальной системой циркуляции промывочной жидкости, т.е. перейти к обратной промывке;

• насосно-циркуляционная система должна обеспечивать переход к различным видам очистных агентов (воздух, азот, вода или пена).