Геотермальная энергия в Австралии, гидрогеология популярных источников на полуострове Морнингтон.

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

[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)