Экологические вопросы освоения геотермальной энергии

Промывочные и тампонажные растворы для бурения скважин на геотермы

При бурении до вскрытия продуктивной зоны используются промывочные жидкости, обеспечивающие просто безаварийную работу. Обычные глинистые растворы в условиях геотермических скважин не эффективны, а в продуктивной зоне вообще не применимы, так как приводят к кольматации каналов, по которым горячий флюид поступает в скважину. Глинистая корка при 200^°С спекается на стенках скважины, удалить ее очень трудно, чаще просто невозможно.

Для вскрытия продуктивных зон применяются безглинистые растворы, вода, аэрированные растворы, пены. Очистные агенты и входящие в их состав химические реагенты должны быть термостойкими, нетоксичными, не загрязняющими ствол скважины. Кроме того, они должны обладать необходимой стабильностью, выносной способностью и устойчивостью к воздействию пластового флюида.

С целью предотвращения грифонообразования затрубное пространство тщательно тампонируется и проверяется на герметичность.

В качестве вяжущих применяют следующие материалы:

- тампонажный шлакопесчаный цемент ШПЦС (ТУ39-9-27-71). Это тонкоизмельченные шлаки с кварцевым песком. При температуре более 200^°С соотношение компонентов 1:1. Для повышения стабильности раствора иногда добавляют бентонит (до 12,5%). При температуре до 100-120^°С в смесь вводят цемент УЩЦ и интенсификатор твердения – портландцемент (до 10%);

- утяжеленный шлаковый УШЦ2-200 для скважин с температурой 80-220^°С;

- белито-кремнеземистый цемент БКЦ (ТУ21-1-3-67) для высокотемпературных скважин. Это смесь отходов производства глинозема, соды (1-5%) и поташа из нефелинового материала, а также кварцевого песка (30-70%). При 160-200^°С и давлении 6-7МПа начало схватывания раствора БКЦ составляет 1,5-4,5ч, конец – не позднее 10ч, водоцементное отношение 0,38-0,42.

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.

Дата добавления: 2014-11-29