Надкритические геотермальные системы

Сверхкритические геотермальные системы представляют собой высокотемпературные геотермальные системы, расположенные на глубинах около или ниже хрупкой переходной зоны в коре, где предполагается, что пластичная текучая среда находится в сверхкритическом состоянии, например, для температуры и давления чистой воды, соответственно, более 374 °C и 221 бар.

В последние годы эти системы привлекли к себе внимание, как возможный тип нетрадиционных геотермальных ресурсов, которые могли бы обеспечить гораздо более высокую продуктивность скважин вследствие высокой энтальпией их гидротерм. Сверхкритические условия часто встречаются в корнях гидротермальных систем вулканических районов. Глубокие скважины, пробуренные на геотермальных полях, таких как Гейзерс и Солтон Си в США, Какконда в Японии, Лардерелло в Италии, Крафла в Исландии и Лос-Хьюрос в Мексике, вскрыли температуры выше 374°С, и в некоторых случаях столкнулись с прорывом гидротерм. Скважина IDDP-1 в Крафле вошла в магму и в конце концов произвела флюид с высокой энтальпией. Однако, этот флюид был очень коррозионным и абразивным.

Инновационные методы бурения и завершения скважин могут потребоваться для борьбы с экстремальными температурами и химическими составами агрессивных жидкостей этих систем. В Японии (Северная Хонсю), Италии (Лардерелло), Исландии (полуостров Рейкьянес), Мексике (Лос-Хумерос) и Новой Зеландии (вулканическая зона Таупо) предпринимаются новые усилия для изучения сверхкритических систем. Проекты Japan Beyond Brittle Project (JBBP), New Zealand Hotter andDeeper Project (HADES), FP7 project IMAGE, а также Horizon 2020 projects DEEPEGS, DESCRAMBLE, GeoWell and GEMex, финансируемые Европейской комиссией, предоставляют беспрецедентную возможность для международного сотрудничества для решения технических проблем, связанных с характеристикой, бурением и эксплуатацией этих высокотемпературных систем.

Чтобы облегчить взаимодействие, METI Japan организовала встречу с приглашенными представителями из отдельных стран «большой семерки» для обсуждения международного сотрудничества в области сверхкритического геотермального развития в рамках Innovation for Cool EarthForum (ICEF) 2016. В этой статье, подготовленной по материалам семинара ICEF и обзоров прошлых исследований, описываются текущие исследовательские усилия, и излагаются проблемы и потенциальные возможности, которые эти системы обеспечивают геотермальные ресурсы.