Γεωθερμική έρευνα - Ερευνητικές διαδικασίες

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Γεωθερμική έρευνα - Ερευνητικές διαδικασίες"

Σαλώμη Δασκαλοπούλου
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Γεωθερμική έρευνα - Ερευνητικές διαδικασίες Tεχνικο οικονομικοί παράγοντες για την αξιολόγηση της οικονομικότητας των γεωθερμικών χρήσεων και της «αξίας» του ενεργειακού προϊόντος: η θερμοκρασία, η παροχή η ποιότητα των ρευστών. το κόστος των γεωτρήσεων, αστάθμητοι παράγοντες κανόνες της ελεύθερης οικονομίας Για την οικονομικότητα του γεωθερμικού κοιτάσματος απαιτούνται: ευνοϊκές γεωλογικές συνθήκες για τη δημιουργία των εκμεταλλεύσιμων γεωθερμικών πεδίων μικρά σχετικά βάθη και η γεωθερμική ενέργεια να είναι όσο γίνεται περισσότερο συγκεντρωμένη, κοντά στην επιφάνεια και κατά το δυνατόν ανανεώσιμη Για την απάντηση περί οικονομικότητας απαιτούνται συστηματικές επιφανειακές γεωθερμικές έρευνες. Οι επιφανειακές έρευνες, αν και χρονοβόρες, είναι πολλαπλάσια φθηνότερες από τις βαθιές γεωτρητικές εργασίες. Η γνώση των συνθηκών του πεδίου αποτελεί απαραίτητο εργαλείο στην κατανόηση του γεωθερμικού μοντέλου, το οποίο με τη σειρά του είναι απαραίτητο για το σχεδιασμό και την υλοποίηση της εκμετάλλευσης και της σωστής διαχείρισης του κάθε πεδίου.

Η γεωθερμική έρευνα διακρίνεται σε τέσσερα κύρια (ή τυπικά) στάδια: 1 0. Γενική επισκόπηση μεγάλης κλίμακας 2 o. Λεπτομερής και συστηματική έρευνα των πιθανότερων γεωθερμικών περιοχών 3 o.

2 Η γεωθερμική έρευνα διακρίνεται σε τέσσερα κύρια (ή τυπικά) στάδια: 1 0. Γενική επισκόπηση μεγάλης κλίμακας 2 o. Λεπτομερής και συστηματική έρευνα των πιθανότερων γεωθερμικών περιοχών 3 o. Εντοπισμός-περιχάραξη των γεωθερμικών πεδίων, μελέτη των χαρακτηριστικών 4 o. Ανάπτυξη και διαχείριση των γεωθερμικών πεδίων Τα στάδια αυτά ισχύουν σε όλες τις περιπτώσεις της γεωθερμικής έρευνας, αν και οι επί μέρους γεωλογικές συνθήκες είναι διαφορετικές από πεδίο σε πεδίο. Η γεωθερμική έρευνα στοχεύει στα ευνοϊκότερα αποτελέσματα με το λιγότερο δυνατό κόστος. Σε κάθε φάση απαιτείται υποχρεωτικά η συνεργασία και ο συντονισμός των διαφόρων επιστημόνων και τεχνικών που εμπλέκονται στην όλη έρευνα.

3 Πρώτο στάδιο: Γεωθερμική έρευνα μεγάλης κλίμακας Η γεωθερμική έρευνα μίας ευρύτερης περιοχής (π.χ. μίας περιφέρειας ή μίας μεγάλης γεωλογικής ενότητας) πρέπει να λαμβάνει υπόψη διάφορες παραμέτρους και να χρησιμοποιεί όσο το δυνατόν περισσότερα στοιχεία, όπως: γεωλογικούς και τεκτονικούς χάρτες, αεροφωτογραφίες, βιβλιογραφική ανασκόπηση, αναγνωριστικές επισκέψεις, θερμομετρήσεις, δειγματοληψίες αναλύσεις νερού κ.τ.λ.. Στόχος των παραπάνω είναι η επιλογή και υπόδειξη των περιοχών με τις ευνοϊκότερες συνθήκες Έτσι, αποκλείονται μερικές περιοχές και οι προσπάθειες επικεντρώνονται σε ορισμένες μόνο περιοχές, για τις οποίες γίνεται προσεκτική επεξεργασία των υπαρχόντων στοιχείων.

4 Το πρώτο στάδιο της έρευνας ξεκινά με δορυφορικές εικόνες (χάρτες) και αεροφωτογραφίες.

5 Γεωλογικοί χάρτες

εύτερο στάδιο: Λεπτομερής και συστηματική έρευνα των πιθανότερων γεωθερμικών περιοχών Το στάδιο αυτό αποτελεί το σημαντικότερο τμήμα της γεωθερμικής έρευνας και μελέτης, αφού επιχειρείται ο

6 εύτερο στάδιο: Λεπτομερής και συστηματική έρευνα των πιθανότερων γεωθερμικών περιοχών Το στάδιο αυτό αποτελεί το σημαντικότερο τμήμα της γεωθερμικής έρευνας και μελέτης, αφού επιχειρείται ο καθορισμός και η έρευνα των περιοχών που έχουν τις περισσότερες πιθανότητες ύπαρξης γεωθερμικών πεδίων σε μικρό σχετικά βάθος Ερευνώνται με λεπτομέρεια εκείνοι οι παράγοντες που μπορούν να χαρακτηρίσουν μια γεωθερμική περιοχή. (γεωλογικοί, τεκτονικοί, ηφαιστειολογικοί, λιθολογικοί, υδρογεωλογικοί, γεωχημικοί, γεωφυσικοί, θερμοδυναμικοί κ.λ.π.), Τελικός στόχος του σταδίου αυτού είναι ο προσδιορισμός: του γεωθερμικού μοντέλου κάθε γεωθερμικού κοιτάσματος και η γνώση της θέσης και κατάστασης στην οποία βρίσκονται τα γεωθερμικά ρευστά ή θερμά πετρώματα. Συγχρόνως προτείνεται η σειρά, το βάθος και τα χαρακτηριστικά των ερευνητικών παραγωγικών γεωτρήσεων. Το δεύτερο στάδιο ερευνών είναι χρονοβόρο και απαιτεί τη διεξαγωγή πολλών εργασιών στην ύπαιθρο, το εργαστήριο και το γραφείο

7 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ Αναγνώριση γεωθερμικών φαινομένων Προκαταρκτική αξιολόγηση των δυνατοτήτων για αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας Αξιολόγηση της τεχνοοικονομικής υποδομής της περιοχής Γεωλογική, υδρογεωλογική, γεωχημική και γεωφυσική έρευνα Αποτύπωση προσφοράς ζήτησης ενέργειας Ανόρυξη ερευνητικών γεωτρήσεων Προμελέτη σκοπιμότητας Συμπληρωματική έρευνα Ανόρυξη γεωτρήσεων μελέτης πεδίου (μεγάλου βάθους)

συμμετέχουν στην κατασκευή των επιφανειακών τμημάτων της λιθόσφαιρας της περιοχής, τα

8 Κυριότερες μέθοδοι του δευτέρου σταδίου είναι κατά σειρά: Γεωλογική μελέτη και ειδική χαρτογράφηση Στόχος της είναι να κατανοηθούν το είδος και η φύση των γεωλογικών σχηματισμών που συμμετέχουν στην κατασκευή των επιφανειακών τμημάτων της λιθόσφαιρας της περιοχής, τα λιθολογικά χαρακτηριστικά τους. η στρωματογραφία τους και το πάχος κάθε σχηματισμού η περατότητα ή στεγανότητα κτλ.

Γεωλογική μελέτη και ειδική χαρτογράφηση Η

ορισμένων γεωλογικών τομών της περιοχής, οι

9 Γεωλογική μελέτη και ειδική χαρτογράφηση Η μελέτη αυτή προϋποθέτει τη γεωλογική χαρτογράφηση, την κατασκευή μερικών χαρακτηριστικών στρωματογραφικών στηλών και ορισμένων γεωλογικών τομών της περιοχής, οι οποίες θα πρέπει να διέρχονται από τα κεντρικότερα σημεία του πεδίου

ότι χρειάζεται ειδική ηφαιστειολογική αντιμετώπιση.

10 Ηφαιστειολογική μελέτη εφαρμοζόμενη στη Γεωθερμία Όταν η υπό έρευνα περιοχή βρίσκεται σε χώρο με ηφαιστειακούς σχηματισμούς και, κυρίως, όταν έχει ηφαιστειακά κέντρα που παρουσιάζουν πρόσφατη ή ενεργό δραστηριότητα, είναι προφανές ότι χρειάζεται ειδική ηφαιστειολογική αντιμετώπιση. Η μελέτη των διεργασιών υδροθερμικής εξαλλοίωσης των πετρωμάτων και απόθεσης νέων υδροθερμικών ορυκτών, δίνουν σημαντικές πληροφορίες για την ύπαρξη και το χαρακτήρα του στεγανού καλύμματος του ταμιευτήρα.

11 Τεκτονική και νεοτεκτονική ανάλυση Κάθε μάζα πετρώματος που βρίσκεται μέσα στο φλοιό της Γης, υφίσταται πιέσεις εξαιτίας της βαρύτητας και του βάρους των υπερκειμένων πετρωμάτων, καθώς και άλλες τάσεις που οφείλονται στις μετακινήσεις μέσα στη λιθόσφαιρα. ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Η Τεκτονική εξετάζει τη δομή του φλοιού της γης, καθώς και τις κινήσεις και τις δυνάμεις, που διαμόρφωσαν και διαμορφώνουν τη δομή αυτή. Η Τεκτονική βλέπει νεκρές μορφές και δομές ως έκφραση ζωντανών κινήσεων και τις ορατές κινήσεις ως έκφραση μη ορατών δυνάμεων Όταν πάνω σ' ένα γεωλογικό σώμα επιδράσει μια δύναμη, στην αρχή αυτό παραμορφώνεται ελαστικά. Όταν ξεπερασθεί το όριο ελαστικότητας, τότε η παραμόρφωση γίνεται πλέον πλαστική. Οι παραμορφώσεις των γεωλογικών σχηματισμών αποτελούν συνήθως, μη αντιστρεπτές παραμορφώσεις.

γεωλογικούς σχηματισμούς, από την επίδραση

12 Τεκτονικά φαινόμενα είναι διεργασίες κατά τις οποίες δημιουργούνται μηχανικές παραμορφώσεις στους γεωλογικούς σχηματισμούς, από την επίδραση τεκτονικών δυνάμεων. Εκφράζονται συνήθως σε κάμψεις και σε διαρρήξεις.

Η ΝΕΟΤΕΚΤΟΝΙΚΗ αντίθετα αναφέρεται στις οι πρόσφατες και στις σημερινές (ενεργές) τεκτονικές διεργασίες, Τα κύρια τεκτονικά χαρακτηριστικά της θραύσεως και της ελαστικής ή πλαστικής

βασικά, σε δυο μεγάλες κατηγορίες: α) στις συμπιεστικές και β) στις εφελκυστικές Τεκτονικές δομές συνδεδεμένες με συμπίεση, είναι: κατά κύριο λόγο οι πτυχές, τα ανάστροφα ρήγματα, ένα

13 Η ΝΕΟΤΕΚΤΟΝΙΚΗ αντίθετα αναφέρεται στις οι πρόσφατες και στις σημερινές (ενεργές) τεκτονικές διεργασίες, Τα κύρια τεκτονικά χαρακτηριστικά της θραύσεως και της ελαστικής ή πλαστικής συμπεριφοράς είναι οι διακλάσεις, τα ρήγματα και οι πτυχές, που χαρακτηρίζονται ως τεκτονικές δομές Οι τεκτονικές δυνάμεις που προκαλούν τις παραμορφώσεις στον φλοιό της γης, διακρίνονται, βασικά, σε δυο μεγάλες κατηγορίες: α) στις συμπιεστικές και β) στις εφελκυστικές Τεκτονικές δομές συνδεδεμένες με συμπίεση, είναι: κατά κύριο λόγο οι πτυχές, τα ανάστροφα ρήγματα, ένα μεγάλο μέρος των διακλάσεων, η σχιστότητα κ.α.. Τεκτονικές δομές συνδεδεμένες με εφελκυσμό, είναι: τα κανονικά ρήγματα, οι ρωγμώσεις, τα ρήγματα οριζοντίων μετατοπίσεων, ένα μέρος των διακλάσεων κ.α.

14 ΔΙΑΚΛΑΣΗ χαρακτηρίζεται κάθε ρηξιγενής τεκτονική δομή, εκατέρωθεν της οποίας δεν παρατηρούνται σημαντικές μετατοπίσεις των τμημάτων του γεωλογικού σχηματισμού.

15 ΡΗΓΜΑ Ρήγμα είναι η θραύση (διάρρηξη) των πετρωμάτων εκατέρωθεν της οποίας έχει επέλθει μετατόπιση των τεμαχών που βρίσκονται από τη μια και την άλλη πλευρά, από μερικά χιλιοστά έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, παράλληλα προς την ρηξιγενή επιφάνεια. Σε περιοχές με έντονη τεκτονική ανησυχία συναντάμε ρήγματα κατά ομάδες που αποτελούν τη ρηξιγενή ζώνη.

16 ΡΗΓΜΑ Τα ίχνη των ρηγμάτων στην επιφάνεια της Γης μπορεί να είναι ευθύγραμμα ή καμπύλα και άλλοτε είναι ευδιάκριτα, ενώ άλλες φορές γίνονται αντιληπτά από τη μετακίνηση, που επιφέρουν στα στρώματα που κόβουν.

18 Κλιμακωτά ρήγματα Σύστημα ρηγμάτων μορφής Τάφρου Κέρατος Συμπίεση Εφελκυσμός

19 ΕΙΔΗ ΡΗΓΜΑΤΩΝ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΔΡΑΣΕΩΣ Κανονικό ρήγμα Ανάστροφο ρήγμα Ρήγμα με οριζόντια μετατόπιση

20 Κανονικό ρήγμα

21 ΠΤΥΧΕΣ Πτυχές είναι κυρτώσεις, κάμψεις και συστροφές των πετρωμάτων, υπό την επίδραση πολύπλοκων διεργασιών, οι οποίες περιλαμβάνουν θραύση, ολίσθηση, διάτμηση και ροή.

24 Κεκλιμένη ή Ασύμμετρη πτυχή Αξονικά επίπεδα κεκλιμένα, πτέρυγες διαφορετική κλίση σε διαφορετική διεύθυνση

25 Ανεστραμμένη πτυχή

26 Κατακεκλιμένη πτυχή

Τεκτονική και νεοτεκτονική ανάλυση Η δευτερογενής περατότητα

που έχουν εφελκυστική τάση, ανοίγουν μεγάλες και ανοικτές

27 Τεκτονική και νεοτεκτονική ανάλυση Η δευτερογενής περατότητα (οφείλεται σε τεκτονικούς παράγοντες), και Τα κανονικά ρήγματα, που έχουν εφελκυστική τάση, ανοίγουν μεγάλες και ανοικτές διόδους για την κυκλοφορία και την άνοδο θερμών ρευστών από βαθύτερα στρώματα. Παίζουν σπουδαίο ρόλο στη μετάδοση της θερμότητας με συναγωγή, εξαιτίας της σχετικά ταχείας κυκλοφορίας των υπόγειων ρευστών

28 Ισοθερμοκρασιακές καμπύλες πάνω από μία εστία θερμότητας με τη συνδρομή ενός σημαντικού τεκτονικού ρήγματος

29 Ο συνδυασμός κανονικών ρηγμάτων δημιουργεί πολλές φορές τεκτονικά κέρατα. Μία τεκτονική δομή έχει π.χ. καλύτερες συνθήκες θερμοκρασίας στο τεκτονικό κέρας, επειδή εκεί επικρατεί ικανοποιητική θερμοκρασία σε μικρό σχετικά βάθος.

Η τεκτονική δομή κάθε περιοχής, που προσδιορίζεται από παλαιότερα αίτια (π.χ. πτυχώσεις, παλαιά ρήγματα), επηρεάζει λιγότερο τη γεωθερμική κατάσταση.

30 Η τεκτονική δομή κάθε περιοχής, που προσδιορίζεται από παλαιότερα αίτια (π.χ. πτυχώσεις, παλαιά ρήγματα), επηρεάζει λιγότερο τη γεωθερμική κατάσταση. Οι αντικλινικές βέβαια δομές είναι πάντοτε καλύτερες σε σχέση με τις συγκλινικές.

Σχετικά έγγραφα

ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΙΑΛΕΞΕΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΙΑΛΕΞΕΩΝ