ДОЛИНА ИМПИРИАЛ-ВАЛЛИ
Второй областью в Калифорнии, привлекающей пристальное внимание, является Долина Импириал-Валли. Вблизи юго-восточного побережья озера Солтон-Си давно отмечались такие поверхностные проявления, как фумаролы и грязевые купола. В 1927 г. здесь была пробурена скважина, но оказалось, что производимого ею пара недостаточно для промышленного производства электроэнергии. Однако получаемая из месторождения двуокись углерода в газообразном состоянии использовалась в течение многих лет для получения сухого льда, пока скважина не была затоплена вследствие повышения уровня в озере Солтон-Си. В долине Импириал-Валли проводились также изыскания нефти, и в 1957 г. пробуренная разведочная нефтяная скважина вскрыла горячие воды на глубине ~1500 м. Поскольку при этом не было обнаружено ни нефти, ни газа, снова возник интерес к использованию геотермальных ресурсов. Впоследствии были пробурены дополнительные скважины в области, известной под названием геотермального поля Бате; ряд этих скважин был предназначен для получения различных минеральных веществ из высококонцетрированного раствора.
В указанной области обнаружен подземный бассейн очень горячей воды, которая по мере продвижения по скважине вскипает с образованием смеси пара и воды. Содержание минеральных веществ в этой воде достигает 25- 30вес. %. Проблемы бурения скважин в этой области подробно рассмотрены в работе [5], а обзор положения, связанного с извлечением минеральных веществ из рассола, приведен в работе [6].
Несмотря на тот факт, что многие миллионы долларов были вложены в бурение скважин и производственное оборудование, изменения в структуре цен на химические продукты, такие, как поташ, помешали успешной экономической разработке этих минеральных ресурсов. Эксперименты по производству электрической энергии с использованием пара, получаемого из этих скважин, также оказались не* удачными вследствие сильного коррозионного воздействия рассола. По этим причинам дальнейшая разведка геотермальных ресурсов в долине Импириал-Валли в течение ряда лет была приостановлена. Несмотря на очевидные большие запасы нагретой до высокой температуры воды, содержание минеральных веществ в последней казалось непреодолимым препятствием на пути к успешной промышленной эксплуатации этого геотермального поля.
Мексиканские исследования и разработка месторождения пара в Серро-Прието послужили новым стимулом к интенсивной разведке геотермального потенциала долины Импириал-Валли, расположенной между озером Солтон-Си и мексиканской границей. Большая часть этих исследований проведена доктором Рексом из Калифорнийского университета и его группой.
В работе [7] Рекс указывает, что геотермальное поле Бате характеризуется двумя разными типами геотермальных рассолов: на большей глубине находится очень горячий рассол с очень высокой концентрацией солей, а над ним — более холодный рассол с меньшей концентрацией солей. Анализ геологических данных и данных, полученных при бурении скважин, показывает, что граница раздела между этими рассолами отклоняется к югу.
Таким образом, Рекс полагает, что на глубине «^1500 м, которая считается приемлемой с точки зрения практического использования, к югу от долины Импириал-Валли находятся соленые рассолы, подобные обнаруженным в Серро-Прието. Глубина залегания пород основания в Импириал-Валли очень велика, возможно 6000 м, и предполагается, что артезианский бассейн образован пористыми осадочными формациями.
В работе [8] Рекс приводит оценки полного объема воды, содер - , жащейся в бассейне Импириал-Валли. Согласно его оценкам, в осадочных образованиях содержится свыше 1,2 • ЗО3 км3 воды, причем,, как отмечает сам Рекс, эти оценки являются весьма осторожными. По менее осторожным оценками объем воды достигает 6 • 103 км3. Считается, что эта вода атмосферного происхождения, связанного с влиянием системы реки Колорадо.
Однако простое наличие массы воды под землей является недостаточным условием для успешной разработки геотермальных ресурсов. Эта масса воды должна быть нагрета, по крайней мере в некоторых местах. Университет шт. Калифорния (Риверсайд) и Управление мелиорации осуществляют программы, направленные на определение тепловые аномалий, т. е. тех участков, где тепловой поток из внутренних областей земли существенно превышает нормальный. Для проведения этих исследований используются современные геофизические методы разведки.
Для получения карт тепловых аномалий использовались измерения Силы тяжести, удельного сопротивления пород, а также бурение неглубоких разведочных скважин. Состояние этих исследований в настоящее время описано в работе [9]. Были выполнены геофизические съемки района Импириал-Валли, а также проводились измерения и оценка тепловых потоков в форме градиентов температуры.
Для определения полного потенциала геотермальных ресурсов Рекс использовал достаточно простую методику. Он предположил, что любая область, характеризуемая градиентом температур, превышающим Ъ — 4°С на каждые 30 м глубины, представляет собой область с полезным экономическим потенциалом. Это значение было выбрано из тех соображений, что для экономически оправданной эксплуатации вода с температурой <v315°C или выше должна находиться на глубинах, не превышающих 2400 м, что представляет собой предел, для промышленной их эксплуатации в геотермальных полях Бате и Серро-Прието.
Согласно результатам измерений, площадь районов с аномально высоким тепловым потоком, возможно, превышает 400 км2. Расчеты Рекса делались в предположении, что на каждую продуктивную скважину требуется площадь 0,120 км2. Это не совпадает с практикой работ в Мексике, где при групповом размещении скважин расстояние между ними значительно меньше. Если предположить, что каждая скважина производит количество пара, достаточное для выработки 10 МВт электрической мощности, то можно прийти к выводу, что
Потенциал области Импириал-Валли составляет ^30 ООО МВт. Для выработки электрической мощности 10 МВт требуется расход пара из скважины-у 91 т/ч, превышающий расход пара скважин в Мексике, диаметр ствола которых несколько меньше предполагаемого диаметра подобных скважин в США. Проницаемость формации, однако, может оказаться ограниченной, а сделанные оценки — слишком завышенными.
