Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Освоение геотермальной энергии

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 818661.01.99
В монографии рассмотрены современное состояние и перспективы освоения геотермальных ресурсов Восточного Предкавказья. Приведены энергоэффективные технологии освоения гидрогеотермальных ресурсов разного энергетического потенциала, комбинированные технологии, сочетающие различные возобновляемые источники энергии. Исследованы процессы тепломассопереноса в системах по отбору геотермального тепла, дана оценка экологического состояния освоения ресурсов. Предложены технологии водоподготовки низкопотенциальных вод и технологии комплексного освоения высокотемпературных рассолов с утилизацией тепловой энергии и последующим извлечением химических компонентов из охлажденного рассола. Монография предназначена научным работникам, инженерам и студентам энергетических специальностей.
Освоение геотермальной энергии : монография / А. Б. Алхасов, Д. А. Алхасова, М. Г. Алишаев [и др.] ; под. ред. В. Е. Фортова. - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2022. - 320 с. - ISBN 978-5-9221-1950-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/2124286 (дата обращения: 12.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
УДК 620.92
ББК 31я73; A541
О 72

А в т о р с к и й к о л л е к т и в:
А л х а с о в А. Б., А л х а с о в а Д. А., А л и ш а е в М. Г.,
Ра м а з а н о в А. Ш., Ра м а з а н о в М. М.

Освоение
геотермальной
энергии
/
Под
ред.
В.Е.
Фортова.
—
М.: ФИЗМАТЛИТ, 2022. — 320 с. — ISBN 978-5-9221-1950-4.

В монографии рассмотрены современное состояние и перспективы освоения
геотермальных ресурсов Восточного Предкавказья. Приведены энергоэффективные 
технологии освоения гидрогеотермальных ресурсов разного энергетического 
потенциала, комбинированные технологии, сочетающие различные
возобновляемые источники энергии. Исследованы процессы тепломассоперено-
са в системах по отбору геотермального тепла, дана оценка экологического
состояния освоения ресурсов. Предложены технологии водоподготовки низкопотенциальных 
вод и технологии комплексного освоения высокотемпературных
рассолов с утилизацией тепловой энергии и последующим извлечением химических 
компонентов из охлажденного рассола.
Монография предназначена научным работникам, инженерам и студентам
энергетических специальностей.

ISBN 978-5-9221-1950-4

c⃝ ФИЗМАТЛИТ, 2022

c⃝ Коллектив авторов, 2022
ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9

Г л а в а 1.
Гидрогеотермальные ресурсы Восточно-Предкавказского
артезианского бассейна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .
12
1.1. Современное состояние низкопотенциальных вод ВПАБ. .. . . . . . .
14
1.2. Ресурсы плиоценового гидрогеотермического яруса . .. . . . . . . . . .
16
1.3. Ресурсы миоценового гидрогеотермического яруса. .. . . . . . . . . . .
18
1.4. Ресурсы мезозойского гидрогеотермического яруса . .. . . . . . . . . .
20
1.5. Тепловой режим осадочной толщи . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
1.6. Прогнозная оценка эксплуатационных ресурсов низкопотенциальных 
вод . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
23
1.7. Оценка эксплуатационных запасов геотермального месторождения
27
1.8. Факторы, влияющие на дебит геотермальной скважины . .. . . . . . .
30

Г л а в а 2.
Месторождения термальных вод Дагестана . . . . . . . . . .
36
2.1. Махачкала-Тернаирское месторождение. .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
2.2. Кизлярское месторождение . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
2.3. Избербашское месторождение . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
2.4. Каякентское месторождение. .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .
43

Г л а в а 3.
Технологии освоения геотермальных ресурсов . . . . . . . .
45
3.1. Геотермальные теплонасосные системы теплоснабжения . .. . . . . . .
45
3.2. Теплонасосные системы теплоснабжения с низкопотенциальными
термальными водами . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
3.3. Системы теплонасосного теплоснабжения с грунтовыми теплообменниками 
в вертикальных скважинах . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
3.4. Эколого-экономические аспекты использования тепловых насосов
61
3.5. Комплексное освоение
низкопотенциальных
геотермальных ресурсов . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

63
3.6. Комбинированные технологии освоения ВИЭ . .. . . . . . . . . . . . . .
70
3.6.1. Солнечно-геотермальная система . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
3.6.2. Экспериментальная солнечно-геотермальная система . .. . . . .
72
3.6.3. Геотермально-биогазовая технология
. .. . . . . . . . . . . . . . .
77
3.6.4. Технология по выработке электроэнергии и утилизации остаточного 
тепла . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
80
3.7. Совместная добыча пресных низкопотенциальных и термальных
минерализованных вод . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
3.8. Тепломассоперенос в скважинах по совместно-раздельной добыче
89
3.9. ГЦС с внутрискважинными теплообменниками. .. . . . . . . . . . . . .
93
Список литературы к гл. 1–3 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
Оглавление

Г л а в а 4.
Интенсификация теплообмена оребрением теплопередающей 
поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
100
4.1. Теплопередача через ребристую стенку . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .
100
4.2. Расчет гидравлических сопротивлений оребренных поверхностей. .
110
4.3. Решение контактной задачи установившегося распределения температур 
с учетом числа ребер и толщины теплопередающей трубы . .
114
Список литературы к гл. 4 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
123

Г л а в а 5.
Извлечение низкопотенциальной тепловой энергии горных 
пород . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125
5.1. Извлечение и аккумуляция тепла грунта скважинным теплообменником 
в сезонном режиме работы. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125
5.2. О возможности аккумуляции и извлечения теплоты в горной породе
136
5.3. Использование скважинных теплообменников для подогрева низкопотенциальной 
артезианской воды . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
145
Список литературы к гл. 5 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
158

Г л а в а 6.
Исследование закономерностей тепломассопереноса при
двух- и однофазном течении теплоносителя в системе геотермальный 
пласт–скважина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
162
6.1. Тепломассоперенос при фильтрации пароводяной смеси в пласте . .
168
6.2. Тепломассоперенос при фильтрации пароводяной смеси в системе
скважина–геотермальный пласт . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
180
6.3. Конвективный теплообмен между вертикальной скважиной и водоносным 
горизонтом . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
190
6.4. Исследование влияния естественной конвекции на теплообмен в системе 
горизонтальная скважина–проницаемая горная порода. .. . . .
198
Список литературы к гл. 6 . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
207

Г л а в а 7.
Освоение геотермальных ресурсов для выработки электроэнергии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

210
7.1. Выбор рабочего тела для ГеоЭС . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
213
7.2. Оптимизация цикла, реализуемого во вторичном контуре ГеоЭС . .
217
7.3. Оптимизация
технологических
параметров
первичного
контура 
ГеоЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
221
7.4. Бинарная ГеоЭС с использованием простаивающих скважин на выработанных 
нефтяных и газовых месторождениях . .. . . . . . . . . . .
228
7.5. Бинарная ГеоЭС с использованием среднепотенциальных гидротермальных 
ресурсов . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
233
7.6. Геотермально-парогазовая энергетическая система. .. . . . . . . . . . .
235
7.7. Перспективы освоения Тернаирского геотермального месторождения. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

237
7.8. Теплообменники для утилизации тепла высокотемпературных геотермальных 
рассолов . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
239
Список литературы к гл. 7 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
244
Оглавление
5

Г л а в а 8.
Комплексное освоение высокопараметрических гидро-
геотермальных ресурсов ВПАБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
248
8.1. Технологии освоения высокопараметрических гидрогеотермальных
ресурсов. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
252
8.2. Освоение рассолов Берикейского геотермального месторождения . .
258
8.3. Освоение высокотемпературных рассолов Тарумовского геотермального 
месторождения . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
261
8.4. Освоение рассолов Южносухокумского газонефтяного месторождения. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

266
Список литературы к гл. 8 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
272

Г л а в а 9.
Химико-технологические и экологические аспекты освоения 
гидрогеотермальных ресурсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
275
9.1. Низкопотенциальные воды как вероятный фактор вторичного засоления 
почв . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
275
9.2. Идентификация токсичных компонентов в почвах в местах разгрузки 
подземных вод . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
277
9.3. Изучение минерального состава низкопотенциальных вод и степени
их загрязненности . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
278
9.4. Перспективы освоения низкопотенциальных геотермальных ресурсов 
Кизлярского района . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
280
9.5. Перспективы освоения низкопотенциальных геотермальных ресурсов 
Тарумовского района. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
283
9.6. Оценка качества низкопотенциальных вод Бабаюртовского района
287
9.7. Оценка качества низкопотенциальных вод Ногайского района . .. . .
288
9.8. Районирование территорий с аномально высоким содержанием мышьяка . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

289
9.9. Проблемы утилизации попутных газов . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . .
292
9.10. Органические вещества — загрязнители низкопотенциальных вод
296
9.11. Масс-спектрометрическая идентификация растворенных органических 
веществ . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
302
9.12. Технологии очистки низкопотенциальных вод. .. . . . . . . . . . . . . .
303
Список литературы к гл. 9 . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
307

Заключение . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
313
Предисловие редактора

Энергетика на современном этапе характеризуется увеличением доли 
ресурсосберегающих экологически эффективных технологий, к которым 
относятся и технологии на основе возобновляемых источников
энергии. Со временем роль возобновляемой энергии будет еще больше
возрастать, что позволит решить многие проблемы будущего.
Изучению и освоению геотермальных ресурсов Восточного Пред-
кавказья, как перспективного региона для дальнейшего развития геотермальной 
энергетики, посвящена данная монография. Рассматриваются 
проблемы эффективного освоения геотермальной энергии, огромные 
ресурсы которой в настоящее время практически не используются
на теплоэнергетические цели. В развитых странах мира в этом направлении 
достигнуты значительные успехи.
Анализ состояния освоения ресурсов свидетельствует о низком
уровне эксплуатации как скважин, так и артезианского бассейна в целом. 
В монографии предложен ряд мер по улучшению гидрогеолого-
экологической ситуации, проведена оценка ресурсов, показаны перспективы 
освоения низкопотенциальных термальных вод на различные
народнохозяйственные цели.
В монографии приведены разведанные запасы теплоэнергетических
вод и рассмотрен ряд месторождений, находящихся в эксплуатации.
Разработаны технологии освоения геотермальных ресурсов, показана
высокая эффективность теплонасосных технологий для освоения низкотемпературных 
артезианских вод, приведены перспективные технологии 
комплексного освоения теплового и водоресурсного потенциалов,
позволяющих эксплуатировать скважины в непрерывном режиме в течение 
всего года.
Предложены комбинированные технологические системы, использующие 
геотермальные ресурсы в сочетании с другими возобновляемыми
ресурсами. Такие системы являются наиболее передовыми и обеспечивают 
бесперебойное энергоснабжение потребителей при одновременном
решении эколого-экономических и социальных проблем. Одна из таких
систем, использующая геотермальное тепло и солнечную энергию, реализована 
для теплоснабжения и горячего водоснабжения на территории
филиала ОИВТ РАН в г. Махачкала.
Предисловие редактора
7

В регионе большие перспективы имеют геотермально-биогазовые
технологические системы, где имеются значительные ресурсы геотермальной 
энергии и накоплены огромные ресурсы биомассы. Реализация
геотермально-биогазовых технологий позволит эффективно утилизировать 
ресурсы биомассы с одновременным решением экологических
проблем.
К технологиям, позволяющим эффективно осваивать геотермальные 
ресурсы, относятся циркуляционные системы, основанные на совместно-
раздельной добыче термальных и артезианских низкотемпературных 
вод из разных горизонтов. В таких системах тепловой потенциал 
высокотемпературной воды с нижнего горизонта передается
промежуточному теплоносителю с верхнего горизонта непосредственно
в скважине, что избавляет от строительства наземных теплообменников, 
которые часто выходят из строя из-за проблем коррозии и солеотложения 
в них. Для освоения геотермальных ресурсов с высокой
минерализацией, составляющих значительную долю всех прогнозных
ресурсов, предложены циркуляционные системы с внутрискважинны-
ми теплообменниками. Изучены процессы тепломассопереноса в таких
системах, оптимизированы эксплуатационные параметры, предложен
ряд мер конструктивно-технологического характера по интенсификации 
теплопереноса в теплообменниках.
Перспективным видом геотермальной энергии является тепло горных 
пород неглубокого залегания. Рассматриваются принципиальные
вопросы, связанные с извлечением тепловой энергии верхнего слоя земли 
и созданием теплообменника в вертикальной скважине. Рассмотрена 
возможность аккумуляции тепла в горной породе вокруг скважины
в летнее время и использования накопленного тепла в зимний период.
Предложены решения в двух вариантах: обогрев породы летом водой
из солнечных коллекторов с отбором тепла в зимний период; решение
в виде бегущих волн при гармоничном изменении температуры воды,
циркулирующей по внутрискважинному теплообменнику. Показана реализуемость 
технологии для низкотемпературной напольной системы
отопления.
Рассматривается вопрос использования старого фонда консервированных 
скважин выработанных нефтяных месторождений в целях коммунального 
теплоснабжения. Предлагается артезианскую воду верхних
горизонтов дополнительно нагревать спуском их до более глубоких
горизонтов, оценивается влияние регулируемых параметров на эффективность 
извлечения тепла.
Разработаны комбинированные технологии тепло- и водоснабжения,
что важно для решения социально-экономических проблем населения,
Предисловие редактора

проживающего в аридной зоне на Юге России. Предложен комплекс
научно обоснованных мер по решению экологических проблем региона,
связанных с освоением геотермальных ресурсов.
Обоснована возможность эффективного освоения геотермальных
ресурсов Северокавказского региона путем строительства бинарных
геотермальных электростанций с использованием простаивающих нефтяных 
и газовых скважин. Подсчитаны мощности и определены основные 
характеристики ГеоЭС на перспективных площадях.
Показана перспективность геотермально-парогазовой технологии,
с помощью которой можно использовать термальные воды низкого
энергетического потенциала для выработки электроэнергии с высокой
эффективностью.
Приведены перспективные технологии комплексной переработки
высокопараметрических геотермальных ресурсов с преобразованием
тепловой энергии в электрическую в бинарной ГеоЭС и последующим
извлечением из термальных вод растворенных в них химических соединений. 
Реализация таких технологий в регионе позволит решить
проблему импортозамещения по литию и пищевой соли.
В
последние годы
происходит возрождение малой энергетики
на новой технологической основе. На смену старым индивидуальным 
и маломощным энергоустановкам приходят новые, обладающие
все большей независимостью от централизованного энергоснабжения.
Возобновляемые источники энергии и установки на их основе наиболее
приспособлены для использования в малой энергетике и будут играть
существенную роль в ее дальнейшем опережающем развитии.
Надеюсь, что предлагаемая монография окажется полезной как для
широкого круга ученых-энергетиков, так и для студентов, аспирантов
и молодых специалистов, интересующихся этой перспективной областью 
современной энергетики.
В.Е. Фортов, академик РАН
Введение

В мире последние годы характеризуются увеличением объемов
и расширением областей использования энергетических технологий
на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Одним из перспективных 
видов возобновляемой энергии является геотермальная
энергия, доля которой в мировом энергетическом балансе неуклонно
растет. В энергетическом балансе ряда стран геотермальные технологии 
становятся доминирующими, практическое применение геотермальных 
ресурсов осуществляется в 72 странах. В настоящее время
геотермальные электростанции (ГеоЭС) работают в 24 странах мира,
а суммарная установленная мощность их составляет более 11 ГВт.
Быстрыми темпами развиваются технологии прямого использования
геотермальных ресурсов в теплоснабжении, суммарная мощность систем 
геотермального теплоснабжения превысила 70 ГВт.
Потенциал
изученных
геотермальных
ресурсов
мира
составляет 
200 ГВт электрической и 4400 ГВт тепловой мощности. Около
5,35 % этого потенциала используется для выработки электроэнергии
и 1,5 % — для получения тепла.
В связи с интенсивным развитием теплонасосных технологий появилась 
возможность эффективного освоения геотермальных ресурсов
низкого потенциала, и в этом направлении во многих странах достигнуты 
значительные успехи.
Россия располагает значительными геотермальными ресурсами,
экономический потенциал которых составляет 115 млн т у. т./год. Использование 
тепла Земли в России может составить до 10 % в общем
балансе теплоснабжения.
Общая установленная электрическая мощность ГеоЭС России составляет 
82 МВт, а тепловая мощность энергоустановок прямого использования 
геотермального тепла — 310 МВт. Геотермальные ресурсы
различных температур используются в электроэнергетике и теплофикации, 
промышленности, сельском хозяйстве, бальнеологии и других
областях.
Наиболее перспективными для освоения геотермальной энергии
являются Камчатско-Курильский, Западно-Сибирский и Северо-Кавказский 
регионы. На Северном Кавказе геотермальное электро- и теплоснабжение 
может составить до 50 % от общего потребления энергии.
Введение

На Северном Кавказе хорошо изучены геотермальные месторождения, 
залегающие на глубинах от 300 до 5000 м. Температура в глубоких
резервуарах достигает до 180 ◦С и выше. Эти месторождения способны
обеспечить получение до 10 000 тепловой и 1000 МВт электрической
мощности. В настоящее время на Северном Кавказе около 500 тыс. человек 
используют геотермальные ресурсы для теплоснабжения в коммунально-
бытовом секторе, сельском хозяйстве и промышленности.
В монографии обобщены результаты научно-исследовательских работ 
последних лет, выполненных в Институте проблем геотермии
и возобновляемой энергетики — филиале Объединенного института
высоких температур РАН (ИПГВЭ ОИВТ РАН) по двум проектам
в рамках ФЦП.
По ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной
России на 2009–2013 годы» выполнен проект «Разработка эффективных 
технологий комплексного освоения низкопотенциальных геотермальных 
ресурсов Восточного Предкавказья» и по ФЦП «Исследования 
и разработки по приоритетным направлениям развития научно-
технологического комплекса России на 2014–2020 годы» — проект
«Разработка эффективной технологии комплексного освоения высоко-
параметрических минерализованных гидрогеотермальных ресурсов».
Объектом исследований являются низко-, средне- и высокопотен-
циальные гидрогеотермальные ресурсы Восточно-Предкавказского артезианского 
бассейна (ВПАБ). Основной целью исследований является
оценка экологического, гидрогеологического и геотермического состояния 
геотермальных ресурсов Восточного Предкавказья и разработка
рекомендаций, новых форм и передовых технологий их комплексного
использования на различные народнохозяйственные нужды, а также
создание высокоэффективных систем освоения низкопотенциального
тепла сухих горных пород для теплоснабжения децентрализованных
потребителей малой мощности.
Выполнение проектов в 2009–2011 и 2014–2016 гг. сопровождалось 
экспедиционными исследованиями по оценке состояния добычи
термальных вод разного энергетического потенциала, изучению режимных 
гидрогеотермодинамических параметров эксплуатируемых скважин, 
отбору проб воды на полный химический анализ и на определение
газовой составляющей. Изучено экологическое состояние территорий,
прилегающих к скважинам: отобраны пробы грунта и определены их
засоленность и уровни загрязнения токсичными компонентами. В экспедиционных 
исследованиях принимали участие студенты Дагестанского 
государственного университета и аспиранты ИПГВЭ ОИВТ РАН.
Введение
11

Авторы
выражают
благодарность
Д.Р. Атаеву,
Б.А. Алха-
сову,
К.М. Ахмедову,
М.Г.-М. Дибирову,
И.А. Камалутдиновой,
М.М.-Ш. Магомедову,
З.Э. Шабановой
за
участие
в
проведении
полевых
и
лабораторно-экспериментальных работ,
Г.М. Гайдарову,
В.А. Зейгарнику,
В.М. Зайченко,
О.С. Попелю
за
конструктивное
обсуждение результатов исследований.
Авторы всегда с большой теплотой будут хранить память о недавно
ушедшем из жизни академике В.Е. Фортове за его усилия по сохранению 
и развитию Института проблем геотермии и дальнейшему
его вхождению в состав Объединенного института высоких температур 
РАН, за поддержку и внимание, оказанные в ходе выполнения 
проектов, и ценные замечания, высказанные при редактировании
рукописи.
Г л а в а 1

ГИДРОГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

ВОСТОЧНО-ПРЕДКАВКАЗСКОГО

АРТЕЗИАНСКОГО БАССЕЙНА

Основные ресурсы геотермальных вод сосредоточены в трех крупных 
регионах России — Западно-Сибирском, Предкавказском и Дальневосточном (
в области развития современного вулканизма — Камчатка 
и Курильские острова). В этих же регионах сконцентрировано
практически и все геотермальное производство России [1, 2].
Предкавказье является наиболее перспективным регионом для
освоения низкопотенциальных геотермальных ресурсов, как наиболее
густонаселенный регион, в котором имеется значительное количество
потенциальных потребителей тепловой энергии.
В гидрогеологическом отношении территория Предкавказья представляет 
собой сложно построенную пластовую водонапорную систему, 
включающую два крупных артезианских бассейна платформенного
типа: Азово-Кубанский и Восточно-Предкавказский, а также разделяющее 
их Ставропольское поднятие, западный и восточный склоны которого 
являются областями питания указанных бассейнов. В административном 
отношении на данной территории представлены Краснодарский 
и Ставропольский края, Адыгейская, Дагестанская, Чеченская,
Ингушская, Кабардино-Балкарская, Северо-Осетинская и Карачаево-
Черкесская республики.
Восточно-Предкавказский артезианский бассейн (ВПАБ) площадью
более 200 тыс. км2 включает ряд гидрогеологических структур второго,
третьего и четвертого порядков, наиболее значительными из которых
являются Терско-Кумский, Терско-Каспийский и Кумо-Маничский артезианские 
бассейны.
ВПАБ
изучен
наиболее
детально
по
данным
бурения
более
10 000
газонефтяных,
геотермальных
и
артезианских
скважин.
Гидрогеологические и геотермические исследования на территории
бассейна проводились Всероссийским институтом гидрогеологии и инженерной 
геологии (ВСЕГИНГЕО), Институтом проблем геотермии
и возобновляемой энергетики — филиалом Объединенного инсти-
Гл. 1. Гидрогеотермальные ресурсы ВПАБ
13

тута высоких температур РАН (ИПГВЭ ОИВТ РАН), Северо-Кавказским 
территориальным геологическим управлением (ПГО «Севкав-
геология»), ОАО «Геотермнефтегаз» и другими организациями.
ВПАБ представляет собой огромную чашу, заполненную мезо-
зойско-кайнозойской осадочной
толщей мощностью от
10–12
км
в Терско-Каспийском прогибе до 1,5–2,8 км на Ставропольском своде
и до 1,2–2,0 км в пределах кряжа Карпинского, который считается
северной
границей
этого
многоярусного
артезианского
бассейна.
На большей части бассейна в его вертикальном разрезе выделяются
три
гидрогеотермических
яруса,
изолированные
друг
от
друга
мощными водонепроницаемыми толщами сарматских и майкопских
глин: плиоценовый, миоценовый и мезозойский [3]. В этих ярусах
соответственно
залегают
низко-,
средне-
и
высокотемпературные
гидрогеотермальные ресурсы. В табл. 1.1 приведены области предпочтительного 
использования ресурсов.

Т а б л и ц а 1.1. Области использования гидрогеотермальных ресурсов ВПАБ

Низкотемпературные
(20–60 ◦С)
(низкопотенциальные)

Среднетемпературные
(61–100 ◦С)
(среднепотенциальные)

Высокотемпературные
(101–220 ◦С)
(высокопотенциальные)

Низкотемпературное
теплоснабжение

Теплоснабжение
Теплоснабжение

Теплонасосное
теплоснабжение

Выработка
электроэнергии
на бинарных ГеоЭС

Выработка
электроэнергии
на бинарных ГеоЭС

Горячее
водоснабжение

Выработка
электроэнергии на
геотермально-парогазовых
энергоустановках

Извлечение растворенных
химических компонентов
(карбонат лития, пищевая
соль, карбонат кальция
и др.)

Питьевое
водоснабжение

Использование
в энергобиологических
комплексах (ЭБК)

Использование в ЭБК

Техническое
водоснабжение

Орошение агрокультур