2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University pmi-8145 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/8145 Оценка, комплексное освоение месторождений и глубокая переработка стратегически важного сырья Appraisal, integrated development of deposits and deep processing of strategically important raw materials Modeling of thermohydrodynamic and chemical processes in geothermal reservoirs Моделирование термогидродинамических и химических процессов в геотермальных резервуарах Kiryukhin A. V. Кирюхин А. В. Kiryukhin A. V. pmi@spmi.ru Камчатский государственный педагогический университет (Петропавловск-Камчатский, Россия) Kamchatka State Pedagogical University (Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia) 15 12 2005 2005 166 25 27 28 01 2005 13 02 2005 15 12 2005 © 2005 А. В. Кирюхин © 2005 A. V. Kiryukhin 2005 А. В. Кирюхин A. V. Kiryukhin Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/8145

Данные по геохимии флюидов и вторичной минерализации 14 геотермальных месторождений Камчатки (Россия) и Японии использованы для калибровки численных моделей связанных термогидродинамических и химических процессов (thermo-hydrodynamic-chemical – THC-процессы). Исследованы условия восходящей фильтрации теплоносителя для следующих случаев: однофазной фильтрации с исходной температурой 260 °C, двухфазной фильтрации (300 °C), условий «тепловой трубки» (260 °C). Показано, что в однофазном потоке в качестве основных вторичных минералов в продуктивной зоне образуются вайракит, кварц, K-полевой шпат и хлорит. В двухфазном потоке в качестве основных вторичных минералов образуются кварц, K-полевой шпат, вайракит и кальцит. В «тепловой трубке» существенного образования вторичных минералов не происходит. Образование вторичных минералов может привести к существенному снижению пористости в течение первых сотен лет и полному «запечатыванию» резервуара.

Data on fluid chemistry and rock mineralogy are evaluated for a number of geothermal fields located in the volcanic arc of Japan and Kamchatka (Russia). Common chemical characteristics are identified and used to define scenarios for detailed numerical simulations of coupled thermohydrodynamic-chemical (THC) processes. The following scenarios of upward flow of parental geothermal fluid were investigated: single-phase conditions, 260°C at the bottom, two-phase conditions 300C at the bottom, heat pipe conditions, 260°C at the bottom. According to the results of THC modeling for the single-phase upward flow scenario, the main secondary minerals in the productive zone are wairakite, quartz, K-feldspar and chlorite. THC modeling of the two-phase upward flow scenario shows quartz, K-feldspar (microcline), wairakite and calcite as the major secondary minerals in the productive zone in the model. THC modeling of heat pipe conditions shows no significant secondary mineral deposition. Secondary mineral deposition can lead to significant porosity reduction over a century time period under mass-flow conditions, and complete fracture sealing will occur within sufficient time under both single-phase and two-phase upward flow scenarios.