مطالعات حرارت‌سنجی در منطقۀ زمین‌گرمایی محلات با استفاده از چاه‌های گرادیان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیئت علمی گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، پژوهشکدۀ انرژی و محیط زیست، پژوهشگاه نیرو

10.22059/ses.2024.382548.1096

چکیده

هدف از انجام این مطالعه، تعیین شیب حرارتی و نحوۀ توزیع دما در بخش‌های زیرسطحی میدان زمین‌گرمایی حرارت پایین محلات، در نواحی مرکزی ایران است. به منظور انجام مطالعات حرارت‌سنجی، 7 چاه گرادیان (گمانۀ اکتشافی) با اعماق مختلف (بین 30 تا 110 متر) در منطقه حفاری شده است. تعیین موقعیت مناسب برای نقاط حفاری گمانه‌ها، بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات زمین‌شناسی و ژئوفیزیکی انجام‌شده در منطقه به دست آمده است. مطالعات حرارت‌سنجی، از طریق برداشت دما در اعماق مختلف 7 گمانۀ حفر‌شده صورت گرفته است. مجموع طول گمانه‌های حفر‌شده 550 متر است و امکان اندازه‌گیری حرارت با استفاده از دماسنج‌های مخصوصی در طول گمانه‌ها فراهم شده است. به منظور برداشت داده‌های واقعی، شرایط پایداری در گمانه‌ها پس از حفاری لحاظ شده و داده‌های برداشت‌شده دوباره راستی‌آزمایی شده‌اند. در این مطالعه میزان شیب حرارتی اندازه‌گیری‌شده در مناطق مختلف منطقۀ زمین‌گرمایی محلات از 71، تا 5/107 درجۀ سانتی‌گراد به ازای هر کیلومتر محاسبه شده است. نقشه‌های حرارتی منطقه با استفاده از روش گرادیان زمین‌گرمایی برای تشخیص محل ناهنجاری حرارتی، در افق اعماق 30 و 50 متری تهیه شده و زون صعود سیال مشخص شده است. با تلفیق نتایج به‌دست‌آمده از حرارت‌سنجی منطقه و سایر اطلاعات موجود، نقش گسل‌های در انتقال سیال مشخص شده و عمق تقریبی مخزن نیز برآورد شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Thermal Surveying of Mahallat Geothermal Region by Using Gradient Wells

نویسنده [English]

  • Davar Ebrahimi
Assistant Professor, Renewable Energy Department, Energy and Environment Research Center, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran
چکیده [English]

The main purpose of this study is to determine the thermal gradient and subsurface temperature distribution in the Mahallat low-temperature geothermal field in central of Iran. the study involves analyzing gradient well data and conducting Thermal surveys by drilling 7 gradient wells with depth ranging from 30 to 110 meters. Geological and geophysical studies, including gravity methods, were used to identify suitable drilling locations. Temperature measurements were taken along the drilled boreholes using special thermometers after drilling and stabilizing the wells. The geothermal gradient was calculated using the geothermal gradient method, and thermal maps for depths of 30 and 50 meters were prepared. In the Mahallat geothermal region, calculated thermal gradients range from 71 to 107.5 °C/km in different areas. The locations of thermal anomalies have been detected on the subsurface temperature distribution maps. The study reveals a correlation between geothermal surface manifestations and thermal anomalies in this geothermal prospect.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gradient Well
  • Thermal Surveying
  • Geothermal
  • Mahallat Geothermal Region

مراجع

‌[1] Yousefi H, Ehara S, Noorollahi Y. Geothermal potential site selection using GIS in Iran. In: Thirty-Second Workshop on Geothermal Reservoir Engineering; 2007. SGP-TR-183.
[2] Noorollahi Y, Jamaledini MR, Ghazban F. Geothermal Potential Areas in Iran. Tehran: Renewable Energy Organization of Iran (SUNA); 1998. 175 p.
[3] Ebrahimi D, Nouraliee J, Dashti A. Inspecting geothermal prospects in an integrated approach within the West Azarbaijan Province of Iran. Geothermics. 2019;81:184-196. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2018.09.007.
[4] Ebrahimi D, Nouraliee J, Dashti A. Assessing the geothermal potential of the Shahin Dezh Region, based on the geological, geochemical and geophysical evidence. J Afr Earth Sci. 2019;156:55-65. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2019.02.005.
[5] Nouraliee J, Ebrahimi D, Dashti A, et al. Appraising Mahallat Geothermal Region using thermal surveying data accompanied by the geological, geochemical and gravity analyses. Sci Rep. 2021;11:12190. https://doi.org/10.1038/s41598-021-90866-4.
[6] Saemundsson K. Geology and gradient wells. Presented at: Short Course II on Surface Exploration for Geothermal Resources; 2007; Lake Naivasha, Kenya.
[7] Corrado G, Lorenzo SD, Mongelli F, Tramacere A, Zito G. Surface heat flow density at the Phlegrean Fields caldera (Southern Italy). Geothermics. 1998;27(4):497-510. https://doi.org/10.1016/S0375-6505(98)00023-6.
[8] Saemundsson K. Geology and gradient wells. Presented at: Short Course VIII on Exploration for Geothermal Resources; 2013; Lake Bogoria and Lake Naivasha, Kenya.
[9] Ebrahimi D. Structural mapping and subsurface geology compared with thermal gradient and the geothermal system in Mödruvellir, Hvalfjörður, SW Iceland. Geothermal Training in Iceland, UNU-GTP. 2015;(24):147-165.
[10] Moghaddam MM, Mirzaei S, Nouraliee J, Porkhial S. Integrated magnetic and gravity surveys for geothermal exploration in Central Iran. Arab J Geosci. 2016;9:506.
[11] Nouraliee J, Porkhial S, Mohammadzadeh-Moghaddam M, Mirzaei S, Ebrahimi D, Rahmani MR. Investigation of density contrasts and geologic structures of hot springs in the Markazi Province of Iran using the gravity method. Russ Geol Geophys. 2015;56(12):1791-1800.
[12] Oskooi B, Darijani M. 2D inversion of the magnetotelluric data from Mahallat geothermal field in Iran using finite element approach. Arab J Geosci. 2014;7(7):2749-2759.
[13] Forrest J, Marcucci E, Scott P. Geothermal gradients and subsurface temperature in the northern Gulf of Mexico. GCAGS Trans. 2007;55:233-248.
[14] Henley RW, Ellis AJ. Geothermal systems ancient and modern: a geochemical review. Earth Sci Rev. 1983;19(1):1-50. https://doi.org/10.1016/0012-8252(83)90075-2.
[15] Giggenbach WF. Chemical techniques in geothermal exploration. Application of Geochemistry in Resources Development. 1991:119-144.
[16] Eley M, Nicholson K. Chemistry and adsorption-desorption properties of manganese oxides deposited in Forehill Water Treatment Plant, Grampian. Scotland. Environ Geochem Health. 1993;15(1):27-34. https://doi.org/10.1007/BF02627826.
[17] Giggenbach WF. Geothermal solute equilibria. Derivation of Na–K–Mg–Ca geoindicators. Geochim Cosmochim Acta. 1988;52(12):2749-2765. https://doi.org/10.1016/0016-7037(88)90143-3.
[18] Miller CA, Williams-Jones G. Internal structure and volcanic hazard potential of Mt Tongariro, New Zealand, from 3D gravity and magnetic models. J Volcanol Geotherm Res. 2016;324:163-178. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.03.012.
[19] Caratori Tontini F, et al. Interpretation of gravity and magnetic anomalies at Lake Rotomahana: Geological and hydrothermal implications. J Volcanol Geotherm Res. 2015;305:57-72. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.07.002.
[20] Allen PA, Allen JR. Basin Analysis. Science (New York, N.Y.). 2013.
[21] Jaupart C, Labrosse S, Mareschal JC. Temperatures, heat and energy in the mantle of the Earth. Treatise on Geophysics. 2007;7:253-303. https://doi.org/10.1016/B978-044452748-6.00114-0.
[22] Pollack HN, Hurter SJ, Johnson JR. Heat flow from the Earth’s interior: Analysis of the global data set. Rev Geophys. 1993;31(3):267-280. https://doi.org/10.1029/93RG01249.
[23] Sclater JG, Jaupart C, Galson D. The heat flow through oceanic and continental crust and the heat loss of the Earth. Rev Geophys. 1980;18(1):269-311. https://doi.org/10.1029/RG018i001p00269.
[24] Nouraliee J, Ebrahimi D. Exploration methods for recognizing blind geothermal resources. Journal of Sustainable Energy Systems. 2022;1(3):283-94. doi:10.22059/ses.2023.354016.1023.
[25] Seyedrahimi-Niaraq M, Ardejani FD, Noorollahi Y, Nasrabadi SJ, Hekmatnejad A. An unsaturated three-dimensional model of fluid flow and heat transfer in NW Sabalan geothermal reservoir. Geothermics. 2021;77:1-19. doi:10.1016/j.geothermics.2020.101966.
[26] Seyedrahimi-Niaraq M, Bina SM, Itoi R. Numerical and thermodynamic modeling for estimating production capacity of NW Sabalan geothermal field, Iran. Geothermics. 2021;90:1-21. doi:10.1016/j.geothermics.2020.101981.
فصلنامه سیستم های انرژی پایدار
دوره 3، شماره 4
مهر 1403
صفحه 443-458

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار