CHƯƠNG 4: TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG NGUỒN TÀI NGUYÊN ĐỊA NHIỆT HƯNG HÀ – QUỲNH PHỤ
4.2 Ước tính tiềm năng năng lượng nguồn địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ
4.2.1 Khối lượng nước nóng ở tầng chứa nước tuổi Pleistocen
Các mẫu nước nóng đều lấy từ các giếng khoan nước sinh hoạt của người dân có độ sâu 60 – 75m và trong đó có 2 giếng khoan khai thác nước nóng để làm nước uống cao cấp có độ sâu 100 m. Trong quá trình lấy mẫu nước đều đo nhiệt độ, kết quả đo cho tổng số hơn 80 điểm khảo sát từ khu vực trung tâm nơi có nhiệt độ cao nhất cho đến các vùng ven rìa, nơi có nhiệt độ bình thường ở các giếng khai thác nước ngầm của người dân (Hình 1.7). Nhiệt độ đo được từ các giếng khoan này đã cho phép lập được bản đồ đẳng nhiệt ở tầng chứa nước Pleistocen của vùng địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ và Phủ Cừ (Hình 4.1). Từ bản đồ này có thể phát triển thành bản đồ tiềm năng năng lượng tầng chứa nước Pleistocen của trường địa nhiệt Hưng Hà - Quỳnh Phụ và Phủ Cừ (Hình 4.2).
Với nhiệt độ khoảng 300C - 500C, các giếng khoan này xuất hiện trong một khu vực rộng khoảng 25 km2. Theo kết quả so sánh địa tầng, bề dày của
tầng Pleistocen ở Hưng Hà – Quỳnh Phụ, nơi chứa lượng nước nóng này có thể đạt đến 90 m nhưng NCS chỉ chọn khoảng 50m – nghĩa là bề dầy tương đương với bề dầy của tầng Pleistocen ở vị trí giếng khoan GK.15 nằm đối xứng với
116
trung tâm trường địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ qua GK.16 nơi có bề dầy tầng Pleistocen là 92 m (tầng chứa nước Pleistocen). Độ rỗng của trầm tích tầng
chứa nước Pleistocen được tính là khoảng 30% (Kết quả phân tích độ rỗng từ các mẫu lõi khoan trong tầng chứa nước qp vùng ĐBSH, Bảng 4.1), tính ra thể tích khối nước nóng vào khoảng 375,000,000 m3. Nước nóng này có khả năng cung cấp cho nhu cầu sử dụng trực tiếp được gần như là mãi mãi nếu mức độ
khai thác hợp lý phù hợp với lượng nước nóng bù đắp từ dưới sâu. Hiện tại chưa thể tính được lưu lượng nước nóng chảy ra ở tầng chứa nước Pleistocen là bao nhiêu.
Phần ước tính chi tiết trong tính toán về lượng năng lượng mà nguồn địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ có thể cho phép khai thác được thể hiện ở các mục tiếp theo.
Bảng 4.1: Kết quả phân tích độ rỗng của đá thuộc tầng Pleistocen tại một
số giếng khoan gần vùng nghiên cứu
Stt Lỗ
khoan Vị trí lỗ khoan Độ sâu (m)
Độ rỗng
(n=%) 1 GK15 Đông Động, Đông Hưng, Thái Bình 30,0 – 30,32 21,1 2 GK14 Đông Á, Đông Hưng, Thái Bình 6,0 - 6,8 36,3 3 GK10 Tây Lương, Tiền Hải, Thái Bình 25,0 - 26,0 39,7 4 GK08 Nam Phú, Tiền Hải, Thái Bình 59,0 - 59,72 37,7 5 GK03 Giao Thiện, Giao Thủy, Nam Định 95,0 - 95,32 22,5
117
Hình 4.1: Bản đồ đẳng nhiệt tầng chứa nước Pleistocen trường địa nhiệt
Hưng Hà - Quỳnh Phụ và Phủ Cừ, tỷ lệ: 1/25.000.
Phủ Cừ
Quỳnh Phụ
Hưng Hà
118
Hình 4.2: Tiềm năng địa nhiệt tầng chứa nước Pleistocen trường địa nhiệt
Hưng Hà - Quỳnh Phụ và Phủ Cừ, tỷ lệ: 1/25.000.
4.2.2 Ước tính năng lượng nhiệt của khối nước nóng ở bồn địa nhiệt thứ sinh trong tầng chứa nước Pleistocen.
Theo Muffler, P. và Cataldi, R. (1978), năng lượng nhiệt tự nhiên tỏa ra không khí của các nguồn địa nhiệt được tính theo nhiệt độ và lưu lượng của nguồn lộ trên mặt đất được tính theo công thức đơn giản sau:
P = Q . (T - T0) x 4.200 J/kg.K
Phủ Cừ
Quỳnh Phụ
Hưng Hà
119
Trong đó : P - Nhiệt năng tính bằng KJ/s Q - Lưu lượng tự nhiên của nguồn lộ nước nóng (l/s) T - Nhiệt độ trên mặt của nguồn lộ nước nóng (0C)
T0- Nhiệt độ của nước không khí (T0= 250C.) Tuy nhiên, đối với nguồn địa nhiệt Hưng Hà – Quỳnh Phụ, nước địa nhiệt
thoát ra từ đứt gãy Vĩnh Ninh ở tầng chứa nước Pleistocen và được lưu giữ lại ở tầng chứa nước này mà không thoát ra ngoài không khí, bởi vậy không thể xác định được lưu lượng để có thể áp dụng công thức trên để tính lượng nhiệt năng mà có thể dự đoán lượng nhiệt có thể khai thác được nếu khai thác hết
khối lượng nước nóng trong tầng chứa nước này, gọi là “Bồn địa nhiệt thứ sinh”.
Theo ước tính bề dầy tầng chứa nước Pleistocen của khu vực có nước nóng ở Hưng Hà – Quỳnh Phụ là khoảng 50 m, với diện tích khoảng 25 km2 như vừa phân tích ở mục trên, độ rỗng của lớp đất đá được tham khảo từ độ rỗng của đất đá ở khu vực lân cận qua phân tích các mẫu lõi khoan (Bảng 4.1) là 30%, thể tích của khối nước nóng có nhiệt độ từ 30 đến 500C sẽ là 25km2 x 30% x 50m = 375 triệu m3. Nhiệt độ trung bình của khối nước này là 420C.
Theo công thức tính nhiệt lượng:
Q = m . c . ∆t Trong đó: Q là nhiệt lượng (J);
m là khối lượng của vật (kg) = 375.000.000.000 kg;
∆t là độ tăng nhiệt của vật (0C hoặc K) = 400C-300C = 100C;
c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K) = 4.200 J/kg.K.
Lượng nhiệt có thể khai thác được từ khối nước nóng này là: 375 tỷ kg
x (400C-300C) x 4.200 J/kg.K = 1,6 x 107 Gigajun (GJ).
Vì đây là nước địa nhiệt, nguồn nước được cung cấp tự nhiên liên tục từ dưới sâu đi lên theo đứt gãy Vĩnh Ninh, để đảm bảo mực nước nóng ổn định
120
trong tầng Pleistocen nên khai thác với lưu lượng hợp lý ngang với lưu lượng dòng nước nóng từ dưới sâu đi lên tầng chứa nước Pleistocen hay bồn địa nhiệt thứ sinh thì có thể khai thác đều đặn trong thời gian lâu dài.