Изложены результаты исследований по составлению компьютерных программ, необходимых для вычисления некоторых технологических показателей системы разработки геотермальных месторождений. Дается описание предложенных программ и инструкции по их использованию.

Рассмотрены основы теории частично заполненных диэлектриком волноводов и методики расчета элементов и устройств СВЧ на таких волноводах: плавных и ступенчатых переходов, изгибов, вращающихся сочленений, фазовращателей, поляризаторов, частотных и поляризационных фильтров, тройников, щелевых мостов, направленных ответвителей. Получены аналитические выражения для интегралов с конечными пределами интегрирования от произведений функций Бесселя первого и второго родов с разными порядками и различными сложными аргументами.

Исследования выполнены на примере систем геотермального теплоснабжения с тепловой нагрузкой 1,2 МВт; 3,6 МВт; 6 МВт. При этом рассмотрены два подхода в создании систем геотермального теплоснабжения: геотермальные системы создаются на базе специально пробуренных скважин, и геотермальные системы создаются путем подключения к действующим котельным восстанавливаемых поисково-разведочных скважин. Установлено, что проекты строительства на основе специально пробуренных скважин систем геотермального теплоснабжения тепловой мощностью свыше 3,6 МВт экономически эффективнее проектов строительства газовых котельных небольшой мощности при условии использования термальных вод с температурой 85 °C и выше. Показано, что расчетная себестоимость теплоты, вырабатываемой при подключении к существующим котельным восстановленных поисково-разведочных скважин, на 10 %...30 % ниже расчетной себестоимости теплоты, вырабатываемой газовыми котельными мощностью до 10 МВт. Рекомендовано использовать результаты выполненных технико-экономических исследований при решении вопросов финансирования проектов создания в Закарпатской области систем геотермального теплоснабжения.

Детально проаналізовано процеси утворення та функціонування геотермальної аномалії на території Криму. Запропоновано різні варіанти фізичних моделей зазначених процесів. Розроблено теплофізичні моделі та виконано дослідження процесів теплопереносу в геотермальній аномалії, одержано прогноз динаміки розвитку температурних полів. Створено модель і виконано розрахунки розподілу температури по глибині свердловини за виміряними значеннями температури на певній глибині свердловини та даними про теплопровідність і потужність пластів гірських порід, що одержані в результаті буріння. Вперше для геотермальної аномалії степового Криму запропоновано метод розрахунку температур на основі наведених глибин, що дає можливість за єдиним виміром температури в свердловині розрахувати її значення в даному місці на будь-якій глибині. З використанням розроблених методів вперше реалізовано профільні моделі температурних полів геотермальної аномалії, на базі яких одержано значення температур на заданій глибині для довільного геотермічного розрізу степового Криму. Розроблено та реалізовано планові моделі температурних полів геотермальної аномалії, що дозволяють одержати значення температур у довільній точці степового Криму на заданій глибині без буріння свердловин. Показано, що за допомогою розроблених моделей можна побудувати схематичні планові та профільні карти розподілу температурних полів геотермальної аномалії степового Криму. Вперше запропоновано теплофізичні моделі процесів теплопереносу за неізотермічної фільтрації в колекторах циркуляційних систем видобутку тепла Землі з урахуванням фізичних параметрів породних блоків,

Розглянуто геотермальні ресурси України та наведено їх нову оцінку на основі досвіду буріння та геофізичного дослідження глибоких свердловин на нафту та газ. Нові значення геотермальних ресурсів значно перевищили відомі, що розкрило широку перспективу їх освоєння найближчим часом із використанням геотермальних енергетичних установок типу "труба в трубі", які не потребують паливних ресурсів, не виробляють шкідливих викидів у навколишнє середовище та здатні забезпечити всі сфери діяльності суспільства України власною тепловою та електричною енергією у достатній кількості.

Розглянуто експериментальні дослідження забруднення (кальматації) пористих глибинних пластів, які вміщують термальні води, а також дослідження ефективності методів покращання проникності колекторів на зразках кернового матеріалу, одержаного із свердловин геотермальних родовищ Криму.

Проанализирован химический состав подземных вод термоаномальных площадей Украины. Определены химические элементы, представляющие первоочередной интерес для промышленного извлечения. Рекомендовано использовать рентгенофлюорисцентный спектральный метод определения микрокомпонентного состава подземных вод.

Розглянуто можливість перетворювання геотермальної теплоти в роботу (електроенергію) шляхом комбінування циклу Ренкіна на базі традиційного органічного чи ядерного палива та трикутного утилізаційного циклу ГеоТЕС в одній енергетичній установці. Показано термодинамічні переваги такого циклу.

Рассмотрены процессы теплообмена и фильтрации в подземном проницаемом коллекторе при закачивании в него жидкости. Оценены показатели эксплуатации геотермальной когенерационной установки, работающей на газонасыщенной термальной воде.

Проблема інтенсифікації робочих процесів під час газліфтної експлуатації геотермальних свердловин є актуальною і важливою задачею. Проаналізовано зв'язки між основними параметрами, які характеризують роботу газліфта. Одержані результати порівнено з даними, що наведені у технічній літературі. За певної глибини занурення змішувача газліфта побудовано залежності висоти підйому повітряно-водяної суміші, потужності компресора і коефіцієнта корисної дії газліфта від масової частки повітря в емульсії. Характер залежностей відповідає фізичним уявленням про процес газліфтної експлуатації геотермальних свердловин.

Представлены материалы о состоянии геотермальных ресурсов и возможности их извлечения в Украине. Рассматриваются виды классификации геотермальных ресурсов. Приведны данные геологических исследований температурных полей горных пород на глубинах от 0 до 10 км, а также данные о термальных водах и их запасах до глубины 5 км. Рассмотрены возможность использования для добычи геотермальных вод существующих скважин на нефтегазовых месторождениях. В заключении приведены данные о регионах Украины, перспективных для развития геотермальной энергетики. Мировыми лидерами в использовании геотермальной энергии являются страны, расположенные в области современного вулканизма, где теплоноситель имеет высокие параметры, доступен на поверхности Земли, расходы на сооружение геотермальных объектов минимальны, а себестоимость энергии конкурентоспособна на рынке энергоносителей. Украина к перечню этих стран не относится. Экономически выгодные высокопотенциальные ресурсы распространены в немногих регионах, к тому же, недостаточно обследованных. Низкопотенциальные ресурсы доступны практически повсеместно, но требуют либо дорогостоящего глубинного бурения, либо больших площадей под неглубокие скважины. Наиболее перспективными можно считать те регионы, в которых наблюдаются наиболее высокие температуры горных пород на доступных глубинах и имеются высокодебитные водоносные горизонты, такие, как Закарпатье, Степной Крым, Керченский полуостров. Но с учетом того, что ряд районов, в частности, Днепровско-Донецкой Впадины, слабо исследованы на предмет развития геотермального энергоснабжения, а также принимая во внимание возможности современных технологий по трансформации низкопотенциальной теплоты, перечень перспективных районов может быть значительно расширен. Имеющиеся в литературе многочисленные утверждения об огромных запасах геотермальной энергии на территории Украины, о мощности гипотетических геотермальных электростанций не всегда представляются обоснованными. Оценка геотермальных ресурсов без предварительного всестороннего изучения месторождения, пробного бурения, изучения свойств водоносных горизонтов может оказаться не точной. Поэтому говорить о возможности создания крупных геотермальных электростанций на современном этапе представляется преждевременным. Наряду с бурно развивающимся строительством солнечных и ветровых электростанций, геотермальная энергия может занять достойное место в гидротермальном теплоснабжении.

Представлены материалы о состоянии геотермальных ресурсов и возможности их извлечения в Украине. Рассматриваются виды классификации геотермальных ресурсов. Приведны данные геологических исследований температурных полей горных пород на глубинах от 0 до 10 км, а также данные о термальных водах и их запасах до глубины 5 км. Рассмотрены возможность использования для добычи геотермальных вод существующих скважин на нефтегазовых месторождениях. В заключении приведены данные о регионах Украины, перспективных для развития геотермальной энергетики. Мировыми лидерами в использовании геотермальной энергии являются страны, расположенные в области современного вулканизма, где теплоноситель имеет высокие параметры, доступен на поверхности Земли, расходы на сооружение геотермальных объектов минимальны, а себестоимость энергии конкурентоспособна на рынке энергоносителей. Украина к перечню этих стран не относится. Экономически выгодные высокопотенциальные ресурсы распространены в немногих регионах, к тому же, недостаточно обследованных. Низкопотенциальные ресурсы доступны практически повсеместно, но требуют либо дорогостоящего глубинного бурения, либо больших площадей под неглубокие скважины. Наиболее перспективными можно считать те регионы, в которых наблюдаются наиболее высокие температуры горных пород на доступных глубинах и имеются высокодебитные водоносные горизонты, такие, как Закарпатье, Степной Крым, Керченский полуостров. Но с учетом того, что ряд районов, в частности, Днепровско-Донецкой Впадины, слабо исследованы на предмет развития геотермального энергоснабжения, а также принимая во внимание возможности современных технологий по трансформации низкопотенциальной теплоты, перечень перспективных районов может быть значительно расширен. Имеющиеся в литературе многочисленные утверждения об огромных запасах геотермальной энергии на территории Украины, о мощности гипотетических геотермальных электростанций не всегда представляются обоснованными. Оценка геотермальных ресурсов без предварительного всестороннего изучения месторождения, пробного бурения, изучения свойств водоносных горизонтов может оказаться не точной. Поэтому говорить о возможности создания крупных геотермальных электростанций на современном этапе представляется преждевременным. Наряду с бурно развивающимся строительством солнечных и ветровых электростанций, геотермальная энергия может занять достойное место в гидротермальном теплоснабжении.

На основі матеріалів "Державного інформаційного геологічного фонду України" створено базу даних геотермальних об'єктів, в яку увійшло 655 об'єкта, які охоплюють 12 адміністративних областей України і близько 54 % існуючих родовищ вуглеводнів. Основними геотермічними і гідрогеологічними характеристиками об'єктів бази даних є: глибина залягання, літологія і склад порід, геологічний вік порід, товщина продуктивного горизонту, пластова температура і пластовий тиск, дебіт свердловини, зниження рівня води у водоносному горизонті під час випробування, мінералізація, газовий склад і вміст природного газу у підземних водах. Аналіз гідрогеологічних і геотермічних характеристик геотермальних об'єктів виконано на основі структурно-гідрогеологічного принципу, тобто усі об'єкти розглядались стосовно крупних гідрогеологічних структур з єдиними регіональними межами і умовами формування родовищ підземних вод. Проаналізовано чотири гідрогеологічні структури: Закарпатський внутрішній прогин, Прикарпатський передгірний прогини, Дніпровсько-Донецький артезіанський басейн та Причорноморський артезіанський басейн. Для кожної структури побудовано діаграми розподілу пластових температур, глибин залягання і мінералізації підземних вод в геотермальних об'єктах бази даних. Аналіз показав, що умови формування геотермальних родовищ в першу чергу залежать від теплового фону земних надр, але на процеси формування родовищ дуже істотний вплив має глибина залягання кристалічного фундаменту, розташування областей живлення і розвантаження термоводоносних горизонтів, глибина сучасного водообміну, літологічний склад водовмісних порід. Створена база даних геотермальних об'єктів України може бути використана під час вибору першочергових проектів освоєння геотермальних ресурсів, а також для стратегічного планування геотермальної галузі в цілому.

Методом експертного оцінювання виконано аналіз пріоритетності параметрів геотермальних об'єктів для визначення можливості і перспективності їх використання з метою енергопостачання. Під геотермальним об'єктом розуміється умовна свердловина, на базі якої можливе створення системи геотермального енергопостачання з урахуванням наявності потенційного споживача. Для експертного оцінювання була розроблена опитувальна анкета і обрана репрезентативна група експертів в кількості 12 чоловік. Середній коефіцієнт компетентності експертів склав 8 балів за десятибальною шкалою. Розглянуто параметри двох категорій: перші пов'язані з наявністю геотермального ресурсу, другі - з умовами транспортування і особливостями потенційних споживачів енергії. Всього в опитуванні аналізувалося 30 параметрів. Для кожного параметра встановлювалися вагові коефіцієнти. Результати опитування були оброблені шляхом знаходження середньої арифметичної, середньо зваженої і медіани оцінки. Ступінь узгодженості думок експертів по кожному параметру визначався методом знаходження коефіцієнта варіації, а для всього експертного оцінювання - коефіцієнта конкордації Кенделла. Розрахунки показали, що узгодженість оцінок експертів достатня для прийняття рішення про перелік пріоритетних параметрів і їх вагових коефіцієнтів. Отримані результати можуть бути використані при створенні електронних баз даних геотермальних об'єктів і під час розробці методики вибору перспективних свердловин для першочергового освоєння геотермальних ресурсів.