เนื้อหา

การสำรวจพื้นที่และขุดเจาะแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ

การขุดเจาะแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแนวทางใหม่เพื่อนำแหล่งพลังงานทดแทนมาใช้ประโยชน์ ทั้งนี้เหตุผลสำคัญของการขุดเจาะน้ำพุร้อนขึ้นมาใช้นั้น เนื่องมาจากแหล่งน้ำพุร้อนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีลักษณะทางกายภาพ เช่น ตำแหน่งที่ตั้งยากในการคมนาคมขนส่ง ระยะทางจากระบบสายส่งไฟฟ้า เป็นต้น และมีศักยภาพไม่เพียงพอในการนำมาใช้ประโยชน์อย่างแท้จริง ด้วยเหตุผลดังกล่าว การสำรวจและขุดเจาะแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพจึงเป็นอีกวิธีการหนึ่งที่มีความน่าสนใจ เพื่อนำน้ำพุร้อนมาใช้ร่วมกับเทคโนโลยีพลังงานต่าง ๆ ต่อไป โดยขั้นตอนการสำรวจและขุดเจาะน้ำพุร้อนมีดังต่อไปนี้

1. กระบวนการคัดเลือกพื้นที่

การคัดเลือกพื้นที่ที่เหมาะสมเบื้องต้นเพื่อนำมาผลิตไฟฟ้า ความเย็น หรือการอบแห้ง เป็นการพิจารณาข้อมูลในภาพรวมของแหล่งน้ำพุร้อน อาทิ เส้นทางการคมนาคม อุณหภูมิ และอัตราการไหลของน้ำร้อน รวมทั้งการพัฒนาในด้านต่าง ๆ ของบริเวณที่ตั้งแหล่งน้ำพุร้อน ว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปจากฐานข้อมูลที่มีอยู่มากน้อยเพียงใด โดยข้อมูลที่นิยมใช้ในการคัดเลือกพื้นที่ประกอบไปด้วย

1.1 สภาพทางธรณีวิทยาและโครงสร้างแนวเส้น ข้อมูลทางธรณีวิทยาและโครงสร้างของแนวเส้น คือ ข้อมูลชนิดของแหล่งน้ำพุร้อน เช่น เกิดจากการแทรกตัวของหินแกรนิต อายุของแหล่งกักเก็บพลังงานใต้เปลือกโลก ครอบคลุมพื้นที่ที่มีแร่ธาตุประเภทใดบ้าง มีแหล่งน้ำตามธรรมชาติหรือไม่ แสดงโครงสร้างแนวเส้นวางตัวของแม่น้ำที่มีลักษณะการวางตัวขนานกันต่อเนื่องเป็นแนวยาว รอบแหล่งน้ำพุร้อน

1.2 อุณหภูมิของน้ำร้อนที่ผิวดินและอัตราการไหลของน้ำพุร้อน เป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับงานวิศวกรรม เนื่องจากอุณหภูมิน้ำร้อนเป็นตัวกำหนดเทคโนโลยีที่สามารถประยุกต์ได้ และอัตราการไหลเป็นตัวบ่งชี้ถึงขนาดความสามารถของเทคโนโลยีต่าง ๆ อีกด้วย

1.3 คุณสมบัติทางเคมีเบื้องต้น เป็นข้อมูลที่ใช้ประเมินความเหมาะสมของคุณสมบัติทางเคมีเบื้องต้น เช่น ค่า pH ค่าปริมาณของแข็งที่ละลายเจือปนอยู่ในน้ำ (Total Dissolved Solid, TDS) และค่าซัลเฟต (SO42-) เป็นต้น

1.4 ลักษณะภูมิประเทศ  คือ ข้อมูลที่ตั้ง อาทิเช่น ลักษณะเป็นเชิงเขา อยู่ติดกับแม่น้ำ ความสูงจากระดับน้ำทะเล พื้นที่รอบข้าง ลักษณะความลาดเอียงไปทางทิศเหนือ ทั้งนี้ข้อมูลลักษณะภูมิประเทศจะเป็นตัวแปรสำคัญในการประกอบการตัดสินใจ เนื่องจากหากกำหนดหลุมเจาะจะเป็นการกำหนดเส้นทางคมนาคมและค่าใช้จ่ายของระบบไฟฟ้า เพื่อเชื่อมต่อกับระบบสายส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคต่อไป

1.5 เส้นทางคมนาคม  คือ ข้อมูลเส้นทางการเข้าถึงแหล่งน้ำพุร้อน เช่น ระยะทางจากตัวอำเภอเมือง ลักษณะเส้นทางบางช่วง ทั้งนี้เส้นทางคมนาคมที่ดี จะทำให้การเข้าถึงและใช้ประโยชน์น้ำพุร้อนมีมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้น้ำพุร้อนในการอบแห้ง ที่มีการขนย้ายวัตถุดิบทางการเกษตรเข้าและออกห้องอบแห้งตลอดเวลา เนื่องจากกระบวนการอบแห้งใช้ระยะเวลาในการอบไม่นาน จึงต้องขนถ่ายวัตถุดิบเข้าออกห้องอบค่อนข้างบ่อย ดังนั้นการคมนาคมขนส่งจึงเป็นเรื่องสำคัญสำหรับห้องอบแห้ง

1.6 ลักษณะพื้นที่  เช่น พื้นที่ดังกล่าวเป็นกรรมสิทธิ์ของหน่วยงานหรือเป็นของบุคคลใด มีเนื้อที่ครอบคลุมกี่ไร่ ซึ่งโดยปกติแนวรอยเลื่อนของเปลือกโลกที่มีศักยภาพการขุดเจาะน้ำพุร้อนมาใช้ประโยชน์ได้นั้น มักจะมีตำแหน่งที่ตั้งในเขตป่า เขตอุทยาน และพื้นที่สาธารณะเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นก่อนการขุดเจาะจึงควรติดต่อประสานงานกับหน่วยงานเจ้าของพื้นที่ เพื่อสอบถามถึงแนวทางการจัดการของพื้นที่บริเวณดังกล่าวเสียก่อน

1.7 พืชผลทางการเกษตร หมายถึง ประเภทพืชผลทางการเกษตรในแต่ละฤดูกาล ปริมาณผลผลิตที่ได้ ช่วงเวลาการเก็บเกี่ยว ดังตัวอย่างเช่น

ช่วงฤดูฝน      เพาะปลูก ชา ลิ้นจี่

ช่วงฤดูร้อน     เพาะปลูก ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ ถั่วเหลือง

ช่วงฤดูหนาว  เพาะปลูก มะเขือเทศ ท้อ กาแฟ

ตลอดปี         เพาะปลูก พริก

1.8 แนวทางการบริหารจัดการ สอบถามข้อมูลและแนวทางการบริหารจัดการขององค์กรบริหารในพื้นที่ เช่น เมื่อมีการสร้างโรงไฟฟ้า ห้องเย็น หรือห้องอบแห้งในพื้นที่ องค์กรบริหารส่วนท้องถิ่นมีแนวทางใช้ประโยชน์จากพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้อย่างไร หรือการบริหารให้ประชาชนได้มีส่วนร่วม ในการจัดการและใช้งานห้องเย็นหรือห้องอบแห้งได้ตลอดทั้งปีอย่างไร

                2. การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ

        จากหัวข้อที่ผ่านมาเป็นการประเมินข้อมูลจากภาพรวมต่าง ๆ เพื่อเลือกพื้นที่เป้าหมายในการดำเนินการเจาะน้ำพุร้อน สำหรับขั้นตอนต่อไป คือ การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ (Resistivity survey) ของพื้นที่ที่ทำการคัดเลือก เพื่อใช้ประกอบการกำหนดตำแหน่งหลุมเจาะ โดยข้อมูลความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะประกอบด้วย

2.1 การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะแบบแนวดิ่ง (Vertical depth sounding) ใช้วิธีการจัดวางขั้วแบบชลัมเบอร์เจอร์ (Schlumberger configuration)

2.2 การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะแบบแนวราบ (Horizontal profiling) ใช้วิธีการจัดวางขั้วแบบไดโพล-ไดโพล ที่ทำการสำรวจจำนวน 2 แนว

3. การสำรวจแมกนีโตเทลลูริก

          การสำรวจแมกนีโตเทลลูริก (Magnetictelulic, MT) เพื่อจำลองสภาพต้านทานไฟฟ้าแบบสามมิติ (3-D resistivity model) โดยการเก็บข้อมูลแมกนีโตเทลลูริกจะทำการเก็บสัญญาณในโดเมนเวลา (Time-domain signal) ของทั้งสนามแม่เหล็ก (Hx, Hy และ HZ) และสนามไฟฟ้า (Ex และ Ey) เพื่อนำมาประมวลผลเป็นข้อมูลแมกนีโตเทลลูริกในโดเมนความถี่ เพื่อใช้ในการสร้างแบบจำลองสภาพต้านทานไฟฟ้าแบบสามมิติต่อไป

4. การเจาะพัฒนาหลุมผลิตน้ำร้อน

            จากผลการศึกษาสำรวจต่าง ๆ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น สามารถนำผลดังกล่าวมาทำการคัดเลือกตำแหน่งหลุมเจาะ ซึ่งเครื่องมือและอุปกรณ์ในการขุดเจาะน้ำพุร้อนโดยทั่วไปจะประกอบด้วย รถเจาะสำรวจแบบ Top head drive เครื่องปั๊มลมขนาด 20 bar (300 psig) หัวเจาะ Down the hole hammer ก้านเจาะยาว 6 m ท่อกรุขนาด 6 in ปูนซีเมนต์แบบแห้งเร็ว และประตูน้ำ (Gate valve)

เอกสารอ้างอิง

นัฐพร ไชยญาติ. เทคโนโลยีพลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy Technology), วิทยาลัยพลังงานทดแทน, มหาวิทยาลัยแม่โจ้, สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยแม่โจ้, พิมพ์ครั้งที่ 9 ตุลาคม พ.ศ. 2561, 416 หน้า.

เอกสารอ้างอิง