Svetová literatúra obsahuje viac príkladov, ktoré súčasne uznávajú viac minerálnych rovnováh a tie môžu byť použité pre odhad teploty tekutín v rezervoári [1,2,3]. Základný koncepčný model zachytáva kľúčové chemické a fyzikálne vlastnosti spoločné pre väčšinu geotermálnych systémov. V koncepčnom modeli, sú tekutiny hlboko v rezervoári zohrievané na teplotu rezervoára a reagujú s rezervoárom minerálnej asociácie. Rovnováha je predpokladaná, pretože rýchlosti rekcií sú očakávané pomerne rýchlo v týchto zvýšených teplotách. Tieto geotermálne vody potom stúpajú pozdĺž zlomu, poklesom tlaku a časť vody sa oddeľuje od parnej fázy. Tento proces tiež znižuje teplotu tekutiny, hoci celkový kombinovaný tepelný obsah tekutín zostáva konštantný a vzhľadom na skryté teplo sa vyparí. Výsledný dvojfázový systém sústreďuje neprchavé zložky v kvapalnej fáze a časti prchavých zložiek ako CO2, CH4, H2, a H2S do plynnej fázy.
Blízko povrchu geotermálneho systému následne unikajú prchavé zložky do atmosféry alebo sa miešajú s plytkou podzemnou vodou. Tieto chladnejšie vody, sú typickými vzorkami počas geotermálneho prieskumu a potom sú analyzované ich hmotnosti alebo izotopové zloženie. Metodika zahŕňa výpočet indexov nasýtenia v blízkosti povrchu zo vzorky vody ako funkciu teploty.
Teplota v rezervoári môže byť potom definovaná ako teplota pri ktorej je pravdepodobné, že viac minerálnych druhov bude prítomných v systéme, ktorý je v rovnováhe so zložením roztoku [1].
Geochemické modely môžu poskytnúť indexy nasýtenia pre stovky minerálnych fáz vďaka grafickému aj číselnému odhadu rezervoára.
Pre odhad rezervoárovej teploty, bolo použité optimalizačné priblíženie skôr než grafické. Cieľová funkcia je definovaná ako minimalizácia celkového indexu nasýtenia ( Total Saturation Index - TSI):
TSI = ∑ (SIi / wti) 2;
SIi = log (Qi / Ki) pre i rovnovážny minerál
wti = hmotnostný faktor založený na počte termodynamických zložiek a počte času každej zložky zobrazenej v i minerálnej rozpustenej reakcii.
Celkový rovnovážny stav nastáva v bode, kedy TSI = 0. Pre skutočné vzorky vody, TSI hodnota by mala byť väčšia ako nula. Hmotnostný faktor zaisťuje, že každý minerál, ktorý prispieva k rovnovážnemu stavu je považovaný rovnako [4].
[1] Bethke, C.M. 2008: Geochemical and Biogeochemical Reaction Modeling. Cambridge University Press, 2nd Ed., New York, USA, 543 s.
[2] Reed, M.H. a Spycher, N.F. 1984: Calculation of pH and mineral equilibria in hydrothermal waters with application to geothermometry and studies of boiling and dilution. Geochim. Cosmochim. Acta 48, 1479 - 1492 s.
[3] Spycher, N.F., Sonnenthal, E., Kennedy, B.M. 2011: Integrating Multicomponent Chemical Geothermometry with Parameter Estimation Computations for Geothermal Exploration. GRC Transactions, 35, 663 - 666 s.
[4] Cooper, C.D, Palmer, D.C., Smith, W.R., MCLing, L.T. 2013: Multicomponent equlibrium models for testing geothermometry approaches. Proceedings, Thirty-Eighth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford, California.