Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) считаются многообещающим источником экологически чистой энергии, обеспечивающим устойчивую базовую нагрузку по теплу и электричеству и являющейся новой ключевой технологией в долгосрочном переходе к будущему без ископаемого топлива. Однако разработка геотермального резервуара требует принудительного создания каналов для жидкости глубоко под землей путем закачки большого количества воды под высоким давлением. Наведенная сейсмичность является неизбежным и хорошо известным, но плохо изученным побочным продуктом этой технологии и вызвала серьезную общественную обеспокоенность и скептицизм, что в прошлом привело к закрытию нескольких проектов EGS. Таким образом, управление риском индуцированной сейсмичности имеет решающее значение для разработки и дальнейшего использования технологии EGS для обеспечения готового к рынку электроснабжения и теплоснабжения в городских условиях.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, группа ученых сообщает об успешной попытке контролировать индуцированную сейсмичность во время самого глубокого гидравлического воздействия на геотермальную скважину в Хельсинки, Финляндия. Совместными усилиями группы международных исследователей из коммерческих компаний, академических институтов и университетов была разработана и успешно применена безопасная стратегия стимуляции, предотвращающая возникновение вызванного остановкой проекта землетрясения с магнитудой более 2 баллов, предел, установленный местными властями. властям для безопасного продолжения энергетического проекта St1 Deep Heat Oy.«Обработка сейсмических данных, полученных в режиме, близком к реальному времени, из специально установленной сети скважинных и наземных сейсмоприемников, внесла решающий вклад в безопасную работу по стимуляции», - говорит ведущий автор Гжегож Квиатек, ученый из GFZ Potsdam.
В рамках проекта система типа светофора, включающая сейсмический мониторинг в режиме, близком к реальному времени, позволила получить активную обратную связь и рекомендации инженерам по интенсификации притока в отношении того, как регулировать скорость закачки и давление при закачке. Профессор Георг Дрезен, глава группы геомеханики в GFZ, заявляет: «Эта обратная связь в режиме, близком к реальному времени, была ключом к успеху и позволила углубить понимание сейсмического отклика резервуара и выделения гидравлической энергии на глубине, обеспечив при этом оперативность в техническое реагирование на усиление сейсмической активности». Это позволило немедленно скорректировать обработку пласта за счет уменьшения скорости закачки и продолжительности периодов покоя, которые применялись в ходе многомесячного эксперимента, и обеспечило успешный контроль максимальной наблюдаемой магнитуды индуцированных сейсмических событий.
Хотя количественные результаты, успешно примененные здесь для предотвращения более крупных сейсмических событий, нельзя напрямую перенести на другие тектонические условия, методология и концепция, которые мы разработали в нашем исследовании, могут быть полезны для других проектов EGS для ограничения сейсмического риска и получения специальные стратегии стимуляции», - говорит Гжегож Квиатек. Энергетический проект St1 Deep Heat Oy в настоящее время одобрен для дальнейшего продвижения, и после завершения второй скважины перейдет к реализации полнофункциональной геотермальной электростанции для локального теплоснабжения.