Оптимальное расположение геотермальных скважин снижает сейсмичность

Оптимальное расположение скважин при строительстве геотермальных систем для извлечения тепла из подземных резервуаров с горячей водой может значительно снизить сейсмичность. К такому выводу пришли учёные из Технологического института Карлсруэ (KIT) в ходе исследований наведённой сейсмичности — толчков, вызванных деятельностью человека. На основе изменений порового давления и механических напряжений в горной породе исследователи смоделировали изменения в поле напряжений в результате закачки и извлечения флюидов. Результаты опубликованы в журнале ERDÖL ERDGAS KOHLE.

Закачка или извлечение жидкостей и газов в недрах, например, на геотермальных объектах, при захоронении сточных вод, хранении CO₂ или добыче природного газа, могут вызывать заметные толчки. Эти землетрясения, вызванные человеческой деятельностью, основаны на механических принципах: процессы изменяют поровое давление и, следовательно, напряжённое состояние породы. В результате естественные разрывные поверхности в недрах могут смещаться относительно друг друга, подобно небольшому природному землетрясению.

Основываясь на этой пороупругой связи, доктор Биргит Мюллер и профессор Франк Шиллинг из Института прикладных наук о Земле KIT совместно с коллегами из GFZ в Потсдаме изучили сейсмичность, вызванную закачкой и отбором. «Для нарушений в недрах, таких как поверхности разломов, можно рассчитать, приведёт ли геоинженерная деятельность к наведённой сейсмичности. Из этого можно вывести рекомендации по расположению скважин и режиму эксплуатации, чтобы снизить риск», — резюмирует доктор Биргит Мюллер.

Выводы особенно важны для гидротермальных систем, использующих глубинное геотермальное тепло из циркулирующей в пласте горячей воды. «Наши результаты моделирования показывают, что вероятность и масштабы наведённой сейсмичности в гидротермальных системах можно значительно снизить за счёт активного управления поровым давлением в резервуаре и оптимального расположения скважин относительно ориентации тектонических напряжений», — отмечает доктор Мюллер.