Улучшение управления рисками для геотермальных систем

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) считаются перспективным источником чистой энергии, обеспечивающим устойчивую базовую нагрузку для тепла и электричества, и являются ключевой развивающейся технологией в долгосрочном переходе к будущему без ископаемого топлива. Однако создание геотермального резервуара требует форсированного формирования путей для флюида в глубоких недрах путём закачки больших объёмов воды под высоким давлением. Индуцированная сейсмичность — неизбежный, но плохо изученный побочный продукт этой технологии, который уже вызывал серьёзную общественную озабоченность, приводил к закрытию нескольких проектов EGS и сдерживает развитие технологии. Управление этим риском критически важно для дальнейшей эксплуатации EGS, особенно в городских условиях.

В новом исследовании, опубликованном в Science Advances, международная команда учёных сообщает об успешной попытке контролировать индуцированную сейсмичность во время самой глубокой в истории гидроразрывной стимуляции геотермальной скважины в Хельсинки, Финляндия. Безопасная стратегия стимуляции была разработана и успешно применена, что позволило избежать индуцированного землетрясения магнитудой больше 2,0 — предела, установленного местными властями для продолжения проекта St1 Deep Heat Oy. Ключевым элементом стала система сейсмического мониторинга в режиме, близком к реальному времени, данные с которой использовались для оперативной обратной связи с инженерами.

Эта система, работающая по принципу «светофора», позволяла давать рекомендации по корректировке скорости закачки и давления. «Обратная связь в режиме, близком к реальному времени, стала ключом к успеху, — говорит профессор Георг Дрезен. — Она позволила углубить понимание сейсмического отклика резервуара и высвобождения гидравлической энергии на глубине, обеспечивая при этом оперативность технического реагирования на рост сейсмической активности». Это позволило немедленно корректировать обработку пласта, регулируя параметры закачки и длительность пауз в ходе многомесячного эксперимента.

«Хотя количественные результаты, успешно применённые здесь для избегания более крупных сейсмических событий, не могут быть напрямую перенесены в другие тектонические условия, разработанная нами методология и концепция могут быть полезны для других проектов EGS с целью ограничения сейсмического риска», — отмечает ведущий автор Гжегож Квятек. Проект St1 Deep Heat Oy теперь одобрен для дальнейшего развития, и после завершения бурения второй скважины перейдёт к созданию полнофункциональной геотермальной станции для локального теплоснабжения.