Optimeret placering af geotermiske boringer reducerer seismicitet

Ved konstruktion af geotermiske systemer til udvinding af varme fra underjordiske varmtvandsreservoirer, optimal placering af boringerne kan reducere seismiciteten betydeligt. Dette er resultatet af inducerede seismicitetsundersøgelser udført af forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Fremkaldt seismicitet betyder stød forårsaget af menneskelige aktiviteter. Baseret på ændringen af ​​vandtrykket i bjerget (poretrykket) og de mekaniske spændinger i bjerget, forskerne modellerede ændringer i stressfeltet som følge af injektion og ekstraktion af væsker, f.eks. gasser eller væsker. Dette er rapporteret i journalen ERDÖL ERDGAS KOHLE .

Indsprøjtning af væsker i undergrunden f.eks. ved geotermiske anlæg, ved indsprøjtning af spildevand, eller til geologisk lagring af kuldioxid samt fjernelse af væsker til f.eks. naturgasproduktion kan forårsage mærkbare rystelser. Disse jordskælv forårsaget af menneskelige aktiviteter (induceret seismicitet) er baseret på mekaniske principper:Både injektion og ekstraktion ændrer poretrykket, dvs. vandtrykket, og, derfor, stresstilstanden i klippen. Som resultat, naturlige brudflader i undergrunden kan forskydes i forhold til hinanden, ligner et lille naturligt jordskælv.

Baseret på denne porelastiske kobling af poretryk og stress, Dr. Birgit Müller og professor Frank Schilling fra KIT's Institut for Anvendt Geovidenskab og Statens Geotermiske Energiforskningscenter på KIT har nu studeret seismiciteten induceret af injektion og ekstraktion. Projektet blev udført i samarbejde med forskere fra det tyske forskningscenter for geovidenskab (GFZ) i Potsdam og ingeniørkontoret Piewak &Partners, Bayreuth. "For forstyrrelser i undergrunden med variabel orientering, såsom brudflader, det er muligt at beregne, om induceret seismicitet kan forventes at være et resultat af geoingeniøraktiviteter. Fra dette, der kan udledes anbefalinger til placering af boringer og produktionsdrift for at reducere risikoen for induceret seismicitet, " Dr. Birgit Müller opsummerer resultaterne offentliggjort i tidsskriftet ERDÖL ERDGAS KOHLE.

Resultaterne er af høj relevans for hydrotermiske systemer til brug af dyb geotermisk energi, som udvinder varme fra det varme vand, der cirkulerer i et underjordisk reservoir. Vand pumpes ud på et tidspunkt, og efter afkøling, sprøjtes ned i jorden igen på et andet tidspunkt. "Vores modelleringsresultater viser, at sandsynligheden for og omfanget af induceret seismicitet i hydrotermiske systemer kan reduceres væsentligt ved en aktiv poretryksstyring i reservoiret samt ved optimal placering af borehullerne i forhold til orienteringen af ​​tektoniske spændinger, " siger Dr. Birgit Müller.