Injektionsstrategier er afgørende for geotermiske projekter

Frygten for jordskælv er en af ​​hovedårsagerne til forbehold for geotermisk energi. For at få varmt vand fra dybet, sprækker i rock -undergrunden skal ofte oprettes. Dette gøres ved at injicere store mængder vand under højt tryk. Problemet er, at sådan hydraulisk stimulering ledsages af vibrationer under jorden, kendt som 'induceret seismicitet'. En ny undersøgelse peger på en måde, der kan bidrage til at reducere seismisk risiko.

Geotermisk energi med sin betydelige baselastkapacitet er længe blevet undersøgt som et potentielt supplement og langsigtet erstatning for traditionelle fossile brændstoffer i el- og varmeproduktion. For at udvikle dybe geotermiske reservoirer, hvor der ikke er nok naturlige væskeveje, dannelsen skal stimuleres hydraulisk. Oprettelse af såkaldte forbedrede geotermiske systemer (EGS) åbner væskestrømningsveje ved at injicere store mængder vand ved forhøjede tryk. Dette ledsages typisk af induceret seismicitet. Nogle særligt store inducerede jordskælv har ført til afslutning eller suspension af flere EGS -projekter i Europa, såsom dybvarme -mineprojekter i Basel og i St.Gallen, begge i Schweiz. For nylig, forekomsten af ​​et MW 5.5 jordskælv i 2017 nær Pohang, Sydkorea, er blevet knyttet til et nærliggende EGS -projekt. Som sådan, der er nu betydelig offentlig bekymring for EGS -projekter i tætbefolkede områder. Udvikling af nye koblede overvågnings- og indsprøjtningsstrategier for at minimere seismisk risiko er derfor nøglen til sikker udvikling af byens geotermiske ressourcer og for at genoprette offentlighedens tro på denne rene og vedvarende energi.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Geofysiske forskningsbreve , Bentz og kolleger analyserede den tidsmæssige udvikling af seismicitet og væksten af ​​maksimalt observerede momentstørrelser for en række tidligere og nuværende stimuleringsprojekter. Deres resultater viser, at størstedelen af ​​de undersøgte stimuleringskampagner afslører en klar lineær sammenhæng mellem injiceret væskemængde eller hydraulisk energi og de kumulative seismiske øjeblikke. For de fleste undersøgte projekter, observationerne er i god overensstemmelse med eksisterende fysiske modeller, der forudsiger en sammenhæng mellem injiceret væskemængde og maksimalt seismisk moment af inducerede hændelser. Dette tyder på, at seismicitet i de fleste tilfælde skyldes en stabil, trykstyret brudproces, i det mindste i en forlænget injektionsperiode. Dette betyder, at induceret seismicitet og størrelser kan styres af ændringer i injektionsstrategien.

Stimuleringer, der afslører ubundne stigninger i seismisk moment tyder på, at udviklingen af ​​seismicitet i disse tilfælde hovedsageligt styres af regional tektonik. Under injektion kan et trykreguleret brud blive ustabilt, med den maksimale forventede størrelse derefter kun begrænset af størrelsen af ​​tektoniske fejl og fejlforbindelse. Tæt overvågning i realtid af udviklingen af ​​det seismiske øjeblik med injiceret væske kan hjælpe med at identificere stresskontrollerede stimuleringer i de tidlige stadier af injektion eller potentielt diagnosticere kritiske ændringer i det stimulerede system under injektion for en øjeblikkelig reaktion i stimuleringsstrategi.