增强型地热系统(EGS)被认为是一种很有前途的清洁能源,为热能和电力提供可持续的基本负荷,是向无化石燃料未来长期过渡的一项新兴关键技术。然而,开发地热储层需要在高压下注入大量的水,在地下深处形成强有力的流体通道。诱发地震活动是这项技术不可避免的、众所周知的副产品,但人们对它的了解却很少,它引起了公众的严重关注和怀疑,导致过去几个EGS项目的关闭。因此,管理诱发地震风险对于EGS技术在城市环境中面向市场的电力和热力供应的开发和进一步开发至关重要。
一项新研究发表在科学的进步一组科学家报告了在芬兰赫尔辛基对地热井进行有史以来最深的水力刺激时成功控制诱发地震活动的尝试。在来自商业公司、学术机构和大学的国际研究人员的共同努力下,设计了一种安全的增产策略,并成功地应用于防止发生震级大于2的诱发地震,震级大于2是当地政府为安全继续进行St1深热Oy能源项目而规定的限制。该研究的主要作者、波茨坦GFZ的科学家Grzegorz Kwiatek说:“从安装的井眼和地面地震检波器网络中获取的地震数据的近实时处理为增产作业的安全运行提供了关键输入。”
在该项目中,一个红绿灯式的系统涉及近实时地震监测,可以主动反馈,并指导增产工程师如何调整注入时的泵速和压力。GFZ地质力学小组负责人Georg Dresen教授表示:“这种近乎实时的反馈是成功的关键,可以加深对储层地震反应和深层水力能量释放的理解,同时确保对地震活动增加的技术响应的及时性。”在长达数月的实验过程中,通过降低注入速率和静息时间,可以立即调整储层处理方式,并确保成功控制诱发地震事件的最大观测震级。
Grzegorz Kwiatek说:“虽然在这里成功应用的定量结果不能直接转移到其他构造环境中,但我们在研究中开发的方法和概念可以用于其他EGS项目,以限制地震风险,并制定特别的增产策略。”St1深热能源项目现已批准进一步推进,在第二口井完成后,将继续实施一个功能齐全的地热发电厂,用于当地供热。
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提供的材料波茨坦地质研究中心,亥姆霍兹中心。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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