درک عدم توانایی در زمین های ژئومال

انرژی زمین گرمایی به عنوان یک منبع قابل اعتماد انرژی تجدید پذیر، مهار گرما از داخل زمین است، با این حال، توسعه و بهره برداری از زمین های زمین گرمایی اغلب شامل تزریق مایعات به شکل های صخره ای عمیق برای افزایش بهره وری یا حفظ فشار مخزن است، این عمل گاهی اوقات می تواند زلزله، پدیده ای به نام لرزه ای القا شود.

مکانیسم اولیه شامل افزایش فشار مایع منافذ در خطاهای یا شکستگی های پیش از موجود است.هنگامی که مایعات تزریق می شوند، آنها استرس طبیعی موثر را در کنار هواپیماهای خطا کاهش می دهند، آنها را به شکست در زیر میدان استرس مکانیکی محیطی نزدیک تر می کند، بنابراین این روند به خوبی در زمینه هایی مانند مخازن شناخته شده از زمین گرمایی، دفع چاه، و عملیات های هیدرولیک در تجزیه و تحلیل حجم زمین، به طور موثر، و خطا در درک این حوادث آسیب رساندن به طور موثر.

رویکردهای نوآورانه به مییگانس

تکان دادن لرزه های ناشی از آن نیاز به یک رویکرد چند وجهی دارد که داده های زمان واقعی، مدیریت انطباق و مدل سازی پیش بینی کننده را ادغام می کند.پیشرفت های اخیر در تکنولوژی سنسور، قدرت محاسباتی و شیوه های مهندسی، به اپراتورهای مجموعه ای از ابزار برای به حداقل رساندن خطرات لرزه ای در حالی که حفظ تولید انرژی داده اند.

۱- زمان واقعی نظارت و سیستم های روشنایی ترافیک

میدان های مدرن زمین گرمایی، آرایه های متراکم از سنسورهای لرزه ای، از جمله لرزه های پهن باند (۱) و شتاب سنج، هر دو بر روی سطح و پایین، این شبکه ها وقایع را به عنوان کوچک به عنوان اندازه ۰ یا پایین، ارائه نزدیک به حد داده های عملیاتی TLS، پروتکل اصلی سیستم نور ترافیک (TLS)، که آستانه رنگ بر اساس ریسک های پیش بینی شده محلی (F) و کاهش سرعت پایین تر از کاهش سرعت نور سبز) را مشخص می کند، و کاهش سرعت نور سبز را افزایش می دهد.

۲- استراتژی های تزریق کنترل شده و مدیریت فشار

پروتکل های تزریق تدریجی و گام در حال حاضر در بهترین شیوه ها استاندارد هستند. [۱] به جای تزریق تک درجه، اپراتورهای برنامه تزریق چرخه یا رو به افزایش را اعمال می کنند که به مخزن اجازه می دهد تا به طور مساوی تکنیک های فشار زمین گرمایی را تنظیم کند و به فشار بخش پایین اجازه دهد تا کاهش فشار اصلی کاهش یابد، زیرا نرخ ها به آرامی در طول روز یا هفته ها افزایش می یابد، نشان داده شده است که به کاهش میزان اوج زلزله های ناشی از فشار حداکثر حد فشار است.

۳- مهندسی Reservoir و مدل سازی ژئومکانیک

مدل های مخزن سه بعدی که جریان مایع با تغییر شکل ژئومکانیکی در حال حاضر برای ارزیابی ریسک پیش از عمل و پشتیبانی تصمیم گیری در زمان واقعی ضروری است، این مدل ها شامل هندسه های خاص، زمینه های استرس و خواص مکانیکی سنگ برای شبیه سازی چگونگی تزریق سیم زمین شناسی و روش های تزریق پویا مانند مدل سازی شبکه شکستگی گسست (DFN) و تجزیه و تحلیل انتقال استرس متخلخل است که پیش بینی می کند تا شبیه سازی های پیشرفته را انجام دهد.

۴- بهبود طراحی خوب و مدیریت Fracture

طرح های نوآورانه به حداقل رساندن حجم مایع مورد نیاز در حالی که به حداکثر رساندن تبادل گرما. تکنیک های حفاری جهت گیری از عبور از گسل های عمده، کاهش خطر ایجاد حوادث بزرگ است. تکمیل باز سوراخ با مناطق انتخابی تزریق اجازه می دهد اپراتورهای به هدف قرار دادن فواصل خاص از تجزیه و تحلیل هیدرولیک تکامل یافته است: به جای درمان های شکستگی با نرخ بالا، برخی از زمینه های در حال حاضر استفاده از "خش" با استفاده از تجزیه و تحلیل های کاهش یافته است که همچنین می تواند از فشار های کاهش تدریجی از تجزیه و تحلیل های کاهش یابد.

مدیریت ریسک سازگار و مشارکت عمومی

فراتر از اقدامات فنی، کاهش موفقیت نیاز به ارتباط شفاف با جوامع محلی و نهادهای نظارتی دارد. [۱] اپراتورهای در حال حاضر شامل خطر لرزه ای ناشی از ارزیابی اثرات زیست محیطی و تعامل با ذینفعان در اوایل برنامه ریزی پروژه است. [۱] چارچوب های مدیریت ریسک سازگار، مانند همکاری بین المللی برای انرژی زمین گرمایی (IPGE)، پروتکل هایی برای تصمیم گیری مبتنی بر رویداد که شامل نظارت محلی و خدمات اضطراری ایالات متحده است، به نمایش داده های غیرمتری و وضعیت اطلاعات غیرمتری که به آن ها کمک می کند.

چارچوب های نظارتی و استانداردهای صنعت

چندین کشور مقررات خاصی را برای لرزه زایی القا شده در عملیات زمین گرمایی اتخاذ کرده اند. [۱] سیستم «خشونت ترافیک» سوئیس یک پروتکل قانونی برای پروژه های عمیق زمین گرمایی و آژانس ایمنی داخلی زمین (NISA) نیاز به ارزیابی های خطر لرزه ای جامع قبل از صدور مجوز های حفاری در اتحادیه اروپا، برنامه افق ۲۰۲۰ بودجه ای را برای نظارت بر زمین شناسی (I) و بهترین روش های مدیریت بین المللی برای عملیات و مقررات کاهش داده است.

مطالعه موردی: پروژه بازل Deep Geoblo

پروژه بازل 2006 در سوئیس یک نمونه قابل توجه از چالش های لرزه ای ناشی از تحریک به خوبی زمین گرمایی، یک زلزله 3.4 رخ داد، که منجر به تعلیق پروژه شد، با این حال، داده های نظارت گسترده از آن رویداد به طور قابل توجهی به درک مکانیسم های لرزه ای القا شده کمک کرد، پروژه های بعدی در سوئیس، مانند یکی در سنت گالن، درس های آموخته شده برای اجرای بیشتر اهمیت محافظه کارانه و مطمئن پروتکل های ارتباطی سریع، اما تاکید بر پروتکل های فنی.

مطالعه موردی: میدان زمین گرمایی دریای Salton

در دریای Salton کالیفرنیا که منطقه منابع زمین گرمایی (KGRA) را می شناسد، تولید گسترده در طول دهه ها منجر به یارانه قابل اندازه گیری و لرزه زایی القا شده است. اپراتورهای و وزارت حفاظت کالیفرنیا یک چارچوب نظارتی را اجرا کرده اند که شامل شبکه های نظارت لرزه ای، مدیریت فشار مخزن و ارزیابی های خطر دوره ای است که این اقدامات دارای ابعاد رویداد پایین بوده اند، نشان می دهد که تولید بزرگ زمین گرمایی می تواند با تجربه ایمنی زمین لرزه ای ارزشمند در مناطق دریایی در سال های آینده توسعه داده های زیست محیطی در مناطق امن.

مسیر های آینده و تحقیقات

هدف از تحقیقات مداوم برای حرکت از کاهش واکنش به پیشگیری پیش بینی شده است. الگوریتم های یادگیری ماشین در مجموعه داده های بزرگ پارامترهای تزریق و ضبط لرزه ای آموزش دیده اند تا احتمال رویدادهای بزرگتر را پیش بینی کنند. تکنیک های یادگیری عمیق اعمال شده برای داده های میکرویسمی اکنون می توانند به طور خودکار انواع رویداد را طبقه بندی کنند (به عنوان مثال، کشش در مقابل شکست اوار) و پیدا کردن هیپومرکز در نزدیک به وضوح بی سابقه دیگر است که از کاهش سرعت استفاده می کند.

تحریک های شیمیایی و حرارتی نیز برای کاهش نیاز به تزریق مایع با فشار بالا مورد بررسی قرار می گیرند، به عنوان مثال، استفاده از مواد شیمیایی برای حل مواد معدنی و افزایش بهره وری می تواند به طور مشابه، دوچرخه سواری حرارتی - جایگزین شدن تزریق آب گرم و سرد - می تواند شکستگی های کششی بدون فشار مایع بالا ایجاد کند، کاهش خطر لرزه ای، اما وعده برای سیستم های بعدی زمین گرمایی باقی بماند.

همکاری بین دانشمندان، مهندسان و سیاستگذاران برای پیشبرد این رویکرد های نوآورانه ضروری است.[۱] پروژه های شبکه بین المللی مانند اتحادیه تحقیقات انرژی اروپا (EERA) برنامه مشترک زمین گرمایی ، تسهیل به اشتراک گذاری داده ها و آزمایش مشترک از روش های کاهش منابع باز، مانند Geotal باز [F3)، اجازه می دهد تا محققان با استفاده از روش های عملیاتی و آزمایش مشترک در سراسر جهان، روش های تحقیق خود را شبیه سازی کنند.

با ادغام نظارت بر زمان واقعی، پروتکل های تزریق تطبیقی، مدل سازی پیشرفته و تعامل جامعه، صنعت زمین گرمایی می تواند لرزش ناشی از آن را به طور موثر کاهش دهد. رویکردهای نوآورانه ذکر شده در اینجا نه تنها حفاظت از زیرساخت ها و جمعیت بلکه اعتماد عمومی لازم برای مقیاس پذیری انرژی زمین گرمایی برای مقابله با اهداف آب و هوایی جهانی است.