在尋找可行的地熱區域的過程中,地震活動成為了一個不可忽視的重要目標。隨著技術的發展,地震波的微小變化不僅能揭示地下結構的特性,甚至能幫助地熱專家快速識別潛在的可再生能源。這一探索方法的透徹了解,對於未來可持續能源的開發至關重要。
地熱探勘不僅需要了解地下熱源的位置,還需要精確判斷其它有助於可持續開發的環境因素。
地熱發電能幫助我們利用地球內部的熱能,通過抽取熱流來運行渦輪機並產生電力。這一過程涉及包括地質學、地球物理學、地球化學及工程學等多個學科的探索手段,利用它們有助於找到能夠支持發電廠穩定運行的地熱區域。這些地熱區域通常位於裂谷帶、隱沒帶和地幔柱等熱流充足的地方。
地熱區域一般有四個基本組成要素:熱源、儲層、地熱流體及補充區域。探勘不僅需要辨識熱源,還應尋找低密度、具有成本效益的鑽探區域,這樣才能降低鑽探成本。根據研究,地熱發電的開支中,有高達42%都與勘探相關,這部分主要來自確認或否定可用地區的鑽探操作。
隨著全球對可再生能源需求的上漲,地熱能作為一種穩定且持久的能源,越來越受到重視。
鑽探被認為是最直接且準確的探勘方法,儘管其成本也較高。熱梯度孔(TGH)、勘探井及全規模生產井三者提供的地下信息相對可靠。採用這些鑽探方式後,可直接測量地熱區域的溫度梯度、熱口袋及其其它特徵。通常,地熱鑽探井的深度不會超過4公里,涉及的岩石包括石灰岩、頁岩、火成岩等。根據專家的說法,在正式進行生產井鑽探之前,鑽探仍然屬於探索階段。
地震學在油氣行業已經得到了廣泛應用,現在也開始逐漸轉向地熱勘探。地震波的傳播及與地下組件的相互作用使其成為探測地下環境的重要工具。尤其在地熱區域,微小的地震(MEQ)事件的頻繁出現能夠提供大量有關地下品質的信息。
微震事件的數據不僅能夠幫助識別潛在的地熱能源,還能為地熱發電的運行提供支持。
重力測量能從地下物質密度的變化來界定地熱區域的特徵,這在識別密集的地下異常(如花崗岩)時尤其有效。重力變化的數據可以幫助為地下結構進行三維建模,進而為找到合適的鑽探地點提供參考。
電阻率測量技術可以識別與生產性地熱結構相關的異常,提高對地熱系統內部的了解。這項技術自1980年代以來在全球地熱資源的開發中取得了良好成果,尤其在環太平洋地區。利用電流的變化來識別地下的不同岩石,從而為未來可能的地熱開發提供指導。
利用磁性測量可以確定地下物質的居里點,這對於預測地熱發電廠未來的產能至關重要。這一方法可以幫助科學家確定潛在熱源的位置,並利用它評估地熱系統的可行性。
地球化學持續對地熱探索起著重要作用,專家通過地表流體的特性與地質數據之間的關聯來判斷潛在的地熱資源。溫度、同位素比、元素比例以及氣體濃度等指標都被視為日常觀察的重點,以提升地下溫度估算的準確度。
根據美國能源部的報告,猶他州如果充分開發,其地熱能力足以滿足該州三分之一的電力需求。隨著美國計劃建立全國的地熱數據庫,擴大國家地質調查局的資源,並開展地球物理研究,未來地熱的開發潛力不可小覷。
地震小波動作為探測地下熱源的重要手段,能否在未來的地熱開發中發揮更大的作用?