Современные технологии позволяют использовать энергию горячих источников, гейзеров и вулканов для выработки электричества и тепла. Выявить потенциальные источники геотермальной энергии помогают многомасштабные геофизические исследования. Совместная команда сотрудников Сколтеха, Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, Новосибирского государственного университета и ООО «ЗН Геотерм» провела апробацию новых пассивных сейсмологических технологий на геотермальном месторождении в районе Больше-Банных источников на Камчатке.
По словам главного научного сотрудника ИНГГ СО РАН члена-корреспондента РАН Ивана Юрьевича Кулакова, геофизические методы позволяют определить зоны с повышенным температурным градиентом, обнаружить резервуары высокотемпературных флюидов (воды, пара) или оконтурить активные магматические камеры. «Знание о структуре водоносных слоев, водоупоров и глубинных источников тепла важно для снижения затрат при бурении», — отметил исследователь. В числе методов, которые используют ученые –магнитотеллурическое зондирование, электротомография, грави-, сейсмо- и магниторазведка, термометрия и другие.
Суровые природные условия и жесткие экологические ограничения на Камчатке не позволяют применять традиционные методы сейсморазведки с активными источниками (взрывами, вибраторами), которые эффективно применяются при разведке месторождений нефти и газа. Для таких случаев разрабатывают методы пассивной сейсмики, использующие естественные источники сигнала — землетрясения и фоновый сейсмический шум.
Специалисты установили на геотермальном месторождении в районе Больше-Банных источников 25 короткопериодных сейсмических станций, которые записывали данные в течение двух месяцев, а также семь широкополосных станций, работавших в течение года. Обработка полученной информации производилась методом сейсмической интерферометрии, когда из природного шума выделяются поверхностные сейсмические волны, дающие информацию о глубинном строении. Помимо этого, применялись методы сейсмической томографии, что позволило дополнить данные о структуре геотермального месторождения. Комплекс всех сведений помог создать концептуальную геолого-геофизическую модель строения района Больше-Банных источников, что даст в будущем возможность использовать эту площадь для производства электроэнергии и тепла.
Помимо этого, в результате объединения усилий научных и производственных организаций удалось получить принципиально важную информацию о глубинном строении Мутновского геотермального поля, где наблюдаются обширные проявления геотермальной активности (фумаролы, сольфатары, горячие источники) и функционирует крупнейшая в России геотермальная станция. На территории диаметром более 30 км было установлено несколько десятков сейсмических приборов, которые функционировали около года.
Обработка данных методом шумовой томографии позволила определить форму питающего слоя гидротермального коллектора на глубине около 1—1,5 км, наличие которого подтверждается результатами бурения. Кроме того, крупная аномалия с пониженными сейсмическими скоростями, обнаруженная на глубинах более 2,5 км, связана с крупным магматическим телом — оно является исходным источником тепла для Мутновского месторождения. Эта информация является принципиально важной для проведения работ по расширению Мутновской ГеоЭС, которые планируются в ближайшие годы.
Как отмечает Иван Кулаков, за счет геотермальных электростанций в настоящий момент покрывается лишь 30 % энергетических потребностей Камчатки. В перспективе доля геотермальной энергетики на полуострове может вырасти до 80 %, что будет экономически эффективным и экологически благоприятным. Такой результат невозможен без применения новых технологий геофизической разведки, позволяющих обнаруживать геотермальные резервуары и оптимальным образом планировать процесс бурения скважин.
Пресс-служба ИНГГ СО РАН
