Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

12.07.2019
10:14

"Хорошо, что есть Дмитрий Быков" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

11.07.2019
19:03

К 2100 году население Земли году достигнет 11 млрд человек

11.07.2019
18:59

Умные удобрения сократят глобальное потепление

11.07.2019
18:56

«Водород — это ключ к безуглеродной экономике»

11.07.2019
18:38

О русском происхождении слова масса.

11.07.2019
18:33

Искусственный интеллект способен моделировать квантовые системы без привлечения масштабных вычислительных мощностей

11.07.2019
18:29

Пхоханское землетрясение 2017 года заставило пересмотреть подходы к оценке рисков геотермальной энергетики

    При эксплуатации геотермальных электростанций важно, чтобы на «рабочей» глубине, куда закачивается вода и где она нагревается, в породах было много трещин. Для увеличения проницаемости пород воду закачивают на глубину под большим давлением. О том, что эта технология существенно повышает риск вызванных деятельностью человека землетрясений, было известно уже относительно давно, но считалось, что если отслеживать мощность толчков и уменьшать при необходимость объем и давление закачиваемой жидкости, то можно избежать неприятностей. Однако землетрясение, произошедшее в Южной Корее в ноябре 2017 года и связанное с эксплуатацией геотермальной станции в Пхохане, показало, что этого недостаточно. Тщательный анализ предшествовавших этому землетрясению событий показал, что помимо мощности относительно слабых толчков, которые практически неизбежно сопутствуют работе геотермальной станции, необходимо отслеживать их положение (и, в частности, проверять, локализуются ли они рядом с известными глубинными разломами).

    В геотермальной энергетике — одном из активно развивающихся в последние годы альтернативных способов получения электроэнергии — в качестве источника энергии используется тепло недр Земли. Этот источник является практически неисчерпаемым, а геотермальные электростанции можно строить едва ли не всюду, поскольку в любой точке земной коры с глубиной растет и температура. Другое дело, что экономически рентабельно это пока только в тех районах, где геотермический градиент (прирост температуры с глубиной; в среднем это около 2,5°С на каждые 100 м) относительно высок. Такие районы, как правило, приурочены к зонам повышенной вулканической и тектонической активности, расположенным на активных континентальных окраинах и в рифтовых зонах. Если учесть еще, что геотермальные электростанции экологически гораздо безопаснее атомных и тепловых, то может показаться, что перспективы у этого способа получения электричества поистине безграничные. Но не всё так просто.

    В общих чертах принцип работы геотермальных станций следующий. Носитель тепловой энергии (как правило, это просто вода), закачивается по скважинам с поверхности на глубину в зону с достаточной температурой окружающих пород. Там он нагревается и поднимается обратно на поверхность в виде нагретой жидкости или пара, где из них извлекается энергия (например, на турбинных генераторах). Чтобы вода проникла на глубину и некоторое время там находилась, глубинные слои должны обладать достаточной проницаемостью, то есть иметь большое количество открытых трещин. Учитывая, что речь идет о глубинах порядка 4–5 км, а на таких глубинах породы находятся под колоссальным давлением, необходимая проницаемость сама по себе может не возникнуть (трещины в породах, если и присутствуют, то находятся в зажатом состоянии).

    Для повышения проницаемости глубинных пород и создания в них нужной трещиноватости (по сути — для создания области искусственного глубинного геотермального резервуара) в начале 1970-х годов специалистами из Лос-Аламосской национальной лаборатории была предложена технология «гидравлического стимулирования» EGS (Enhanced geothermal system, рис. 1): холодную воду под высоким давлением закачивают на глубину, где она приводит к подвижкам пород и образованию новых трещин. Это во многом похоже на технологию гидроразрыва пласта, используемую в нефтегазодобыче.

    С самого начала в связи с использованием технологии EGS высказывались опасения, что нарушение целостности толщи пород на глубине может привести к тектоническим подвижкам (особенно опасным в сейсмически активных зонах) и даже к возникновению довольно крупных землетрясений. Такие землетрясения, вызванные деятельностью человека, называют индуцированными (или наведенными, см. induced seismicity). Аналогичные опасения высказываются и в отношении технологии гидроразрыва пласта, поскольку воздействие на глубинные породы там, по сути, такое же (и опасения эти отнюдь не беспочвенные: например, после активизации добычи нефти этим способом в штате Оклахома в конце 2000-х годов количество землетрясений с магнитудой 3 и больше резко увеличилось: раньше в этом регионе случалось 1–2 таких землетрясения в год, а в 2014–2017 годах фиксировались сотни ежегодно, см. 2009–19 Oklahoma earthquake swarms).

    Логичной мерой казалось обязать компании, эксплуатирующие геотермальные станции с технологией EGS, регулярно осуществлять мониторинг сейсмического состояния окружающих пород. В частности, южнокорейская компания NexGeo, являющаяся оператором геотермальной станции в Пхохане, установила вокруг станции восемь сейсмографов, записывающих все индуцированные сейсмические события. Но это не помогло.

    Мощное землетрясение магнитудой 5,5, произошедшее 15 ноября 2017 года, при котором пострадали 135 человек и 1700 остались без крова, было спровоцировано именно эксплуатацией геотермальной станции. Такой вывод делается в недавнем отчете Корейского геологического общества (Summary report of the Korean Government Commission on relations between the 2017 Pohang earthquake and EGS project).

    В июне 2018 года в журнале Science были опубликованы сразу две статьи, в которых на основе анализа записей сейсмографов, каротажных обследований скважин, спутниковых наблюдений и моделирования тектонических напряжений также говорится о том, что землетрясение в Пхохане почти наверняка было вызвано деятельностью человека.

    Международная группа экспертов во главе с Ли Кан Куном (Kang-Kun Lee) из Сеульского национального университета, проанализировав приведенные в вышеупомянутых источниках данные, высказала свое мнение относительно того, почему сейсмический мониторинг, используемый в качестве главного метода контроля на станции в Пхохане, оказался неэффективным. Статья опубликована на днях в журнале Science.

    Оценка сейсмических рисков проекта Пхоханской геотермальной электростанции производилась еще на стадии изысканий, когда выбиралась площадка под станцию. Бурение и геофизические исследования тогда не выявили на самом участке каких-либо крупных разломов, однако в отчетах было отмечено, что в районе присутствуют разломы, находящиеся в напряженном состоянии, которые при попадании в зону стимуляции (зону создания искусственной трещиноватости нагнетательными скважинами) могут активизироваться и вызвать умеренные или крупные землетрясения. Таким образом, еще до начала работ было ясно, что, если скважины системы EGS пересекут крупный разлом, дальнейшие работы нужно будет проводить с особой осторожностью.

    Была построена станция проектной мощностью 1,2 МВт электроэнергии, и началось бурение эксплуатационных скважин. Первая нагнетательная скважина, РХ-1, не пересекла ни одного разлома, а вот вторая скважина, РХ-2, встретила плоскость разлома на глубине около 3,8 км. В записях буровиков отмечается, что на этой глубине произошла потеря бурового раствора в объеме более 160 м3, что свидетельствует о том, что закачка произошла прямо в зону разлома. Центральная часть зоны разлома сложена перетертым глинистым материалом, который послужил барьером для потока закачиваемой жидкости, и вся она ушла вдоль разлома. Удивительно, что этому факту не было уделено должного внимания, так как проведенный позднее (уже после землетрясения) анализ сейсмических данных однозначно показал, что все центры сейсмической активности, индуцированной закачками в скважину РХ-2, находятся в зоне разлома.

    На тот момент было непонятно, как ориентирована зона разлома, а инженеры компании анализировали только мощность подвижек, исходя из существовавшего представления о том, что максимальная величина индуцированных землетрясений определяется в основном объемом закачиваемой жидкости. Поэтому в качестве главного параметра мониторинга ими было выбрано значение магнитуды индуцированных землетрясений (сначала было установлено максимально допустимое значение 2, позже эта величина была поднята до 2,5). При достижении пороговых значений инженеры планировали просто снизить объемы и скорость закачки воды в недра. При этом фактор накопления напряжений вообще не учитывался. В итоге основное землетрясение произошло почти через 2 месяца после окончания стимуляции и было непропорционально крупным, учитывая небольшие объемы впрыскиваемой жидкости.

    И это не единичный случай, когда индуцированные землетрясения имели отсроченный эффект. Еще с 1960-х годов известно, что риск возникновения такого землетрясения не исчезает сразу же после остановки закачки. Индуцированное землетрясение магнитудой 4,8, которое потрясло город Денвер (штат Колорадо, США) в 1967 году, произошло более чем через год после того, как закончили закачивать в глубокую скважину отработанные растворы расположенного поблизости химического комбината (J. Healy et al., 1968. The Denver Earthquakes). В швейцарском Базеле сейсмическая активность, включая множественные землетрясения с магнитудой около 3, продолжалась в течение нескольких месяцев 2007 года уже после сброса давления в нагнетательных скважинах местной геотермальной станции.

    Однако до события в Пхохане всё еще считалось, что мощность индуцированных землетрясений можно держать под контролем, поддерживая на определенном уровне объем, давление и скорость подачи закачиваемой жидкости, а также контролируя состояние пород в местах выхода жидкости из нагнетательных скважин. Теперь же понятно, что эта так называемая «гипотеза объема» не работает, а главным фактором риска индуцированных землетрясений является не объем закачки, а тектоническое состояние разломов, находящихся в зоне действия проекта. Контролировать надо не столько мощность отдельных сейсмических событий, сколько их местоположение. Чем больше гипоцентров индуцированных землетрясений ложится в зону конкретного разлома, тем выше вероятность того, что именно по плоскости этого разлома произойдет крупное смещение. Если бы инженеры эксплуатирующей компании в Пхохане не просто контролировали пороговую мощность землетрясений, а анализировали положение их гипоцентров, катастрофы можно было избежать.

    Выводы, которые делают авторы статьи, имеют важное значение не только для геотермальной энергетики, но и могут быть распространены на другие сферы деятельности человека, где есть риск возникновения индуцированной сейсмичности. Прежде всего речь идет о методах добычи углеводородов, связанных с гидроразрывом пласта; обратной закачке попутных вод, образующихся при добыче нефти и газа; проектах по закачке в недра сточных вод и жидких отходов производства. Такие же риски заложены и в активно обсуждаемой в последнее время технологии улавливания и захоронения углерода (в виде углекислого газа) в нефтяных скважинах, предлагаемой в качестве одного из методов борьбы с глобальным потеплением.

    Главный вывод из этого исследования состоит в том, что методы мониторинга индуцированной сейсмичности должны быть пересмотрены. Еще до начала работ необходимо проводить анализ сейсмического фона района, подняв все имеющиеся записи. На ранних этапах основное внимание должно уделяться более тщательному выявлению разломных структур в районах планируемых работ, анализу их морфологии и напряжений, накопленных в зонах этих разломов. А во время эксплуатации объектов необходимо прежде всего контролировать частоту мелких сейсмических событий и местоположение их гипоцентров.

    По информации https://elementy.ru/novosti_nauki/433486/Pkhokhanskoe_zemletryasenie_2017_goda_zastavilo_peresmotret_podkhody_k_otsenke_riskov_geotermalnoy_energetiki

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

11.07.2019
15:54

Результаты проекта Galaxy Zoo заставляют пересмотреть теорию образования спиральных рукавов галактик

11.07.2019
15:45

Породы земной мантии могут обладать магнитными свойствами

11.07.2019
15:29

Исследование: как во время сильных извержений вулканов можно изучать состав ядра Земли

11.07.2019
15:22

Луны в других звездных системах могут покидать свои планеты

11.07.2019
15:15

Обнаружены две сверхмассивные черные дыры на пути к столкновению

11.07.2019
15:09

Открытие физиков позволит передавать информацию трионами вместо электронов

11.07.2019
15:03

В РАН рассказали, когда во Вселенной найдут "полного двойника" Земли

11.07.2019
15:02

В РАН рассказали о сотрудничестве России и США в деле освоения Луны

11.07.2019
14:41

Ученые начнут постройку крупнейшего телескопа мира на следующей неделе

11.07.2019
14:01

На краю Солнечной системы у зонда Voyager 2 постепенно падает уровень энергии

11.07.2019
13:54

«Титаны в банках» помогут определить потенциальную обитаемость спутника Сатурна

11.07.2019
13:43

Хамелеонная гравитация наравне с ОТО объяснила формирование галактик

11.07.2019
13:36

Астрономы нашли самый короткопериодный астероид

1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList