När man bygger geotermiska system för utvinning av värme från underjordiska varmvattenreservoarer, optimal placering av borrhålen kan avsevärt minska seismiciteten. Detta är resultatet av inducerade seismicitetsstudier av forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Inducerad seismicitet betyder stötar orsakade av mänskliga aktiviteter. Baserat på förändringen av vattentrycket i berget (portrycket) och de mekaniska spänningarna i berget, forskarna modellerade förändringar av stressfältet till följd av injektion och extraktion av vätskor, t.ex. gaser eller vätskor. Detta rapporteras i tidningen ERDÖL ERDGAS KOHLE .

Injektion av vätskor i underjorden t.ex. vid geotermiska anläggningar, vid insprutning av avloppsvatten, eller för geologisk lagring av koldioxid samt avlägsnande av vätskor för t.ex. naturgasproduktion kan orsaka märkbara skakningar. Dessa jordbävningar orsakade av mänskliga aktiviteter (inducerad seismicitet) är baserade på mekaniska principer:Både injektion och extraktion förändrar portrycket, dvs vattentrycket, och, därav, spänningstillståndet i berget. Som ett resultat, naturliga sprickytor i underjorden kan förskjutas i förhållande till varandra, liknande en liten naturlig jordbävning.

Baserat på denna poroelastiska koppling av porstryck och spänning, Dr. Birgit Müller och professor Frank Schilling vid KIT:s Institute of Applied Geosciences och State Geothermal Energy Research Centre vid KIT har nu studerat seismiciteten som induceras av injektion och extraktion. Projektet genomfördes i samarbete med forskare från German Research Center for Geosciences (GFZ) i Potsdam och ingenjörskontoret Piewak &Partners, Bayreuth. "För störningar i underjorden av variabel orientering, såsom brottytor, det är möjligt att beräkna om inducerad seismicitet kan förväntas härröra från geoteknikaktiviteter. Från detta, rekommendationer kan härledas för placering av borrhål och produktionsdrift för att minska risken för inducerad seismicitet, "Dr Birgit Müller sammanfattar resultaten publicerade i tidskriften ERDÖL ERDGAS KOHLE.

Fynden har stor relevans för hydrotermiska system för användning av djup geotermisk energi, som utvinner värme från det heta vattnet som cirkulerar i en underjordisk reservoar. Vatten pumpas ut vid ett tillfälle och, efter nedkylning, injiceras i marken igen vid en annan punkt. "Våra modelleringsresultat visar att sannolikheten och omfattningen av inducerad seismicitet i hydrotermiska system kan reduceras avsevärt genom en aktiv portryckshantering i reservoaren såväl som genom optimal positionering av borrhålen i förhållande till orienteringen av tektoniska spänningar, " säger Dr Birgit Müller.