光纤地震层析成像技术助力地热勘探

地热储层中存在着高温的流体,是地热发电的重要能源来源。识别这些流体所在位置对于制定有效的能源开采策略至关重要。传统的大地电磁勘探法可以表征浅层的地质结构,但是分辨率不够精细,难以确定热储层之间的连通性。而地震成像方法则可以提供足够的分辨率来刻画地热系统内部的中尺度速度结构。然而,传统地震勘探方法的成功与否高度依赖于地震仪的部署密度,部署成本相当高昂。

光纤地震层析成像技术助力地热勘探
试验区域,来源作者

分布式光纤声波传感(Distributed Acoustic Sensing,简称DAS)技术则为这一难题提供了一条出路。通过利用现有的电信光纤基础设施,DAS能够以极低的成本建立起高密度的传感器网络,大幅提升地震数据的空间分辨率。在石油、天然气勘探以及诱发地震监测等领域,DAS技术已经展现出了显著的应用价值。

近期,在第49届斯坦福地热研讨会上,研究人员提出的层析成像方法,结合了DAS技术和机器学习算法的优势,极大地提升了对地热系统内部结构的探测能力。这种方法可以利用来自地下地震事件(无论是自然还是诱发)的走时信息,在地震仪器记录走时数据的基础上,对地下速度异常区域进行成像。这一技术在地热勘探方面具有很好的应用潜力。

为了验证方法的有效性,研究者将其应用于美国加利福尼亚州长谷破火山口内的电信光纤所采集到的地震数据。DAS技术成功地获得了该地区浅层水热系统的高分辨率图像。这些图像清晰地显示出了与地热储层相关的低速异常区域,为地热能源开发提供了宝贵的信息。

这种方法不仅能够提供高分辨率的 地下结构图像,而且具有计算效率高、不需要存储庞大数据等优点,而且显著降低勘探成本,并提供前所未有的高分辨率地下结构图像。随着技术的不断成熟,相信 DAS 技术在未来地热资源开发中将发挥愈加重要的作用。

Biondi, E., Li, J., Kamalov, V., & Zhan, Z. Fiber Seismic Tomography for Geothermal Exploration , 49th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, February 12-14, 2024 SGP-TR-227

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 四川茂县叠溪镇新磨村被滑坡掩埋

    据中新网报道,2017年6月24日6时左右,茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌,40余户100余人被掩埋。 据国土资源部专家初步分析,此次茂县叠溪镇新磨村发生的地质灾害确定为山体滑坡,滑坡体大概有1800万立方米,滑坡…

    2017-06-24
  • 断层上的短暂瞬间:动与不动之处

    很多断层都会分段或是断层面上会有分区的现象,断层面上的某些地方是较「粗糙」的,会以弹性回跳理论的概念,反覆累积形变后错动,而有些地方相对较平滑,并不会累积形变的位能

    2017-07-27 地震
  • 新疆塔什库尔干Ms5.5地震(2017.06.11)

    据中国地震台网测定,北京时间2017年5月11日5时58分,新疆塔什库尔干发生5.5级地震。震中位置37.58°N,75.25°E,震源深度8km。2016年11月25日的阿克陶6.7级位于该次地震西北100多公里处。 该地区构造活动比较强烈,…

    2017-05-12
  • 新西兰卡库拉地震地表破裂

    新西兰于当地时间2016年11月14日发生Mw7.8级地震,从发震断裂的分布说明该地震异常复杂,震后并产生了大量滑坡。为了获取更精确的断层活动数据,深入理解该次地震的复杂性及其原因,科研人员在震后很快对发展区进行…

    2016-12-02
  • 月球上的光纤地震网络

    地震学是一门研究地震波以了解地球内部结构的科学。目前,科学家们已经在地球上成功应用光纤来探测地球结构。随着对月球探索的深入,科学家们开始考虑能否使用同样的技术来探测月球,以及通过对月震的分析,获得哪…

    2024-03-02
  • 新西兰凯库拉(Kaikoura) Mw 7.8级地震序列的极端复杂性

    作者:石许华 (新加坡南洋理工大学 地球观测研究所 [Earth Observatory of Singapore, Nanyang Technological University] 地震事实 当地时间2016年11月14日深夜00:02:56  (北京时间 11月13日 19:02:56),新西兰南…

    2016-11-19 地震