Almanya’daki KTB sondajlarında stimülasyon araştırması

Almanya'daki KTB tesisinde kullanılmayı bekleyen sondaj sismometreleri (kaynak: GFZ Potsdam)

Merve Uytun 3 Kas 2023

Almanya’nın Bavyera eyaletinin Yukarı Pfalz bölgesi Windischeschenbach kasabası yakınlarındaki Kıtasal Derin Sondaj Programının (KTB) derin laboratuvarında GEOREAL araştırma projesi için çalışmalar başladı. Araştırma, sismik aktivitenin gerçek zamanlı izlenmesinin yanı sıra, yüksek sıcaklıktaki kristal bir ortamda hidrolik uyarımı daha iyi anlamayı amaçlıyor.

Eşsiz bir araştırma ortamı

GEOREAL araştırma projesi , KTB derin sondajlarının sağladığı benzersiz ortamdan yararlanılarak bu yılın başlarında duyuruldu. Windischeschenbach’taki iki sondaj kuyusu, Alman Kıtasal Derin Sondaj Programından (Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland) sonra topluca “KTB derin kabuk laboratuvarı” olarak anılıyor. Derinlikleri 4 ve 9,1 kilometre olan iki sondaj kuyusu 1987 ile 1994 yılları arasında açılmıştır.

Üç kilometreden fazla derinlikteki kristal ana kaya, Almanya’daki yer kabuğunun büyük bölümleri için tipiktir, ancak yalnızca iki KTB sondaj deliği aracılığıyla Kuzey Yukarı Pfalz’da iyi araştırılmış ve bilimsel deneyler için erişilebilir durumdadır. Sıcak kayaya basınç altında su enjekte edilerek metamorfik temelin jeotermal potansiyelinin belirlenmesine yardımcı olunacak.

“Dünyanın başka hiçbir yerinde 4.000 ve 9.101 m derinliğinde iki derin sondaj kuyusu yan yana bulunmuyor. KTB konumu bu nedenle proje için idealdir” diyor proje yöneticisi Dr. Caroline Evil.

GEOREAL deneyinin sismik tepkisini 3,8 kilometreden fazla derinliğe kadar yüksek hassasiyetle belgelemek için ana KTB sondaj deliğine son derece hassas bir sondaj sismometreleri zinciri yerleştirildi. Ek olarak, KTB çevresindeki yüzeye ve 150 metre derinliğindeki birçok sondaj kuyusuna 50’ye kadar sismometre yerleştirildi. Sismometrelerden alınan veriler sondaj sahasına aktarılıyor ve orada gerçek zamanlı olarak değerlendiriliyor.

Sismik tepkiye dayalı “uyarlanabilir uyarım”

Deney, yüzeyde gözle görülür sismik aktiviteyi tetiklemeden akış yollarının aktivasyonu da dahil olmak üzere jeotermal rezervuardaki süreçleri anlamayı amaçlıyor. Böylece süreç, gerçek zamanlı sismik ölçümlere dayalı bir “uyarlanabilir uyarım” yönteminin uygulanmasını amaçlamaktadır. Rezervuardaki su cephesinin mekansal ve zamansal yayılımına karşılık gelen, su enjeksiyonu sırasındaki basınç oluşumu ve dinlenme aşamalarına dayalı sismik tepki incelenecektir.

“Derin yeraltındaki bu mikrosismik çatırtıyı tespit etmek bize, bu alanı kontrollü bir şekilde hidrolik olarak daha geçirgen hale getirmek için deney sırasında pompalama hızlarını doğrudan ayarlayarak neredeyse dört kilometre derinlikteki süreçleri aktif olarak kontrol etme fırsatı veriyor” diye açıklıyor Profesör Dr. Marco Bohnhoff, GFZ’nin “Jeomekanik ve Bilimsel Sondaj” bölümü başkanı.

GEOREAL ekibi saha deneyinde bunu yapmayı başarırsa, o zaman jeolojik alt toprağın ısı çıkarımı için kullanılmasının yanı sıra örneğin sıvı ve gazların güvenli bir şekilde depolanması için kullanılması iyi bir ilerleme kaydedecektir.

KTB’de yapılan önceki deneyler

GEOREAL deneyi, daha önce KTB’de gerçekleştirilen enjeksiyon deneylerine dayanıyor ve sonuçlarını yeni teknolojiyle kullanıyor. 1994 ile 2005 yılları arasında KTB’de toplam üç benzer deney gerçekleştirildi; bunlardan ikisi KTB ana sondajının açık sondaj deliği bölümünde günlerce, aylarca süren enjeksiyonlardı.

Dört yıl sonra, KTB pilot sondajında ​​her biri neredeyse birer yıllık bir süre boyunca su pompalama ve ardından su enjeksiyonu gerçekleştirildi. Bu deneyler, algılanamayan, sözde uyarılmış sismisite ile sonuçlandı.

Bununla birlikte, uyarılan sondaj aralığının hemen yakınında, 3 kilometre veya daha fazla derinlikte meydana gelen birkaç yüz mikrodeprem kaydedildi. Bu mikrodepremlerin en güçlüsü 1,2 büyüklüğünde, yani insanın algılama eşiğinin altında, yani 2 civarındaydı. Karşılaştırma yapmak gerekirse, dünya çapında her gün büyüklüğü 1 ila 2 arasında 8.000 civarında mikrodeprem meydana geliyor. Eger Havzası’ndaki KTB’den yaklaşık 80 kilometre uzakta zaman zaman 4’e veya neredeyse 5’e varan büyüklükler meydana gelir. Bunlar daha sonra açıkça fark edilir ve merkez üssü yakınında hasara da yol açabilir.

GEOREAL deneyinin tamamlanmasının ardından yerbilimciler, KTB sahasında ve ötesinde jeotermal projelerin teknik uygulamasına yönelik mevcut süreçlerde bir iyileşme beklemektedir. GEOREAL aynı zamanda Windischeschenbach’taki tarihsel açıdan önemli bilim merkezi KTB’deki araştırmaların uzun vadeli olarak yeniden etkinleştirilmesi için bir başlangıç ​​sinyalidir.

Kaynak: ThinkGeoEnergy