Sandia Ulusal Laboratuvarları, kontrollü patlamalar ile jeotermal kırılmayı araştırıyor
Utah FORGE projesinin sahası, Utah, ABD (kaynak: Utah FORGE)
Merve Uytun
23 Haz 2022
Sandia Ulusal Laboratuvarları, EGS sahalarında öngörülebilir şekilde kırılma ağları oluşturmak için patlamaların veya itici gazların kullanımı üzerine bir çalışma yürütüyor.
New Mexico’daki Sandia Ulusal Laboratuarlarında yürütülen bir çalışma, kontrollü ve öngörülebilir bir şekilde yeraltı oluşumlarında çatlak ağları oluşturmak için patlayıcı veya itici gaz kullanmanın fizibilitesini araştırıyor. Bu çalışmadan elde edilen bilgiler daha sonra Gelişmiş Jeotermal Sistemlerde (EGS) jeotermal kuyularda bağlantı kurmak için kullanılabilir. Bu çalışma, Enerji Bakanlığı Jeotermal Teknolojileri Ofisi (GTO) tarafından desteklenmekte ve finanse ediliyor.
Sandia, “Amacımız, nereye gideceği konusunda net bir fikre sahip olduğunuz – yönlendirilebilir ve yönetilebilir – ve daha az kaynak kullandığınız ve daha çevre dostu olduğunuz bir jeotermal kırılma ağı oluşturmanın yeni bir yolunu bulmaktı” diyor makine mühendisi ve takım lideri Eric Robey.
“İşte burada patlayıcılar ve iticiler devreye giriyor. Buradaki fikir, kuyulardan aşağı çok fazla sıvı pompalamaktan kurtulmamızı sağlayacak. Patlamaları modellemek ve kırılma ağları oluşturmanın öngörülebilirliğini geliştirmek için Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) ile işbirliği yapıyoruz.”
Pleksiglas ile simülasyonlar
LLNL bilgisayar modelleme uzmanı Oleg Vorobiev’e göre, yaklaşık 750 derece Fahrenheit’te granite benzer mekanik özelliklere sahip bir malzeme olan pleksiglas küplerin içinde patlamalar yapıldı. Gerilmelerin kırılma oluşumunu nasıl etkilediğini görmek için pleksiglas tüplere düzinelerce ton basınç da uygulandı.
Küçük ölçekli patlamalar oluşturmak için pleksiglas küplerin merkezinde küçük miktarlarda patlayıcı veya itici gaz ateşlendi. Kırıkların dışa doğru yayılması, ultra yüksek hızlı kameralar kullanılarak izlendi. diğer sensörler kullanılarak küçük kırıklar izlendi.
Ekibin kullandığı bir diğer teknik, sıkıştırmanın neden olduğu yoğunluk farklılıklarını “görerek” patlayıcı şok dalgası dalgalanmalarını izlemelerine olanak tanıyan schlieren görüntülemeydi. Patlamalar saniyede 1 milyon kare hızında kaydedildi.
Zayıf dalgaları dinlemek
Şok dalgaları pleksiglas küplerin dışına ulaştığından, daha zayıf dalgalar artık görsel olarak izlenemez. Ekip, akustik emisyon sensörlerinin kullanımıyla yeni bir çözüm buldu. Ekip, bir dizi mikrofon aracılığıyla daha zayıf dalgaları duyabildi ve üçgenleme yoluyla nereden geldiklerini belirleyebildi.
Hataları taklit etmek için birleştirilen pleksiglas küplerde benzer deneyler yapıldı. Sonuçlar, patlayıcı biçimli kırıkların önceden çıkan fay hatlarını geçme eğiliminde olduğunu, ancak stres ve fayın oryantasyonu gibi koşulların da sonuçların belirlenmesinde rol oynadığını gösterdi.
Bu tekniğin önemi, çalışmanın pleksiglas küplerden gerçek granit oluşumuna geçişine yardımcı olabilmesidir. Akustik sensörlerden gelen bilgiler, bilgisayar modelleme çabalarında da etkilidir.
Sonraki adımlar
Ekip şu anda aynı deneyleri 1 fit küp granit üzerinde yürütüyor ve 3 fit küp granite kadar ölçeklendirmeyi hedefliyor. Laboratuar ölçekli deneylerin sonuçları umut verici olursa, Utah FORGE sahasında saha testi için potansiyel var. Bu, üç ila beş yıl gibi kısa bir sürede gerçekleşebilir.
Kaynak: ThinkGeoEnergy
