Поскольку прогнозируемые объемы добычи ископаемого топлива — нефти, природного газа и угля —снижаются, а их извлечение из труднодоступных и глубоких горизонтов земных недр требует все больше материальных и финансовых ресурсов, важно развивать другие виды энергетики, в частности, петротермальную. В ее основе лежат технологии извлечения тепловой энергии, которая заключена в сухих горячих породах, расположенных на глубинах 3–10 километров.
В настоящее время энергетический потенциал того или иного региона и конкретного резервуара оценивают, опираясь на результаты бурения нескольких разведочных скважин, расположение и глубина которых часто определяются недостаточно обоснованно. Поскольку стоимость бурения достигает 75% от общей стоимости всех геологоразведочных работ, такие затратные подходы сводят на нет преимущества «зеленой» энергетики. Кроме того, бурение методом «проб и ошибок» не позволяет определить пространственные границы резервуара, что, в свою очередь, ведет к очень приблизительным оценкам как его энергетического потенциала, так и сроков возможной эксплуатации. Наконец, бурение заведомо избыточного количества скважин негативно влияет на окружающую среду.
Ученые из Центра геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли РАН (Москва) разработали подход к разведке петротермальных ресурсов, основанный на построении глубинных 2D/3D моделей температуры, петро- и теплофизических свойств пород. В нем используются результаты магнитотеллурического зондирования — индукционного метода, при котором измеряют естественное электромагнитное поле на поверхности Земли. Совместный анализ построенных моделей с помощью методов искусственного интеллекта позволяет создать «паспорт» участка недр, который можно использовать для поиска областей земной коры с заданными свойствами пород.
Графическое резюме исследования. Источник: Spichak et al / Renewable Energy, 2025
Достаточными индикаторами для поиска участков земных недр, перспективных для развития петротермальной энергетики, оказались температура и проницаемость пород. На заброшенном нефтяном поле Пехельброн в Сульц-су-Форе (Франция) ученые выделили два участка недр с температурой, превышающей 150ºС, и повышенной проницаемостью. Один из них совпадает с первым в мире резервуаром петротермальной энергии, разрабатываемым с 90-х годов. Второй расположен на глубинах 2,5–3,5 километров в другой части разреза и может представлять интерес для бурения новых разведочных скважин.
«Предложенный подход значительно снизит стоимость разведки петротермальных резервуаров, а также нагрузку на окружающую среду, создаваемую в ходе таких работ. Разработанные методики могут быть также востребованы для преобразования нерентабельных месторождений углеводородов в источники петротермальной энергии. Наш коллектив планирует продолжать исследования, направленные на повышение точности оценки петротермальных ресурсов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Вячеслав Спичак, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией методологии интерпретации электромагнитных данных Центра геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли РАН.
