ОТЧЕТ о НИР по теме № 0282-2018-0017 "ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС И СЕЙСМИЧНОСТЬ В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ, МАГМАТИЧЕСКИХ И ГЕОФЛЮИДНЫХ СИСТЕМАХ, ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ-ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ (TOUGH2, TOUGHREACT, C-FRAC), ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ" - промежуточный

Показано, что вулкан Мутновский действует как инжектор магмы и воды в Северо-Мутновскую зону протяженностью 25 км. Инжекции магмы в виде даек фиксируются плоско-ориентированными кластерами микроземлетрясений (MEQ), большинство из которых происходит в Северо-Восточном секторе вулкана (2x10 км²) на глубине от -4 до -2 км абс., а некоторые магматические внедрения происходят на отметках от -6,0 до -4,0 км абс. в районе продуктивного геотермального резервуара. Водное питание продуктивных резервуаров происходит при таянии ледника Мутновского вулкана (1500 м абс. до 1800 м абс.), что подтверждается данными изотопного состава (δD, δ18O) теплоносителя эксплуатационных скважин до начала эксплуатации. Дачный продуктивный резервуар с температурой 260 - 310°C и объемом 16 км³ находится на стыке разломов ССВ и СВ простирания, что совпадает с ориентацией инжекций даек. По результатам TOUGH2 моделирования показано, что резервуар способен обеспечить устойчивую продукцию 65 - 83 МВт эл. до 2055 г., при бурении дополнительных скважин в юго-восточном секторе месторождения. Более того, продукция резервуара может увеличиться до 87 - 105 МВт, если применить бинарные технологии. Моделирование также показывает, что прогнозные оценки чувствительны к величине притока локальных метеорных вод в процессе эксплуатации. Концептуальное iTOUGH2-EOS1sc термогидродинамическое моделирование Мутновской гидротермальной системы в целом объясняет ее формирование в течение 1500 - 5000 лет за счет теплового питания в результате инжекции даек через жерло вулкана Мутновского-4 и водного питания за счет инфильтрации воды через жерла вулканов Мутновского-2 и Мутновского-3.Показано, что за период с 1941 по 2017 г. в Долине Гейзеров происходит очень динамичное поведение гейзеров в естественных условиях: значительные изменения IBE (интервал между извержениями) и характеристик извержений, изменение содержания хлора и других химических элементов. Тем не менее, общая глубинная разгрузка остается относительно стабильной, поэтому изменения объясняются перераспределением тепломассопотока в результате катастрофических событий 3.06.2007 г. и 3.01.2014 г., приведших к эрозии верхнего водоупорного слоя и инжекции воды в геотермальный резервуар. Замеренные температуры в каналах гейзеров Великан (1994, 2007, 2015, 2016, 2017) и Большой (2015, 2016, 2017) показывают температуру перед извержением при заполнении канала водой ниже температуры кипения при соответствующем гидростатическом давлении, что означает, что извержения гейзеров происходят в режиме СО₂ газ - лифта в гейзерных каналах. За период наблюдений с 1941 по 2013 г. интервал между извержениями гейзера Великан характеризуется постепенным снижением поступления СО₂ с последующим значительным снижением поступления СО₂ после селя 3.01.2014 г., который повредил гейзерный канал и привел к уменьшению высоты фонтанирования гейзера. Рассмотрены отдельные аспекты полученной в результате исследований временной структуры сейсмичности, показана необходимость развития применяемой в работах по ДССП методики краткосрочного уточнения сейсмической опасности - сценария форшоков.Результаты могут быть применимы в области геотермальной энергетики, изучения условий формирования и эксплуатации геотермальных и водно-метановых месторождений в вулканогенных резервуарах и для прогноза вулканической активности и сейсмической опасности.