Комплексное исследование энерго- и ресурсосберегающих процессов и разработка теоретических основ и геотехнологий извлечения ценных компонентов из гидротермальных растворов современных геотермальных систем и месторождений. Разработка методов комплексной оценки воздействия освоения и эксплуатации геотермальных месторождений на окружающую среду. Экспериментальные лабораторные и модельные численные исследования тепло-массопереноса в гетерогенных многофазных потоках при освоении и разработке геотермальных систем и месторождений.

На основе модельных и экспериментальных исследований процесса извлечения бора и лития из гидротермальных растворов с использованием промышленных сорбентов и сорбентов, полученных направленным модифицированием поверхности природных алюмосиликатов установление закономерности получения технологичных высококонцентрированных растворов. Проведение экспериментов по извлечению соединений лития, бора и мышьяка из геотермального теплоносителя в производственных условиях. Разработка технологии извлечения ценных компонентов на основании натурного эксперимента в районе работающего геотермального энерготехнологического комплекса. Разработка уточненной, концептуальной модели воздействия освоения и эксплуатации геотермальных месторождений на окружающую среду, основанной на комплексе геолого-геофизических, гидрогеологических и гидрохимических данных, а также данных по газовому составу атмосферного и почвенного воздуха, теплового режима поверхностных, подземных и теплоэнергетических вод, анализа микросейсмического фона и др. факторов. Экспериментальное исследование процесса теплоотдачи при конденсации пара в стволе модельной геотермальной добычной скважины и в трещине модельного геотермального коллектора на прецизионных лабораторных установках. Разработка численной термогидродинамической модели теплопереноса в горных породах геотермальных систем и месторождений при освоении их тепловых ресурсов. Разработка технологии блочных петротермальных установок (БПУ) для получения тепловой и электрической энергии на основе геотермальных циркуляционных скважинных систем (ГЦС). Оценка целесообразности их разработки. Установление на базе разработанной численной модели ГЦС варьируемой мощности, оптимальных технологических параметров схемы разработки (расстояний между забоями добычных и нагнетательных скважин, относительных глубин указанных забоев, дебитов и давлений нагнетания и др.) для различных схем: дублет, триплет и др. Оценка технико-экономических параметров пилотных ГЦС различной установленной тепловой мощности для потенциальных регионов приложения технологии: Центральный федеральный округ, Северо-Западный федеральный округ, Дальневосточный федеральный округ (о. Сахалин, Курильские о-ва, п-ов Камчатка, арктический шельф). Оценка целесообразности создания и эксплуатации БПУ для различных областей с нормальным и высоким геотермическим градиентом. Оценка на базе полученных результатов оптимальных единичных тепловых мощностей БПУ для различных регионов и геотермических условий. Рекомендации по использованию полученных разработок при проектировании систем освоения петротермальных ресурсов.