美国新墨西哥州桑迪亚国家实验室正在进行一项研究，研究使用炸药或推进剂以可控和可预测的方式在地下地层中创建裂缝网络的可行性。这项研究的结论可以用于建立增强型地热系统(EGS)地热井的连通性。这项研究得到了美国能源部地热技术办公室(GTO)的支持和资助。
桑迪亚机械工程师兼团队负责人埃里克·罗比说:“我们的目标是设计一种创建地热裂缝网络的新方法，你可以对它的发展方向有一个清晰的想法，它是可控制和可管理的，而且使用的资源更少，对环境更友好。”
“这就是炸药和推进剂的用武之地。设想是这种方法能使我们不再通过向井下泵送大量流体来制造压裂。我们正在与劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)合作，对爆炸进行建模，并提高形成裂缝网络的可预测性。”
有机玻璃模拟
根据LLNL计算机建模专家Oleg Vorobiev的说法，爆炸是在有机玻璃立方体内进行的，这种材料在750华氏度左右具有类似于花岗岩的机械性能。几十吨的压力被施加到有机玻璃上，以观察应力如何影响裂缝的形成。
少量的炸药或推进剂在有机玻璃立方的中心被点燃，产生小规模的爆炸。使用超高速摄像机监测裂缝向外的扩展。同时使用其他传感器监测微小的裂缝。
该团队采用的另一项技术是纹影成像，这使他们能够通过“看到”压缩引起的密度差异来监测爆炸冲击波。爆炸以每秒一百万帧的速度被记录下来。
图为犹他州FORGE项目现场的钻机
倾听微弱的波浪
当冲击波到达有机玻璃立方体的外部时，较弱的波不能再被视觉监测到。该团队借助使用声波传感器提出了一种新颖的解决方案。即通过一系列麦克风，使该团队能够听到较弱的声波，并通过三角测量确定它们来自哪里。
类似的实验是在有机玻璃立方体中进行的，这些立方体被连接在一起以模拟断层。结果表明，爆炸形成的裂缝往往不会穿过原已存在的断层，但断层的应力和方向等条件也会对结果产生决定性影响。
这项技术的意义在于，它有助于将研究从有机玻璃立方体过渡到实际的花岗岩地层。来自声波传感器的信息也有助于计算机建模工作。
后续步骤
该团队目前正在1英尺的花岗岩立方体中进行同样的实验，目标是扩大到3英尺见方的花岗岩体。如果实验室规模的实验结果证明是有希望的，就有可能在犹他FORGE站点实地测试。这最短可能在三到五年内实现。
