Methods, systems, and devices for quantifying geothermal heat flux using vertical temperature profiles at shallow depths

Abstract

Methods, systems, and devices for quantifying geothermal heat flux using shallow subsurface temperature measurements are provided. A method can include deploying vertical temperature probes with fiber optic sensors, strain sensors, and advective sensors at measurement sites. Time-series temperature data is then recorded, processed to determine equilibrium temperature profiles, and corrected for climate-driven signals, strain, and advection effects. Geothermal heat flux is calculated by combining the corrected temperature gradient with subsurface thermal conductivity, and a heat flux map can be generated to identify geothermal energy resources.

Description

[0001]. . , . , . , ’ , ’ , . ,.., , , . , . , , . . , , , - - . .. . . . . . . . . .. .. . .. .. . - - . . .. .. . . . . . . . . . ... . - - . . - . . . . . . . . . . . . , . , , , , - - . , ,, - , , , , - , ,. , , . , ,. ,, . , . , , . , , , - - . , , . - . , . . , ,- . , . , , . . , - - - . , ,, , , ,. - , , , , . , , , , . . , , . , ,. , . , . , , - - . , , , , , . . . , , “,” “ , , “” “ ,” “” , ” “.” , , . , “ ” “ ,” “,,” . “ ,” “ ,” , , ,- “ ” -, . ., , . , - - . . ,, , , , . , , , . , . , ,..,-., , , - . -- . - , , , . , . , - - - . ., , - - ., ,- , . ., , , , , . ,- . , . , ,. , . , . ,,- - - . ,. ,. , , - . , ,, . , , , - . ', , , . - . , , , . , - - . - ,. ,. , , . , , -. , , , . , , . , , . - . , , , . , , . - - . . , , . - . . , - , , , . - . . , , ., - , . , . - . - - . . ,' . , , - - , . - . . . . , , - . , ' . , ,- . , , , , . - - . , ,, . , , , ,. - , . , . , , . . , , ,. , , ,.. , - - . - . , , , . . . ' . , , , ,, - . ,. . - . .., , . . - - . , ,,,.,,., , , . , . , , , , ,. , , . , ,, , ,. , , . ., , , - - . ., , , ., , . , .. , , . - .. , , , , . , . , , . . - - . ,., , . - , , . , , .,, .- . , , , , , . . , , - . , -- . , . , , - - . - , , . . . , .. . , . , , . , .. . . - . , ,. . , , . . - - . , . . , , . .. , ,, . , . . , . , , ,., , , ,, , . , .. . - - . , , ,, ,,. , . , ,, , - , . . ,- . , . , , . , . . , , . ., , - - . , . , ,,, . , , . - , , ., , , ,. ,, , , ., , . - - . , - , .- . ,, ., , . , . , . ., ,. . , . , - . , , . - - . .,,,,,,,,,,, ,, ,. ,,,,,,,,, - ,. - ,,,,,,, , . ,, , - , - , . , .- , ,,,,.,,,,,, , ,,,,,,, . ,,, . - - . , . . ,, , ., , . , . . , , - , . , , . , - , - . , - . , ,, . , - - . ., - , , . ,, , , . , , , , , , . ,, . , , , . ., , , ,- , , . , . , ,,. , - - . , , , - ,. , . - . , , ., , - ., ,- . . , ,, , . , . , . - - - . — , — , . - , , . . -. , . ,, . , , . ,,,, ,,,,,, , .- , . , . , . - - . ,., , , , . , , . ,,,,,,., ,, . , ,' . , - . , - , - , . . , ,- . , , , , , - - ., . , , , , ,, . , , - . , - , , , . ,. , , , . , , , , . , , . - , - , - , , , , - - . . . . . ,, , . , . , . . , . , , , . , - ,. , - . , ., ,. , , - - . ,- ,. , . , , . , - , -. - , . ,, . . - ,, , . , , . . , , - . , . , - - . , .. , ,, , ,. , . , , - . , . ., , .- , . ., , , . , - - . , - , ., , . ., .. , , , ,,, ,. , . .- , , ’, , ,, , . , , - - . . -, , . , - , . ., , ., , , . , ., , ., - , - ’ . , , ,- . , , — , , - - - . — , . . , , , . , , . . , , , . , , . , , - . ,, . , . , , - - . . . , , , - ,., , - , , , , , - , ., ,- , . , , . , - . , . . , , , , ,- , , , , ,, , , . - - . , , , . -, . , . , , ,. . , - , . - , - , . , , ,, ,, , , , - . . ., , , .,., , . , - - . . . ,, , . , . - , , , , , . - - , , , - . , , , ,. , - - . . “ ”, , , , , - , ., , . , . , , , - , , ,- , , - , , - - . , - , , , ., - . , , . . , . , - -, , . - - . , , - . , . - . , - , - , . , ., . - ,.., , . - , . , - - . . ,T, . - , ^^ = ^^". . ., , , , , , . . , , ,. . ^^" ^^, , , ^^. , ,.., , , - , ^^^^, ^^^^ = ^^^^ ^^'^^, ^^^^- - . ,. ^^'^^ ., , . , , ^^. . . . , . . “ .” , , , . . ,. , . , ,, . - - . , ,, . . , .,. ,, . , . , , . , , , . . , , . . - - . . , , - .. . , , . , . , , .. , ,- - ., , , - . - , . , , - . - - . , , , ., , , . , . , , - , . , . . . , - - , , - , - , . - , , . - - . . . . , ., , .- , ,s, ,c, ., , ,..,. , , , ^^^^^^^^^^^^^^^^^= ^^^^ ^^'^^, ^., ^^^^ , ^'^^ “ .” . , ,. . - - . . . .. , . - - . ^^'^^ , . .. ^^^^ ^^'^^ , , . . , . - , ^^^^, - - ., ^^^^'. ,- - - - . ^^^^ . , . - ^^'^^ = ^^* ^^+, ^^^^^^^^^^^ − ^^^^ .. ^,^ = o.,. =.-!,T .., −- , , ., ^^'^^ = ^^ ^^*^^+," ^^^^^^^^^^^ − ^^^^,.-, ^^ .. . - - . .^^ . , .*=. . + # =. = ^^%&!. -T- 2. c ^^ ≈.. . . . .... . . , - .. , . -. - . - -^^^^ = ^:;!. 'T^^ ,^^" -. . ^^^^ =<<=^:;!'. ^^ = ^^"<< . ^^^^ = ^^ ^^*^^+," ^^^^^^^^^^^ − ^^^^:;!'^^^^^. =T ^^". ^^ R.. , . ^^^^. - - . . , ^^'^^. ^^^^ = ^^*^^+, ^^^^^^^^^^^ − ^^^^:!'^^ . , , - . ^^'^^ , ,T. . . . T .. , , T. .T- - . , . , . ., ,. . , -, , ., . .. . , , . . . , . - - - . , . , ,. , , , , . . , . , ., ^^ = ^^, *^^+, ^^^^^^^^^^^ − ^^^^:!'^^ . ,. =-, ,^^ =o, ,.! T.. . ,:!' , ^^^^^^^^^^ − ^^^^,T^^, , , . , - - . , , . ., , ., . , ,. , - . , , . , . . ,, , , , . , ., ,. , . - - . - -, . -. , . . , . , , - ^^'^^ ,. . - . - - . . , , , . . - , . , , ,.., ., . . , . , .. - - . . , , ,.. , . , . . . , ,.. ,,,,,.-,.., .. - ,,,,,, . . , ,,,,, . ,,,, ,. =,., 2. ,T- -T. . ., , .-. T., , . .T=.2T =.2. , . . . . ,T, , , .T. - - . - ., , , , . , , , . , ,, ,. ,. , ,- , , . . , . ,, , , . . . ’ - - . , . ,. ,.. . ., - , . , . ,.., , . .,, , . , , , , . ., ,, . - - . . . , - – ., – . , - . . . . , . , , , , , , , . - .., ,- , .- , - - . , , , , - . .. .. ,, . - , , - . ^^"^^, ^^"- ^^^^, , , ,... , ., ,..- , , ^^"^^ . . , , ^^"^^ . , ^^^ , ^^""^ ^^ ,. - - . , . ,, ^^^^ , - . - . , . - ., , . , . ,. , , ,.., ,,, ,.. , . , ,..,,.., -. - - . ,,.., - , , . ., . ,- , .., .. , . ,.. , . , . , . . , - - . ,,, . . , , “ ,” “ .” , . –. - – - , . . ., ,., ,,, , . . , , , . , - - . , . , ,. , ,.., ,.. - , , . , . , ,,...., -, , -^^.. ,,^^, ^^.. ,,. . .. ,,,, . , - - . ,,,, . ,,. ., , . . , , . , , . -.- ., ^^^^ ., . , ,. , - . ^^ .. ,^^ . , .., , - - . .,. , , . .^^^^, ^^,..-.-., . , , . . , ,., ,.., . , - , , . . - - . -- , , . , . ,,,, , , , ., ^^^^, . . ., ^^^^ ,,, ., , ,,, -,,^^^^ = ^^^,^ ^^'^^, ^^^^. ^^'^^ - - . , . , ^^ ., ,'^^,.. - ^^^^ - , - - - ., ^^^^ . - , . - . , - ,.. . - , , ., - ,- - ^^^^,, . . .. ., - - . . , .,, . - , . ^^'^^ , ^^'^^ . , , . - , ., ,.. . , , - - . . . , ,.. . , ,.. , . . - , , , , , ^^'^^. ^^^^, , ^^'^^ ^^^^. , ^^^^ ^^^^ ^", ^. ^^ . . - - . . , , ., ,. , , , , . , , , . , , ., . ^ ^^"^^. ^"^^ . , , - - . . , , . , - ,. . ,. , .. .. . , . . , , ,,, , - . - ,. , , - - . . , - . , , , . .,. .. , . , , , ,, ., , , , , . , . , , . , , . , , . ., , - - . . , , , , , . . ,.- , , , - . , . , ,. ,. , . . , , . , , -, . ,. ,- , - - . , , , . , , . .. , , - , . , . - , ,. , , . . , . , , . . , ., - - . . , . , , , , , , . . , , . ,- . , , , . , . , , . ,- , . , - , . , , ., — , . ’ - - . .., . . .. , .-,,, . . , . , , , . , , - , - . , , . . , - . - - . , , . - - . , , . . , - , . . , - , . -, . . , , -- - , - - . . , ., , , , . , , - , .. . , . , , . , . - , , , ,,, . , - - . , . . , , .. , , ., , , . , , , , . , , , . , - , . ,, . - - . . , . ,, , . ,, , . , - . , , . ,. , -. , , . -- . , , - - . . , - . , , , , , . ,, ,. , , , , ,, . - -

Claims

. . , , , - , - . ,. . , . - . - -. . , , . -. , - . , . -. , . , -. ., -. - -.. , . , . , -- - , . . , . , . . - , .. , - -.. , . . . , . , . , . . -. , , , . - -. . ,. , . . - -

Images