Technische haalbaarheid Geologische aspecten en risico s

Transcriptie

1 Technische haalbaarheid Geologische aspecten en risico s Jan Tel 23 September 2013

2 Aardwarmte (Diepe Geothermie) Extractie van warmte / grondwater uit de diepe ondergrond Warmteproductie en/of electriciteitsproduktie (>150 C) Opsporing & Produktie: Technieken uit Olie & Gas industrie Risico analyse: Technieken uit Olie & Gas industrie (P10/P50/P90) Risico s & Beperkingen: Bron Aanwezigheid in >150 C domein op gewenste lokatie Bron Kartering kwaliteit (data: beschikbaarheid, kwaliteit, dichtheid) Bron Potentie (Dimensie, Porositeit & Permeabiliteit en Thermische gradient) Boor- en Boorgatmeeting problemen Aanwezigheid Hydrocarbons (olie, gas of condensaat) in Bron(grondwater) Vergunning aanvraag, juridische haalbaarheid (Bestemmingsplan DO)

3 Aardwarmte produktie & verdeling Heat Flow Afkoeling vd Kern door radioaktief verval (U,Th etc) Temperatuur ~ Diepte (tot ±7000 C) Thermische gradient Geologie afhankelijk, in Nederland ca. 30 C/km ±1000 C ±4800 C ±7000 C -Craton (oude afgekoelde dikke Korst) 10 C/km [mijnbouw op 3km diepte: Zuid Afrika] -Vulkanisch aktieve zone (jonge hete dunne Korst) C/km [Indonesie]

4 Aardwarmte produktie & verdeling Verdeling = Heterogeen!

5 Risico s & Beperkingen Geschikte bron: Juiste formatie op juiste diepte: Temperatuur, Dimensie, Porositeit & Permeabiliteit > Voldoende Capaciteit Geschikte data Seismiek en boorgatmetingen: beschikbaarheid, kwaliteit, dichtheid Aanwezigheid Hydrocarbons (olie, gas of condensaat) in Bron(grondwater) Risico Analyse: Technieken uit Olie & Gas industrie (P10/P50/P90) Vergunning aanvraag, juridische haalbaarheid

6 Informatie over de Ondergrond: Geologische kaart van Nederland Bron:TNO

7 Informatie over de Ondergrond: Seismische data 0 ± 2.5 km 10km Dicht netwerk van seismische gegevens en boorgat gegevens nodig. Desondanks is de resolutie laag (~20m seismiek & 0,5ft boorgat logs). 7

8 Informatie over de Ondergrond: Boorgat gegevens??? 8

9 Informatie over de Ondergrond Z (m) T ( C) Grote hoeveelheid gegevens per boring, maar boringen liggen vaak kilometers uit elkaar. Correlatie mbv seimische data/profielen. Bron: Southern Permian Basin Atlas,

10 Kennis Petroleum Systemen in NL Ondergrond: Source rock, Reservoir, Seal en Structuren Afgedekt door dik Zechstein zout Rotliegend zandsteen reservoir Gas van Carboon steenkool 5000 m Bron: NAM 10

11 Olie and Gas exploratie en productie data in Nederland Data na 5 jaar publiek Boorgat Kern Seismisch 2D/3D (TNO) (Netherlands Journal of Geosciences, Duin et al. 2006))

12 Olie and Gas exploratie en productie data in Nederland Inzet data en Kennis Reduceert: 1. Exploratie kosten 2. Geologisch risico Reservoirs/Aquifers with geothermal potential Temperature at 2000m based on measurements in boreholes (Geolog y of the Netherlands, W ong et al. 2007)

13 Opsporing van diepe aquifers voor Geothermie Exploratie stappen voor Diepe Geothermie: Seismische interpretatie Petrophysische analyse op boorgat log gegevens Geologische modellering (facies, porositeit, permeabiliteit) Temperatuur modellering Dynamische simulatie (modellering vloeistofstroming door de aquifer/reservoir Frac-simulaties (optioneel) Boorontwerp evaluatie doublet design en life-time) Vergelijkbaar met petroleum Industrie workflow

14 Aktiviteiten in NL Diepe Geothermie (Aangevraagde) opsporingsvergunning Winningsvergunning

15 Evaluatie van geothermisch potentieel in het Rotliegend (Permian) in een regio in Nederland: olie en gas issue. A. Seismische interpretatie: 1. Boorgatdata (diepte) kalibreren aan seismische data (TWT tijd) 2. Breuk en Horizon interpretatie 3. Seismische snelheid modellering en Tijd-Diepte conversie Boorgat B. Petrofisische analyse: Boorgat data lihologie (gesteente) en vloeistof karakterisatie

16 Porositeit & Permeabiliteit Onderzoek Micro-scale: Petrographic, SEM and XRD om

17 Evaluatie van geothermisch potentieel in het Rotliegend (Permian) in een regio in Nederland: olie en gas issue Geologisch Model Een 3D geologisch model wordt geconstrueerd om inzicht te krijgen in de lithologische (gesteente type, porositeit & permeabiliteit) opbouw/samenstelling van het reservoir/aquifer. Top Rotliegend Gele cirkel is de voorgestelde lokatie voor een produktie put. GWC GWC = gas water contact

18 Evaluatie van geothermisch potentieel in het Rotliegend (Permian) in een regio in Nederland: olie en gas issue. Dynamische Simulatie - De doorbraaktijd van het geinjecteerde (koude) water zo lang mogelijk uit te stellen om zo de levensduur van het doublet te vergroten en kosten te drukken. Bij voorkeur meer dan 30 jaar!

19 Data distributie/dichtheid risico en oplossing Een algemene uitdaging voor de geothermie industrie is dat de data van de diepe ondergrond beperkt zijn tot olie en gas (HC) gebieden en geclusterd zijn rondom zgn anticlines (horizon-heuvels) waar HCs accumuleren ipv bij synclines (horizon-dalen). Op de flank van een heuvel zal meestal een injectorput (1) gezet worden terwijl in het dal een productieput (2) gezet zal worden. OPLOSSING: Seismische Inversie wordt algemeen toegepast in olie en gas exploratie en kan eenvoudig worden toegepast in de geothermie exploratie. Deze technieken zijn gebaseerd op correlatie tussen petrofysische parameters and seismische data. Anticline HC W 1 Syncline 2 Anticline: Hydrocarbons HC mogelijk aanwezig Putten, Logs, Kernen beschikbaar Lagere temperatuur dan in syncline Syncline: Meestal Water Saturated Meestal alleen Seismische data beschikbaar Hogere temperatuur dan in anticline Potentieel geothermische target?

20 Informatie over de Ondergrond: Seismiek

21 Informatie over de Ondergrond: Seismische inversie 1993 nu

22 Seismische Inversie: Model validatie / History Matching DistanceacrosSection Distance across Section Porosity 0-39% Depth Depth 850 Dep th De pt h Porositeit Lithologie Gesteente type DistanceacrosSection Distance across Section Poro-Perm relatie 850 Depth Dept h Permeabiliteit Distanceacros Section 2500 Petrofysische analyses

23 Reservoir modeling & well planning Identificatie van target zones met 3D visualisatie technieken

24 Produktie modelering Olie produktie rate voor gehele veld (in bbl/dag): gemeten gesimuleerd water doorbraak tijdstip gehele veld: gemeten gesimuleerd

25 Financiële risico s door geologische risico s

26 Fugro Integrated Solutions for Geothermal Projects Project management Geological investigation Remote sensing Structural Geology Geochemistry Stratigraphy Construction and design INTEGRATED SOLUTION Data acquisition Seismic Inversion Field work / mapping Laboratories Aerial & Satellite images Dynamic simulations Conceptual modelling MT Surveys Onshore Seismic Gravity and Magnetic Well targeting 3D Geological Modelling Radiometrics Well-logging

27 Dank voor uw aandacht address telephone Fugro Ecoplan Fugro GeoServices B.V. Parkstraat JG The Hague The Netherlands +31-(0) internet of