Geologie voor geothermische warmtewinning Masterclass Houten 7 mei 2014 Richard Rijkers
Agenda Hoe krijg ik goede geologische informatie voor een betrouwbaar geothermisch reservoirmodel? Met welke risico s van de ondergrond heb ik te maken en hoe kan ik maatregelen treffen?
Resultaat P90-P50-P10
Boorprognose en realisatie
Geologie SEDIMENTOLOGIE en DIAGENESE
Afzettingsmilieu Reservoirkwaliteit zandstenen (en kalksteen) PHIE %porositeit K md permeab Very good Aeolian Dune sands 18 > 100 md> Good Sand flats & aeolian dune 12-18 10 100 md Medium Sand flats & fluvial 8-12 0.1 10 md Non res. Desert ponds & mud flat 0-8 < 0.1 Porien Kleimineralen Boorkernen
Depth [m] Boorgatmetingen Boorgatmetingen Kernanalyse Relatie porositeit permeabiliteit Geothermische gradient 0 Temperature [ C] 0 50 100 150 1000 2000 3000 4000 5000 AAA-01 BBB-01 gradient
Breuken en compartimentalisatie Breuken in een reservoirblok zijn een risico voor de geothermische produktie door kleismering en cataclasis Seismische lijn Veldontsluiting Microscoop
Breuken en compartimenten strike slip s H s H oblique reversed
Geothermische energie berekening Potentieel geothermische resource Heat in Place ~ geothermische energie in water volume: E HIP c ( Tproduction Tinjection) Effectieve geothermische energie ~ geothermische energie bij bron minus benodigde pomp energie E eff. geoth p E V resflow E pump CoP E / E resflow pump
Reservoir calculaties ONZEKERHEDEN Dikte en N/G D = 65-75m NG = 75% Kh / Kv 0,3 0,9 Geologische reservoir heterogeniteit eolian, braided, meandering, barriers, coastal, tidal Diepte en temperatuur 2300-2350 m Porositeit en permeabiliteit 15-18%, 100-450 md Zoutgehalte 230-255 mg/l Breuken Kleismering en cataclasis Geothermische calculaties ZEKERHEDEN Doubletontwerp (produktie injectie afstand) Well design: pijp diameters, clean up en (filter) completion Hydraulische (over-)druk Pomp- en electrisch vermogen en COP
Onzekerheidsanalyse P90-P50-P10 Power flow rate transmissivity Δ temperature porosity porosity / permeability relation thickness N/G reservoir temperature injectiontemperature
Geologisch onderzoek (OV, SDE, SEI, MbW-SodM, WABO, drilling) 1 Seismische interpretatie, structuur en reservoireigenschappen 2 Voorlopig doublet ontwerp met well design 3 Geothermische prognose MWth (P90-P50-P10) 4 Risico-inventarisatie (ondergrond, drilling en exploitatie) 5 Concept business case geothermie GO NOGO 6 Boorprognose, putontwerp, completion en test programma 7 Kwantificering risico s (maatregelen, geld en tijd) 8 Projectplan met realisatiebegroting GO NOGO
Geologisch onderzoek? OV, SDE, SEI, MbW-SodM, WABO, drilling, exploitatiefase Data: www.nlog.nl en aanvullende seismische data Ontwerp: geologen, geofysici, reservoir engineer, well engineers Realisatie: boorstelling, vergunningen en ervaren boorpersoneel Project management: werkplan, begroting, planning, risicomanagement en HSEQ
Risico s die kunnen optreden bij het boren Van geologische aard (SEI) gegeven door de ondergrond Lagere porositeit/permeabiliteit Lager dikte en N/G Gelaagdheid en anisotropie Breuken (gas, olie, H 2 S zoutgehalte) Van menselijke aard (verzekering) door menselijk handelen Stuck-in-hole (bit, tool of packer) Blow out Onkundigheid gedurende reservoirtesten Drilling fluid invasion
Risico s die kunnen optreden gedurende exploitatie van aardwarmte Afname van productiviteit en maatregelen scaling corrosie: temperatuur: radio-activiteit (Pb) pomp defect - inhibitors gebruiken (waterkwaliteit) - staalkwaliteit (casing, completion en installatie) - monitoring en reservoir management - inhibitors gebruiken - onderhoud en monitoring pomp plafonds (SodM): - nabije olie en gasvelden - micro-seismiciteit
Risicomanagement Voor een (boor-)project wordt een risicoregister gemaakt met: technisch (geologisch/booroperaties/exploitatie), juridisch, financieel, organisatorisch en maatschappelijke issues Ieder risico heeft een (1) kans (0-100%), (2) oorzaak, (3) gevolg (4), risico-eigenaar, (5) beheersmaatregel, (6) verwachtingswaarde (kans*gevolg) in geld en tijd Gewogen risico s daarna alloceren: (a) verzekeren, (b) wegleggen bij contractor of (c) zelf nemen.
Contractvormen Risico s grotendeels zelf nemen: o Day rate boren of lumpsum afweging maken o Voldoende eigen vermogen (RABO-eis) o Voldoende geld achter de hand als risicoreservering o Gemiddeld financieel beter, maar kans op dure misser o Met eigen adviseurs samen project maken o Wat/hoe/kosten diverse verzekeringen Risico s grotendeels wegleggen: o Turn key contract of warmteafname contract o Gemiddeld hogere prijs, maar geen kans op dure misser
Wrap up De betrouwbaarheid van het geologisch onderzoek en het advies is afhankelijk van: 1. Beschikbaarheid, kwaliteit en dichtheid van ondergrondgegevens 2. Ervaring van geologisch team, kennisnivo en risicobewustzijn voor geothermie 3. Klantvraag en beschikbaar budget Met een gedegen risicoanalyse kan een geothermisch project beter in detail ontworpen worden. 1. Geologische en boorrisico s kunnen vooraf worden geanalyseerd en gecalculeerd in tijd en geld. 2. Op maat gesneden risicoregisters met tijdige maatregelen maken het project (a) goedkoper en kan er een (b) scherper boorcontract met de markt worden vastgesteld (c) bij een lager risicoprofiel.
Heeft u vragen? IF Technology Velperweg 37 026 3535 565 r.rijkers@iftechnology.nl www.iftechnology.nl