Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Deriving Geothermal Reservoir Properties from Tomographic Models
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utvärdering av geothermala egenskaper från tomografiska studier (Swedish)
Abstract [en]

The effectiveness of the heat transfer in a geothermal reservoir strongly depends on its temperature, pressure and rock type. A porous and fractured rock is essential to provide a hot fluid circulation to a geothermal power plant. Velocity anomalies in seismic tomography may relate to the location of a fluid reservoir, hydrothermal systems, and possible heat sources. However, the subsurface properties like porosity, fracture density, and fluid state (e.g liquid, gas or supercritical fluid) cannot be inferred directly using seismic tomography. The inversion of seismic data can be combined with an effective medium model (EMM) to investigate such rock and subsurface properties.

In the present study, we implement an EMM involving elastic rock properties and the following descriptions of inclusions: pore porosity, fracture density, fracture aspect ratio, fracture porosity, and liquid ratio. The chosen EMM was reproduced from the work of Adelinet et al. (2011a) and Adelinet (2010). Tomographic results were inverted for the same geographic area (Krysuvik in Iceland) in order to validate our method and to confirm the presence of the supercritical fluid reservoir. We re-evaluate the assumptions and constraining parameters choice of the inverse model used in Adelinet et al. (2011a) and Adelinet (2010), in order to 1) get a better understanding of the underlying problems, 2) investigate the sensitivity of the results based on the constraining parameters, 3) produce suitable workflows, and 4) build an adaptive method for geothermal exploration in different areas.

The newly implemented method found the same qualitative results in Krysuvik as Adelinet et al. (2011a). Namely, at ≈ 6.5 km depth both values of fracture density and of liquid ratio are consistent with hydraulic fracturing and a probable super-critical fluid reservoir. Afterwards, the method was applied to the Hengill volcanic complex. Fracture density and liquid ratio values similar to those observed at Krysuvik and associated to a geothermal reservoir were obtained at Hengill at the exact location of existing production sites. Our results also showed limitations of initial assumptions and could contribute to improve the method. This study could be a starting point to build a more sophisticated tool for geothermal exploration.

Abstract [sv]

Idag består majoriteten av världens energiproduktion av fossilt bränsle. Naturgas, kol och olja stod tillsammans för 70% av världens energiproduktion 2010 och det ökar konstant trots nödvändigheten att minska koldioxidutsläppen. Geotermisk energi är en hållbar resurs men bidrar endast med mindre än 2% av världens energi. Det finns dock undantag, exempelvis på Island där 70% av all energi som förbrukas kommer från geotermiska resurser. Island är en seismiskt aktiv region som inkluderar diverse olika geotermiska områden med hög temperatur. På grund av detta, har det där skett mycket forskning om geotermiska resurser. Vidare information är nödvändig för att utforska potentialen av att nyttja geotermisk energi.

I denna studie impementerades en metod som kombinerar seismiska hastigheter och teoretiska mekaniska egenskaper av stenar, exempelvis stenbrottsgeometri. Metoden tillåter att uttyda egenskaper under ytan, framförallt tätheten av sprickor och det fysiska tillståndet av vätskan. Dessa egenskaper kan bidra med relevant information för beslutstagande och är nödvändiga för att lyckas med borrning. En optimering av mätna och teoeriska värden var beräknad för att hitta de optimala värdena av spricktäthet och det fysiska tillståndet av vätskan. Studien fokuserar huvudsakligen på två geotermiska områden på Island, Krysuvik- och Hengill-vulkanernas områden. Resultat erhållna från Krysuvik konfimerade en möjlig superkritisk vätskereservoar på ettdjup av 5.5-6.5 kilometer. Efter att ha studerat Hengill-området, uppkom resultat på den geotermiska utvinningsplatsen men det visade även begränsningar kring metoden. Metoden behöver förbättras och anpassa sig till funktionen av området. Heterogeniteten och de komplexa egenskaperna (till exempel bergskomposition eller vätskealternering) under ytan ledde till omvärdering av antaganden gjorda i den initiala mediummodellen.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 55
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 460
Keywords [sv]
Geothermal reservoir, super-critical fluids, optimization, seismic tomography, effective medium model, Iceland, Geotermisk energi, seismisk, mediummodel, reservoir, spricktäthet, superkritisk vätska optimisering
National Category
Geophysics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-399927OAI: oai:DiVA.org:uu-399927DiVA, id: diva2:1379649
Subject / course
Geophysics
Educational program
Master Programme in Physics
Available from: 2019-12-17 Created: 2019-12-17 Last updated: 2019-12-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Kim_master_460_ny.pdf(43710 kB)4 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 43710 kBChecksum SHA-512
a698745890910dad40e312caa3db1c6272d0aa021a9df1bde4d4a4bcb92018e6b9c4dd1522a70aa233c6281ad8ca18f529c5e1a2b5ec86426a9662cbb0eef291
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Geophysics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 4 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 27 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf