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 Very good Good Medium Non res.
zandstenen (en kalksteen)
Reservoirkwaliteit PHIE %porositeit K mD
Aeolian Dune sands Sand flats & aeolian dune Sand flats & fluvial Desert ponds & mud flat
18 > 12-18 8-12 0-8
permeab
100 mD> 10 – 100 mD 0.1 – 10 mD < 0.1
Porien
Kleimineralen
Boorkernen
Boorgatmetingen
Boorgatmetingen
Kernanalyse
Relatie porositeit permeabiliteit
Geothermische gradient
Temperature [°C] 50
0 0
Depth [m]
1000
2000
3000
4000
AAA-01 BBB-01 gradient
5000
100
150
Breuken en compartimentalisatie •
Breuken in een reservoirblok zijn een risico voor de geothermische produktie door kleismering en cataclasis
Seismische lijn Microscoop Veldontsluiting
Breuken en compartimenten
strike slip
sH
sH oblique reversed
Geothermische energie berekening Potentieel geothermische resource Heat in Place ~ geothermische energie in water volume:
EHIP c p V (Tproduction Tinjection) Effectieve geothermische energie ~ geothermische energie bij bron minus benodigde pomp energie
Eeff . geoth Eresflow E pump
CoP Eresflow / E 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
porosity
porosity / permeability relation
thickness N/G
Δ temperature
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, H2S 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
- inhibitors gebruiken (waterkwaliteit)
corrosie:
- staalkwaliteit (casing, completion en installatie)
temperatuur:
- monitoring en reservoir management
radio-activiteit (Pb)
- inhibitors gebruiken
pomp defect
- 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
[email protected] www.iftechnology.nl
