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. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-399927 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Kim, Samantha |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, 1650-6553 ; 460 |
Page generated in 0.0065 seconds