Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg

Transkript

1 Temadag om geotermi og varmelagring Dansk Fjervarme, møde i Kolding den 20. november 2018 Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg En undersøgelse af de geologiske muligheder for varmelagring i undergrunden ved Aalborg - Projekt De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet Lars Kristensen og GEUS arbejdsgruppe vedrørende varmelagring

2 Arbejdet med lagringsmulighederne i EUDP-projektet: Formål: 1. Undersøge de geologiske forhold ved Aalborg, 2. Udpege lagrings-formationer, 3. Prognose for reservoir-parametrene Kort med beliggenhed af Aalborg Forsynings indre varmering 2

3 Geologiske og reservoirmæssige forhold ved varmelagring i dybere formationer. Der injiceres vand ind i en lagerformation via en boring. Vi ønsker tilstedeværelsen af et godt reservoir, hvori der kan lagres varmt vand, dvs.: Rene (næsten ler-fri) sandlag Sandlagene skal have: Tilstrækkelig stor tykkelse Høj porøsitet, altså en stor mængde porerum. Porøsitet min. 15%, bedst > 20%. Høj permeabilitet, dvs. stor gennemstrømmelighed. Høj temperatur. Afhænger af dybden. Dybden til reservoiret må ikke være for stor, bedst ½-1 km, måske 1½ km 3

4 Data materiale, vi har følgende (til brug for at undersøge de geologiske forhold ved Aalborg og for at bestemme reservoir-parametrene) 1. Dybe boringer med opboret materiale fra 1 3 km. 2. Borehulsmålinger/ logs. Med logs menes målinger med en sonde, der sænkes ned i borehullet. 3. Seismik. Refleksioner fra lag - efter at der er sendt lydbølger ned i jorden (seismiske refleksionsdata)

5 Børglum-1 To logkurver Flyvbjerg-1 Vedsted-1 Haldager-1 400m 800m 1100m 1300m Aalborg Kalk / Kridt Lagringsformationer og dybder: Frederikshavn Fm. (700 m) Haldager Sand Fm. (1 km) Data fra nærliggende dybe boringer extrapoleres hen til Ålborg området. Dvs. korrelation af sandstenslag i formationer under kalk- og kridtlagene. 1700m 2000m Gassum Fm. (1,4 km) 5

6 Log analyse Hvad kan vi få ud af at analysere borehulsmålingerne? Tolke log-kurverne med henblik på at vurdere reservoiregenskaberne, dvs.: Porøsitet. Vi har porøsitets logs, så vi kan bestemme mængden af porerum i sandstenen. Mængden af ler i reservoirbjergarten. Vi har en ler-log (GR log). Permeabiliteten. Vi har ikke en permeabilitets-log (!) så en alternativ metode må tages i brug: 6

7 Kerne af ler-og sandstenslag fra Gassum Formation - Borekerne - Små prøver (plugs) bores ud fra kernen (1-1½ ) - Herefter måles porøsitet og permeabilitet på prøverne 1-1½ plugs 3 tommer 7

8 (a) Måling af både permeabilitet og porøsitet på små prøver fra borekerner (plugprøver). Her ud fra bestemmes en porøsitets-permeabilitets sammenhæng (b) Udenfor de kernede intervaller: Vi kender porøsiteten ud fra log-tolkning, så vi kan beregne en kunstig permeabilitets-log ud fra den fundne sammenhæng mellem porøsitet og permeabilitet. Perm. målt på kerneprøver Porøsitet målt på kerne-prøver 8

9 Tilbage til en analyse af de seismiske data Seismiske emner, fortsat. Kortet viser linjer, hvor der er skudt seismik Aalborg Kvaliteten af de eksisterende seismiske data ved Aalborg: Ringe (sorte linjer). Indsamling af ny og højopløselig seismik er nødvendig, hvis der skal opnås en bedre forståelse af undergrundens opbygning lokalt ved Aalborg. Alternativet er en boring 9

10 Haldager Sand Formation Et del-resultat af en regional seismisk tolkning: Et dybde-kort (m) Dybden til toppen af Haldager Sand Fm, ca. 950 m ved Aalborg (Tykkelsen af Haldager Sand Formation, ca. 100 m ved Aalborg) Kilde: 10

11 Frederikshavn Formation Et del-resultat af en regional seismisk tolkning: Et tykkelses-kort (tykkelser i meter). Bemærk: Frederikshavn Fm. indeholder både lag med sandsten og lag med lersten Tykkelsen af Frederikshavn Formation, ca. 200 m ved Aalborg (Dybden til toppen af Frederikshavn Fm, ca. 700 m ved Aalborg) Kilde: 11

12 Prognosen er baseret på den seismiske tolkning, vægtede gennemsnit af boringsværdier samt temperaturmodeller Prognose for reservoir-parametrene (udvalgte reservoirparametre, sammenfatning) Frederikshavn Fm Haldager Sand Fm Gassum Fm Dybde, (m. u. hav-niveau) Temperatur (modelleret) (grader C), ca Tykkelse, (meter reservoirsand*) Porøsitet (%) Permeabilitet (md) Transmissivitet (kh) (Darcy-meter) *) Med reservoirsand menes her sandsten med lavt ler-indhold (<30%) og høj porøsitet (>15%) 12

13 Potentielle reservoirer for varmelagring - geologiske forhold - Frederikshavn Formationen: Sedimenterne i Frederikshavn Formation er primært af marin oprindelse, og lagserien veksler mellem siltsten, sandsten og siltholdig lersten. Sandstenen, der udgør reservoirbjergarten, er overvejende finkornet. Haldager Sand Formationen: Sandstenen er hovedsagelig mellem- til grovkornet og består overvejede af fluviale og marine sandsten med lavt ler-indhold. Gassum Formationen: Gassum formationen tolkes som en fluviatil lav marin aflejring, og aflejringen består overvejende af fin- til mellemkornet sandsten, der veksler med lersten og siltsten. 13

14 Sammenfatning og konklusioner Både Frederikshavn, Haldager Sand og Gassum Formation har et potentiale for lagring af varmt vand ved Aalborg. Dybden til Frederikshavn og Haldager Sand formationerne er meter, hvorimod Gassum Formation ligger dybere (ca. 1,4 km). Temp. (cirka): Fr.havn: 27 C, Haldager: 33 C, Gassum: 50 C. Sandstenslagene i Haldager Sand og Gassum formationerne har bedre reservoiregenskaber end sandstenslagene i Frederikshavn Formation. Haldager Sand og Gassum formationerne har særlig høj permeabilitet og transmissivitet, og derfor anses disse to formationer for velegnede til varmelagring. I Aalborg området er mængden og kvaliteten af de seismiske data ringe. Den eksisterende kortlægning af undergrunden ved Aalborg er derfor behæftet med en del usikkerhed. Indsamling af nye seismiske data vil være absolut nødvendigt, hvis der forud for boring skal opnås en bedre bestemmelse af dybden til 14 -og tykkelsen af- de potentielle reservoirer.

15 EUDP: Energiteknologisk udvikling og demonstration projekt Spørgsmål? I den næste præsentation gives et overblik over arbejdet med modellering af varmelagringen. Input data til modelleringen er den geologiske model med de 3 reservoirer, herunder dybder, tykkelser, porøsiteter og permeabiliteter. Dvs. den model, som er præsenteret i denne PowerPoint. EUDP-Rapporten Undersøgelse af de geologiske muligheder for lagring af varmt vand i undergrunden ved Aalborg kan hentes på GEUS WebGIS Portal, 15