Numerical modelling in research on geothermal systems
DOI:
https://doi.org/10.2478/5398Keywords
numerical modelling, geothermal systems, thermal water, computer simulationAbstract
Nowadays, numerical modelling is a common tool for support research of geothermal systems. This is possible because of development of computer sciences and access to software dedicated to numerical modelling of hydrogeological processes. With computer applications researches can do scheme of hydrogeological conditions and simulate work of geothermal systems and thermal water intakes. Researches create numerical models of geothermal systems in regional and local scale, for simulating work of specific thermal water formation and intakes and their particular elements - well active zone for example.
In parallel with the economic development of the use of thermal water in Poland there are a lot of research projects where numerical modelling occurs as a primary or supporting tool. This paper provides an overview of research issues where the solution of the problem was found with using computer application and numerical simulators.
References
ARNALDSSON A., BERTHET J.-C., KJARAN S., SIGURÐSSON S., 2014, Numerical scheme to simulate flow through an isotropic rocks in TOUGH2. Computers & Geosciences, 65: 37–45. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2013.08.002.
AUDIGANE P., CHIABERGE CH., MATHURIN F., LIONS J., PICOT-COLBEAUX G., 2011, A work flow for handling heterogeneous 3D models with the TOUGH2 family of codes: Applications to numerical modelling of CO2 geological storage. Computers & Geosciences 37: 610–620. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2010.11.020.
BATTISTELLI A., NAGY S., 2000, Reservoir engineering assessment of low-temperature geothermal resources in the Skierniewice municipality (Poland). Geothermics, 29: 701–721. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0375-6505(00)00006-7.
BORGIA A., PRUESS K., KNEAFSEY T. J., OLDENBURG C.M., PAN L., 2012, Numerical simulation of salt precipitation in the fractures of a CO2-enhanced geothermal system. Geothermics, 44: 13–22. DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.geothermics.2012.06.002.
BOTOR D., PAPIERNIK B., MAĆKOWSKI T., REICHER B., MACHOWSKI G., GÓRECKI W., 2012, The Thermal History of the Carboniferous Source Rocks in the Moravian-Silesian Unit, Fore-sudetic Monocline, Poland. [in:] 74th EAGE Conference and Exhibition incorporating EUROPEC 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.3997/2214-4609.20148535.
BOTOR D., PAPIERNIK B., MAĆKOWSKI T., REICHER B., KOSAKOWSKI P., MACHOWSKI G., GÓRECKI W., 2013, Gas generation in Carboniferous source rocks of the Variscan foreland basin: implications for a charge history of Rotliegend deposits with natural gases. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 83: 353–383.
BUJAKOWSKI F., 2010, Modelowanie równowagi termodynamicznych wód z horyzontu dolnojurajskiego ujętych w odwiercie geotermalnym Gostynin GT-1. Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 3: 63–74.
BUJAKOWSKI W., TOMASZEWSKA B. (eds.), 2014, Atlas wykorzystania wód termalnych do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej w układach binarnych w Polsce. Wyd. Jak, Kraków.
FINSTERLE S., SONNENTHAL E. L., SPYCHER N., 2014, Advances in subsurface modeling using the TOUGH suite of Simulator. Computers & Geosciences, 65: 2–12. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2013.06.009.
GAŁA I., 2011, Wstępne rozpoznanie i charakterystyka siarczkowych wód termalnych w otworze Busko C-1. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 1-2: 339–348.
GANGULY S., KUMAR M. S. M., 2012, Geothermal Reservoirs – A Brief Review. Journal Geological Society of India, 79, June 2012: 589–602. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12594-012-0098-8.
KANIA J., 2003, Geochemical interpretation of thermal fluids from low-temperature wells in Stykkishólmur, W-Iceland and Pyrzyce, NW-Poland. Reports of the United nations University Geothermal Training Programme, Iceland.
KAPUŚCIŃSKI J., 2011, Modele transportu ciepła. [in:] Dąbrowski S., Kapuściński J., Nowicki K., Przybyłek J., Szczepański A. (eds.), Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych. Bogucki Publ., Poznań: 333–349.
KĘPIŃSKA B., BUJAKOWSKI W. (eds.), 2011, Wytyczne projektowe poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych. Patria Publ., Kraków.
KLESZCZ A., TOMASZEWSKA B., 2013, Prognozowanie scalingu na przykładzie wód ujmowanych otworem Bańska PGP-1. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 1/2013: 115–122.
LEI H., ZHU J., 2013, Numerical modeling of exploitation and reinjection of the Guantao geothermal reservoir in Tanggu District, Tianjin, China. Geothermics, 48: 60–68. DOI: http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.geothermics.2013.03.008.
MACHOWSKI W., MACHOWSKI G., BIAŁECKA K., 2013, Ocena możliwości pracy dubletu geotermalnego na strukturze Wiśniowej koło Strzyżowa, jako wyniki modelowań dynamicznych. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 2/2013: 95–108.
MIECZNIK M., 2010, Problematyka modelowania numerycznego 3D złóż geotermalnych. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 1-2/2010: 61–73.
PAPIERNIK B., SOWIŻDŻAŁ A., MACHOWSKI G., 2013, 3D Static Models as a Tool to Indicate Prospective Geological Structures for EGS in Sedimentary Rocks of Central Poland. [in:] Second EAGE Sustainable Earth Sciences (SES) Conference and Exhibition. DOI: http://dx.doi.org/10.3997/2214-4609.20131638.
PRITCHETT J.W., 1995, STAR: A geothermal reservoir simulation system. Proc. World Geothermal Congress 1995, Florence, 18–31 May 1995: 2959–2963.
PRUESS K., OLDENBURG C., MORIDIS G., 1999, TOUGH2 user’s guide, version 2.0. Report LBNL-43134, Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley, California.
RECHARD R.P., WILSON M.L., SEVOUGIAN S.D., 2014, Progression of performance assessment modeling for the Yucca Mountain disposal system for spent nuclear fuel and high-level radioactive waste. Reliability Engineering and System Safety, 122: 96–123. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2013.06.028.
REED M.H., 1998, Calculation of simultaneous chemical equilibria in aqueous mineral-gas systems and its application to modeling hydrothermal processes, [in:] Richards, J.P., Larson, P.B. (eds.), Techniques in Hydrothermal Ore Deposits Geology, Review in Economic Geology, 10: 109–124.
SZCZEPAŃSKI A., SZKLARCZYK T., 2006, Modelowanie matematyczne w ocenie zasobów wód geotermalnych. Geologos, 10: 253–261.
TOMASZEWSKA B., 2008, Prognozowanie kolmatacji instalacji geotermalnych metodą modelowania geochemicznego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24: 401–407.
TOMASZEWSKA B., PAJĄK L., 2012, Dynamics of clogging processes in injection wells used to pump highly mineralized thermal waters into the sandstone structures lying under the Polish Lowlands. Archives of Environmental Protection, 38: 105–117. DOI: http://dx.doi.org/10.2478/v10265-012-0029-1.
VINSOME, P.K.W., SHOOK G.M., 1993, Multi-purpose simulation. Journal of Petroleum Science and Engineering, 9: 29–38. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0920-4105(93)90026-B.
WELLMANN J.F., CROUCHER A., REGENAUER-LIEB K., 2012, Python scripting libraries for subsurface fluid and heat flow simulations with TOUGH2 and SHEMAT. Computers & Geosciences, 43: 197–206.DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2011.10.011.
WIKTOROWICZ B., 2014, Formowanie się składu chemicznego wód termalnych niecki łódzkiej w świetle badań modelowania hydrogeochemicznego. [in:] Modele matematyczne w hydrogeologii, Krawiec A., Jamorska I. (eds.), UMK Publ.: 169–174.
XU T., SONNENTHAL E.L., SPYCHER N., PRUESS K., 2006, TOURGHREACT: a simulation program for non-isothermal multiphase reactive geochemical transport in variably saturated geologic media. Computers & Geosciences, 32: 145–165. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2005.06.014.
ZENG Y.-Ch., WU N.-Y., SU Z., HU J., 2014, Numerical simulation of electricity generation potential from fractured granite reservoir through a single horizontal well at Yangbajing geothermal field. Energy, 65: 472–487. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2013.10.084.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Stats
Number of views and downloads: 346
Number of citations: 0