The model of heat potential from geothermal reservoirs and aquifers of oil and gas fields on the territory of the Republic of Croatia

doctoral thesis

• Title: The model of heat potential from geothermal reservoirs and aquifers of oil and gas fields on the territory of the Republic of Croatia : doctoral dissertation
• Title (croatian): Model pridobive toplinske energije iz geotermalnih ležišta i vodonosnika naftno-plinskih polja na području Republike Hrvatske : doktorski rad
• Author: Martina Tuschl
• Mentor: Tomislav Kurevija (mentor)
• Committee member: Marija Macenić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Daria Karasalihović-Sedlar (član povjerenstva)
• Committee member: Stjepan Strelec (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering; Zagreb
• Defense date and country: 2024-04-12, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mining, Petroleum and Geology Engineering; Petroleum Mining
• Universal decimal classification (UDC): 622.323 - Petroleum mining. Petroleum engineering

Abstract

The beginning of the use of geothermal energy in the Republic of Croatia started in the 1980s and was mainly related to the exploration of oil and gas, while the initial use was mainly related to the need for thermal energy, until recently the first geothermal power plant was put into operation. A special feature of geothermal energy is its independence, i.e. its availability around the clock, which ensures the stability and security of the system, whether for the generation of electricity or heat. The geothermal potential is linked to the geological characteristics of the reservoirs, which makes it an energy source with a local character. It is important to assess the potential of an individual area so that the geothermal potential can be fully exploited. The assessment of geothermal potential is an important element in determining the possible temperatures of geothermal water, considering the wide spectrum of geothermal energy use and economic extraction. The aim of this study is to determine the geothermal potential of the Croatian part of the Pannonian Basin. Data from 181 wells were analysed for the presence of inflow, temperature and porosity as well as permeability and volume for each well or lithological unit. Monte Carlo models were used to create a probability distribution of potential inflows from the well, while the dependence between productivity and permeability indices was determined for each individual lithological unit observed. As a result, geothermal potential was mapped according to the obtained values of heat in place for Croatian part of Pannonian Basin covered with analysed wells. The Croatian oil fields are mostly at the end of their production, and during the production period the method of waterflooding was used as a secondary method to increase recovery. The deep aquifers of the oil and gas fields have the potential for geothermal energy production, and the possibility of using existing wells that could be used for geothermal energy production has been analysed. In order to be able to use the existing infrastructure, especially the wells, the model of selecting a single well for the extraction of geothermal energy was analysed, focusing on the well completion. Indeed, the well completions as well as the depth of the well are a limiting factor in the selection of a well for future geothermal energy production. For this reason, it II is necessary to determine the techno-economic possibility of converting each oil well into future geothermal energy through a preliminary analysis.

Abstract (croatian)

Početak upotrebe geotermalne energije u Republici Hrvatskoj počine 80-tih godina prošlog stoljeća i uglavnom je vezana uz istraživanja provedena u svrhu eksploatacije nafte i plina, dok se početna upotreba veže uglavnom uz potrebe za toplinskom energijom, sve do nedavno, kada je s radom počela prva geotermalna elektrana. Geotermalna energija kao obnovljivi izvor energije sve više dobiva na značaju u energetskim politikama država koje posjeduju geotermalni potencijal. Posebna značajka geotermalne energije je njezina neovisnost, odnosno dostupnost 24 sata u toku dana što osigurava stabilnost i sigurnost sustava, bilo za proizvodnju električne energije ili toplinske energije. Geotermalni potencijal vezan je na geološke karakteristike ležišta što ga čini energentom lokalnog karaktera te je važno procijeniti potencijal pojedinog prostora kako bi se geotermalni potencijal mogao u potpunosti iskoristiti. Procjena geotermalnog potencijala važan je element u određivanju mogućih temperatura geotermalne vode, a s obzirom na širok spektar upotrebe geotermalne energije te ekonomičnog pridobivanja. Hrvatski geotermalni potencijal usko je vezan uz Panonski bazen i njegove geološke karakteristike na prostoru Republike Hrvatske. Dosadašnja istraživanja uključivala su pojedinačne lokacije bez opsežne analize cjelokupnog prostora te se pokazala potreba za analizom dostupnih bušotinskih podataka, a koji su potvrdili postojanje dubokih vodonosnika, na način da se kvantificira i prostorno locira geotermalni potencijal. Cilj ovog istraživanja je utvrditi toplinski potencijal hrvatskog dijela Panonskog bazenskog sustava, kako bi se procijenio toplinski potencijal geotermalnih ležišta. Analizirani su podaci s 181 bušotine koji se odnose na prisutnost dotoka, temperaturu i poroznost, kao i propusnost i volumen za svaku bušotinu, odnosno karakterističan litološki marker, uključen u procjenu. U geotermalnim ležištima jedan od najvažnijih podataka uz petrofizičke i termodinamičke podatke je potencijal bušotine, odnosno maksimalni protok pri određenim uvjetima propusnosti i poroznosti. Monte Carlo modeliranjem, napravljena je distribucija vjerojatnosti mogućih dotoka iz bušotine uz postavljanje ovisnosti između indeksa produktivnosti i propusnosti za svaku pojedinu litološku jedinicu koja je promatrana. Kao rezultat modeliranja, ekstrapolirani su dobiveni lokalni podaci toplinskog potencijala oko analiziranih bušotina te je na taj način mapiran geotermalni toplinski potencijal arealno distribuiran na prostoru hrvatskog dijela Panonskog bazena. IV Republika Hrvatska ima dugogodišnju povijest istraživanja i eksploatacije ugljikovodika koja u Hrvatskoj traje već preko 70 godina. Hrvatska naftna polja uglavnom su u svojoj silaznoj putanji proizvodnje, a tijekom proizvodnog vijeka koristila se metoda zavodnjavanja kao sekundarna metoda povećanja iscrpka. Duboki vodonosnici naftnih i plinskih polja imaju potencijal za proizvodnju geotermalne energije te je analizirana mogućnost korištenja postojećih bušotina, a koje bi mogle naći svoju primjenu u proizvodnji geotermalne energije. Na taj način napravila bi se tranzicija naftne industrije prema obnovljivim izvorima energije, te ujedno smanjili troškovi korištenja geotermalne energije budući da bi se koristile postojeće bušotine. Kako bi se mogla iskoristiti postojeća infrastruktura, posebice bušotine, analiziran je model odabira pojedine bušotine za proizvodnju geotermalne energije s fokusom na postojeću bušotinsku opremu. Naime, oprema ugrađena u bušotinu, kao i dubina bušotine stvaraju ograničavajući faktor prilikom odabira bušotine za buduću proizvodnju geotermalne energije te je iz tog razloga potrebno prethodnom analizom utvrditi tehno-ekonomsku mogućnost prenamjene svake pojedine naftne bušotine u buduću geotermalnu.

• Keywords: geothermal energy; geothermal reservoir; heat in place; mature oil field; oil bottom aquifer
• Keywords (english): geotermalna energija; geotermalna ležišta; toplinski potencijal; zrelo naftno polje; vodonosnici naftnih polja
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:169:745809
• Study programme: Title: Applied Geosciences, Mining and Petroleum Engineering; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor znanosti/doktorica znanosti (doktor znanosti/doktorica znanosti)
• Catalog URL: http://katalog.nsk.hr/F/?func=direct&CON_LNG=ZAG&local_base=ZAG01_WEB&doc_number=000725479
• Type of resource: Text
• Extent: VI, 117 str. : 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2024-04-18 09:10:17