Opin vísindi

Deformation of geothermal reservoirs: A case study in the Hengill geothermal area using satellite geodesy

Deformation of geothermal reservoirs: A case study in the Hengill geothermal area using satellite geodesy


Titill: Deformation of geothermal reservoirs: A case study in the Hengill geothermal area using satellite geodesy
Aðrir titlar: Jarðskorpuhreyfingar á jarðhitasvæðum: Rannsóknir á Hengilssvæðinu með gervitunglamælingum
Höfundur: Juncu, Daniel   orcid.org/0000-0002-1777-8674
Leiðbeinandi: Þóra Árnadóttir
Útgáfa: 2018-01
Tungumál: Enska
Háskóli/Stofnun: Háskóli Íslands
University of Iceland
Svið: Verkfræði- og náttúruvísindasvið (HÍ)
School of Engineering and Natural Sciences (UI)
Deild: Jarðvísindadeild (HÍ)
Faculty of Earth Sciences (UI)
ISBN: 9789935930682
Efnisorð: Crustal Deformation; GNSS; InSAR; Geothermal Energy; Jarðeðlisfræði; Jarðskorpuhreyfingar; Jarðhitasvæði; Gervitungl; Doktorsritgerðir
URI: https://hdl.handle.net/20.500.11815/629

Skoða fulla færslu

Tilvitnun:

Daniel Juncu, 2018, Deformation of geothermal reservoirs: A case study in the Hengill geothermal area using satellite geodesy, PhD dissertation, Faculty of Earth Sciences, University of Iceland, 126 pp.

Útdráttur:

 
Deformation of geothermal reservoirs is a growing topic in the field of crustal deformation research. The deformation behavior of a geothermal resource can give us insight about its sustainability and can help to increase our understanding of reservoir processes. The topic of this dissertation is crustal deformation in the Hengill area with focus on the deformation around the two geothermal fields of Hengill: Hellisheidi and Nesjavellir. We show that in a complex geological setting as we have in Hengill, we need good models of the regional deformation processes to be able to investigate the more localized deformation signals of geothermal reservoirs. The plate spreading constitutes a significant component to the horizontal displacement at Hengill which can be seen in GNSS data as well as InSAR data. Additionally, a wide scale deformation signal can be seen in Eastern Hengill. The first paper of this thesis describes these observations and their modeling. We find that local subsidence signals at Hellisheidi and Nesjavellir is consistent with the observed pressure decrease in the two geothermal fields. In the second paper in this thesis, we investigate an uplift signal that was observed at Húsmúli, one of the injection sites at the Hellisheidi field, during 2011–2012. The signal appeared at the same time as the injection and an increase in seismicity in September 2011. We interpret the deformation as being caused by an increase in pore pressure, which in turn led to an increase in seismicity. To better understand the deformation of geothermal reservoirs, we study the relationship between amount of extracted geothermal fluid and the magnitude of reservoir deformation as the third topic of the thesis. We show that the ratio of reservoir volume decrease due to deformation to mass of extracted fluid depends on a number of parameters, in particular the compressibility of rock and pore fluid. We use examples from three geothermal reservoirs to investigate how different values of this ratio can be explained by different combinations of material parameters. Possible ranges of parameter combinations are presented for each case, showing that our method can be used to constrain values of material properties based on geodetic observations of surface deformation.
 
Mælingar og líkangerð á jarðskorpuhreyfingum á jarðhitasvæðum er vaxandi grein innan jarðeðlisfræði. Slíkar rannsóknir á hreyfingum á yfirborði jarðhitasvæða gefa m.a. upplýsingar um ástand jarðhitageyma (rúmmálsbreytingar og staðsetningu) á hverjum tíma. Niðurstöðurnar þarf að túlka í samræmi við aðrar jarðeðlisfræðilegar mælingar til að auka skilning á eðli svæðisins, t.d. við mat á vinnslugetu og hve lengi má nýta það. Í þessari ritgerð er fjallað um jarðskorpuhreyfingar og líkangerð á Hengilssvæðinu, sér í lagi á vinnslusvæðum fyrir virkjanirnar tvær: Hellisheiði og Nesjavelli. Til að skilja staðbundnar jarðskorpuhreyfingar á Hengilssvæðinu er nauðsynlegt að leiðrétta fyrir öðrum þáttum, m.a. hreyfingum vegna landreks. Landrekið veldur aðallega láréttum færslum og sést vel í landmælingum með gervitunglum – GNSS og radarbylgjuvíxlmyndum (InSAR). Auk þess mælist sig á stóru svæði í austurhluta Hengilssvæðisins. Fyrsti kafli ritgerðarinnar lýsir þessum mælingum og líkangerð. Helsta niðurstaða líkangerðarinnar er að staðbundið sig við Hellisheiði og Nesjavelli sé í samræmi við mælingar á þrýstingslækkun í jarðhitageymunum. Í öðrum kafla ritgerðarinnar er greint frá landrisi sem við mælum við Húsmúla á tímabilinu 2011-2012. Landrisið hófst á sama tíma og niðurdæling á jarðhitavökva og aukinnar smáskjálftavirkni varð vart í september 2011. Líkangerð á landmælingunum bendir til að jarðskorpuhreyfingarnar (landris og þensla) og jarðskjálftavirknina megi skýra með auknum poruþrýsingi í berginu þar sem jarðhitavökvanum er dælt niður. Þriðji kafli ritgerðarinnar kannar tengsl jarðskorpuhreyfinga við magn jarðhitavökva sem dælt er upp úr jarðhitasvæðum. Við sýnum að hlutfall rúmmálsminnkunar í jarðhitageyminum og massa jarðhitavökva sem dælt er upp, er aðallega háð samþjöppun bergs og vökva. Við bárum þetta hlutfall saman á þremur háhitasvæðum, þar sem munurinn er allt að tífaldur, til að kanna möguleg gildi á efniseiginleikum bergs og jarðhitavökva. Niðurstöðurnar benda til að nota megi aðferðina, sem leidd er út í kafla 3, til að setja skorður á efniseiginleika jarðhitasvæða út frá mælingum á jarðskorpuhreyfingum.
 

Athugasemdir:

Dissertation submitted in partial fulfillment of a Philosophiae Doctor degree in Geophysics

Skrár

Þetta verk birtist í eftirfarandi safni/söfnum:


Fletta

Um vefinn

Reikningurinn minn