Ultra Diepe Geothermie (UDG)

Wat is Ultra Diepe Geothermie?

Ultra Diepe Geothermie (UDG) is een duurzame manier om te voorzien in de hoge temperatuur warmtevraag van de industrie. In vergelijking met conventionele diepe geothermie wordt er bij UDG gezocht naar temperaturen van minimaal 150°C in reservoirs op dieptes vanaf ongeveer vier kilometer. Dergelijke temperaturen zijn voor de huidige geothermische systemen in Nederland niet haalbaar. Voor diverse directe industriële toepassingen en voor de productie van elektriciteit zijn waardes boven 150°C echter essentieel.

Een veelbelovend reservoir op deze dieptes zijn de kalkstenen uit het Onder Carboon, ook wel de Kolenkalk-Groep genoemd. Dit gesteente wordt momenteel gezien als hét potentiële reservoir voor de toepassing van UDG.

Beschikbare studie UDG potentieel Nederland

T&A heeft een studie gedaan naar de potentie en het risico van Ultra Diepe Geothermie in Nederland, met nadruk op de Kolenkalk-Groep. Door middel van een uitgebreide studie, waarbij gebruik gemaakt is van seismiek, boorgatinformatie en literatuur, is een uniek ruimtelijk inzicht gevormd in het voorkomen van potentiële reservoirgesteenten op UDG-dieptes in de Nederlandse ondergrond. Daarnaast is een petrofysische analyse gedaan om de reservoirkwaliteit te bepalen.

Op basis van de resultaten uit deze studies en de uitgewerkte risicomatrix, is een gedetailleerde UDG potentieel-kaart vervaardigd. Met deze opgedane kennis is T&A Survey in staat om in de toekomst ook te adviseren bij Ultra Diepe Geothermie projecten. Als u voor een bepaalde locatie de resultaten van deze studie wilt verkrijgen, neem dan contact op met T&A. 

Green Deal Ultra Diepe Geothermie

De ministeries van Economische Zaken en Infrastructuur en Milieu, EBN, TNO en zeven consortia van bedrijven hebben in 2017 de zogeheten Green Deal Ultra Diepe Geothermie (UDG) ondertekend, waarin staat dat  30% van de warmte die de industrie nodig heeft  in de toekomst door Ultra Diepe Geothermie geleverd zou kunnen worden. Dit is een belangrijke stap om de mogelijkheden voor UDG in Nederland in kaart te brengen en een basis te leggen voor verdere ontwikkeling van deze technologie.  

Figuur: carbonaatplatform op een diepte van 4 à 5 kilometer in de Nederlandse ondergrond. Voor de toepassing van UDG zal worden gekeken in hoeverre een dergelijke structuur kan worden gebruikt en wat de voornaamste kansen en risico’s zijn.


Magnetotellurisch of MT onderzoek is een goed en veel goedkoper alternatief voor diep seismisch onderzoek en is daarom een prima eerste stap in veldonderzoek naar Ultra Diepe Geothermie (UDG). De kostenverhouding tussen MT onderzoek en diep seismisch onderzoek is circa 1:10. Aan de hand van de onderzoeksresultaten kan vastgesteld worden of een reservoir aanwezig is en of verdere (hoge) investeringen in diep seismisch onderzoek noodzakelijk zijn. T&A Survey heeft als geofysisch onderzoeksbureau veel ervaring met en kennis van Magnetotellurisch (MT) onderzoek en voert dit in eigen beheer uit.

Hoe werkt MT onderzoek?

De magnetotellurische techniek is een magnetische techniek waarmee vanaf het maaiveld de elektrische geleidbaarheid van de ondergrond wordt bepaald. Deze geofysische techniek wordt ingezet voor de verkenning van de bovenste 10 kilometer van de bodem.

Het meetprincipe van de MT techniek berust op het induceren van een elektromagnetisch (EM) veld in de ondergrond. Het verval van dit EM veld wordt vervolgens gemeten en vertaald naar een dieptemodel van de elektrische geleidbaarheid van de (diepe) ondergrond. Bij het genereren van dit dieptemodel wordt gebruik gemaakt van de verschillen in elektrische weerstand tussen verschillende geologische gesteenten. Zo kan een uitspraak gedaan worden over welk gesteente op welke diepte aanwezig is en of dit mogelijk een geschikt geothermisch reservoir is.

Praktijkvoorbeeld

De figuur geeft de resultaten weer van een magnetotellurisch onderzoek naar een zoutkoepel op een diepte van circa 1.800 meter. De blauwe kleuren geven een bodemsamenstelling weer met een hoge weerstand in vergelijking tot de omgeving. In de figuur is een contour getekend waarbinnen de diepe ondergrond een weerstandswaarde heeft van meer dan 2 Ohm-m, daarbuiten ligt deze waarde lager. Deze contour komt overeen met de ware positie van de zoutkoepel. UDG reservoirs kunnen op dezelfde wijze in kaart gebracht worden door middel van MT onderzoek.


Seismische reprocessing voor geothermie

Vanaf de jaren '90 is 3D Seismisch onderzoek met geluidsgolven uitgevoerd in gebieden die interessant zijn voor olie en gas exploratie, zoals Groningen en het Westland. 3D seismisch onderzoek brengt de diepe structuren in de aardkorst in beeld met de hoogste kwaliteit en dekkingsgraad. 2D seismisch onderzoek is tot de jaren '80 over geheel Nederland uitgevoerd, maar de dekkingsgraad en kwaliteit van dit onderzoek zijn lager.

Reprocessing van 2D en 3D seismische data naar de huidige stand van de techniek verhoogt de kwaliteit van de seismiek en daarmee de interpretatie van de gegevens. Zodoende kan een beter beeld verkregen worden van de verspreiding van geothermische reservoirs in de diepe ondergrond.

Diep seismisch onderzoek

Olie en gas reservoirs in Nederland zijn typisch gelegen op een diepte tussen 2.000 en 3.500 meter. Grondwaterreservoirs voor UDG bevinden zich in Nederland op een diepte van meer dan 4.000 meter. Slechts enkele olie en gas exploratieboringen  en seismische onderzoeken hebben deze diepte bereikt. Om enigszins zekerheid te krijgen over de aanwezigheid van UDG reservoirs dient dan ook eerst zeer diep seismisch onderzoek (> 4.000 meter) te worden uitgevoerd, eventueel voorafgegaan door Magnetotellurisch (MT) onderzoek.

Voorbereiding 
Het is van groot belang dat de onderzoeksopzet met kennis van zaken en zorgvuldigheid opgesteld wordt. Daarnaast moeten er vergunningen aangevraagd te worden bij gemeenten en SodM en moet er toestemming gevraagd worden aan landeigenaren om veldonderzoek op hun land te mogen uitvoeren.    

Diensten T&A   
  1. T&A Survey kan het gehele seismisch onderzoek in eigen beheer uitvoeren. Het veldonderzoek zal in opdracht van T&A worden uitgevoerd door een externe partij.
  2. T&A voert namens de opdrachtgever het projectmanagement over het seismisch onderzoek, waarbij  het veldonderzoek uitgevoerd wordt door een externe partij onder supervisie van T&A.

Ervaring
  • AKZO Nobel: projectmanagement over seismisch onderzoek naar diepe zoutlagen in de regio Twente.
  • Seismisch onderzoek voor verschillende oprdrachtgevers in binnen- en buitenland: (re-)processing en analyse van 2D en 3D seismische data, seismische interpretatie en tijd-diepte conversie.

Meer informatie over diep seismisch onderzoek