Przegląd oprogramowania do numerycznego modelowania procesów środowiskowych w systemach geotermalnych

• Autorzy: Zdechlik R. , Tomaszewska B. , Dendys M. , Pająk L.

Warianty tytułu

EN

A review of applications for numerical modelling of environmental processes in geothermal systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Numerical modelling is widely spread tool used to estimating of the thermal water resources in geothermal systems. Researchers use this tool for the water thermal formation recognition and for simulations of environmental processes occurring in geothermal systems during the operating, given the available technical conditions. A choice of appropriate modelling method is determined by specification of research problems. For solving particular problems there was used software dedicated to hydrogeological modelling, with their separate codes/modules. There are comprehensive applications for modelling only geothermal issues, but there is also possibility adapting software and applications from another geological branches. TOUGH simulator (based on the finite difference method – FDM) is dedicated specially to geothermal issues. PHREEQC and related applications are apply for study of chemical composition of the thermal water. For simulating water circulation in geothermal systems and mass/heat transport issues there are used software applications like MODFLOW and SEAWAT (FDM), and FEFLOW or Aqua3D (based on finite element method – FEM). Development of numerical modelling in geothermic is nowadays related with using new algorithms, improving of data editing and processing, cooperation with GIS and creation possibilities for using conceptual modelling.

Słowa kluczowe

PL

system geotermalny; geotermia; modelowanie numeryczne; TOUGH; MODFLOW; FeFlow

EN

geothermal system; geothermic; numerical modelling; TOUGH; MODFLOW; FEFLOW

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 63, nr 10/2
• Strony: 1150--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Zdechlik R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Tomaszewska B.

• Zakład Odnawialnych Źródeł Energii i Badań Środowiskowych, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN w Krakowie, ul. Wybickiego 7, 31-261 Kraków

autor

Dendys M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Pająk L.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. ARNALDSSON A., BERTHET J.-C., KJARAN S. & SIGURDSSON S. 2014 - Numerical scheme to simulate flow through an isotropic rocks in TOUGH2. Computers & Geosciences, 65: 37-45.
• 2. AUDIGANE P, CHIABERGE CH., MATHURIN F., LIONS J. & PICOT-COLBEAUX G. 2011 - A work flow for handling heterogeneous 3D model swith the TOUGH2 family of codes: Applications to numerical modelling of CO2 geological storage. Computers & Geosciences, 37: 610-620.
• 3. BATTISTELLI A. & NAGY S. 2000 - Reservoir engineering assessment of low-temperature geothermal resources in the Skierniewice municipality (Poland). Geothermics, Vol. 29, 6.
• 4. 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.
• 5. BRIDGER D.W. & ALLEN D.M. 2014 - Influence of geologic layering on heat transport and storage in an aquifer thermal energy storage system. Hydrogeol. J., 22: 233-250.
• 6. BUJAKOWSKI F. 2010 - Modelowanie równowagi termodynamicznych wód z horyzontu dolnojurajskiego ujętych w odwiercie geotermalnym Gostynin GT-1. Prz. Nauk. - Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 3 (49): 63-74.
• 7. BUJAKOWSKI W. & TOMASZEWSKA B. (red.) 2014 - Atlas wykorzystania wód termalnych do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej w układach binarnych w Polsce. Wyd. Jak, Kraków.
• 8. CLAUSER CH. (red.) 2003 - Numerical Simulation of Reactive Flow in Hot Aquifers: SHEMAT and Processing SHEMAT. Springer Berlin Heidelberg.
• 9. DENDYS M. 2013 - Ocena możliwości zwiększenia wydajności ujęć brzegowych na przykładzie zlewni potoku Rybnika w Sękowej koło Gorlic. Prz. Geol., 61 (11/2): 712-720.
• 10. DENDYS M., TOMASZEWSKA B. & PAJĄK L. 2014 - Modelowanie numeryczne jako narzędzie wspomagające badania systemów geotermalnych. [W:] Krawiec A. & Jamorska I. (red.) Modele matematyczne w hydrogeologii: 199-206. Wyd. Nauk. UMK, Toruń.
• 11. FINSTERLE S., SONNENTHAL E. L. & SPYCHER N. 2014 - Advances in subsurface modeling using the TOUGH suite of Simulator. Computers & Geosciences, 65: 2-12.
• 12. 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.
• 13. GANGULY S. & KUMAR M.S.M. 2012 - Geothermal Reservoirs - A rief Review. J. Geol. Soc. of India, 79: 589-602.
• 14. GARCÍA-GIL A., VÁZQUEZ-SUÑE E., ALCARAZ M.M., JUAN A.S., SÁNCHEZ-NAVARROA J.Á., MONTLLEÓC M., RODRÍGUEZC G. & LAO J. 2015 - GIS-supported mapping of low-temperature geothermal potential taking groundwater flow into account. Renewable Energy, 77: 268-278.
• 15. 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.
• 16. KANIA J., WITCZAK S., OSZCZYPKO N., OSZCZYPKO-CLOWES M., JÓZEFKO I. & BIELEC B. 2010 - Complex flow system model of the Muszyna region (Beskid Sądecki range, Polish Outer Carpathians). Biul. Państw. Inst. Geol., 441: 63-72.
• 17. KAPUŚCIŃSKI J. 2011 - Modele transportu ciepła. [W:] Dąbrowski S., Kapuściński J., Nowicki K., Przybyłek J. & Szczepański A. Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych: 333-349. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• 18. KĘPIŃSKA B. & BUJAKOWSKI W. (red.) 2011 - Wytyczne projektowe poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych. Wyd. Patria, Kraków.
• 19. KLESZCZ A. & TOMASZEWSKA B. 2013 - Prognozowanie scalingu na przykładzie wód ujmowanych otworem Bańska PGP-1. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 1: 115-122.
• 20. LANGEVIN C.D. 2009 - SEAWAT: A Computer Program for Simulation of Variable-Density Groundwater Flow and Multi-Species Solute and Heat Transport: U.S. Geological Survey Fact Sheet: 2009-3047.
• 21. LANGEVIN C.D., THORNE D.T., JR. DAUSMAN A.M., SUKOP M.C. & GUO WEIXING 2008 - SEAWAT Version 4: A Computer Program for Simulation of Multi Species Solute and Heat Transport: U.S. Geological Survey Techniques and Methods Book 6, Chapter A22.
• 22. 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.
• 23. MA R. & ZHENG C. 2010 - Effects of density and viscosity in modeling heat as a groundwater tracer, Ground Water, doi: 10.1111/j.1745-6584.2009.00660.x.
• 24. 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, 23: 95-108.
• 25. PRITCHETT J.W. 1995 - STAR: A geothermal reservoir simulation system. Proc. World Geothermal Congress, Florence, 18-31 May 1995, 2959-2963.
• 26. PRUESS K., OLDENBURG C. & MORIDIS G. 1999 - TOUGH2 user’s guide, ver. 2.0. Report LBNL-43134, Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley, California.
• 27. 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.
• 28. SHOOK M. 1992 - TETRAD Reservoir Simulation. Proceedings “Geothermal Energy and the Utility Market - The Opportunities and Challenges for Expanding Geothermal Energy in a Competitive Supply Market. March 24-26, 1992, San Francisco, CA.
• 29. SZCZEPAŃSKI A. & SZKLARCZYK T. 2006 - Modelowanie matematyczne w ocenie zasobów wód geotermalnych. Geologos, 10: 253-261.
• 30. TOMASZEWSKA B. 2008 - Prognozowanie kolmatacji instalacji geotermalnych metodą modelowania geochemicznego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24 (2/3): 401-407.
• 31. 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 Lowland. Archives of Environmental Protection, 38/3: 103-117.
• 32. 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.
• 33. ZDECHLIK R. & KULMA R. 2009 - Kilka uwag o modelowaniu filtracji wód podziemnych. Biul. Państw. Inst. Geol., 436: 569-574.
• 34. 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.
• 35. ZHENG C. 2010 - MT3DMS v5.3 Supplemental User’s Guide. Department of Geological Sciences, The University of Alabama.