Modeling of the Afyon Ömer-Gecek geothermal system

Abstract

Afyon Ömer-Gecek is one of the important geothermal areas in Turkey, with lots of boreholes drilled by MTA and other organizations, These boreholes yield 4-100 l/s hot water at 48-98 °C. AFJET Corporation established by Afyon Private City Directory utilizes thishot water which has been obtaining from deep boreholes for the heating of the Afyon city. The short distance between the boreholes causes interference between the wells and the temperature reduction. The hot water aquifer composed of Afyon metamorphics of Paleozoic age. The hot water is located in the cracks of this low permeable $(^{-12} m^2)$ formation. Within the scope of this study, it is aimed to conceptualize the hot water circulation system, to indicate the effects of the current exploitation activities on the aquifer system by modeling the temperature and pressure distribution with the HST3D numerical model. According the results derived from the model, the temperature and pressure around the boreholes decrease gradually in time. Due to the low permeability, the turnover of the system requires a long time. Therefore, new wells should be located far away from, the existing wells and exploited with low rates in order to prevent temperature interferences.

Özet

Afyon Ömer-Gecek jeotermal alanı Türkiye'nin önemli jeotermal alanlarından biridir. Bölgede MTA ve özel kuruluşlar tarafından açılmış çok sayıda sıcak su kuyusu bulunmaktadır. Bu kuyulardan, 48-98 °C sıcaklıkta ve 4-100 l/s debi ile sıcak su elde edilmektedir. Afyon İl Özel İdaresi tarafından oluşturulan AFJET (Afyon Jeotermal Isıtma Tesisleri) şirketi, Afyon kentinin jeotermal enerji ile ısıtılması amacıyla bölgedeki sıcak sulardan yararlanmaktadır. Bölgede yer alan (k=$10kuyuların birbirine çok yakın olması kuyular arasında girişime ve sıcaklık düşüşlerine neden olmaktadır,. Sıcak su akiferini Paleozoyik yaşlı Afyon metamorfitleri oluşturmaktadır. Permeabilite değeri düşük $(^{-12} m^2)$ olan ve kıtıklı ve çatlaklı bir yapı gösteren bu birim, eklem, kırık ve çatlakları içinde sıcak yeraltısuyu bulundurmaktadır. Bu çalışma kapsamında sıcak su dolaşım sistemini ortaya koymak ve mevcut işletme koşullarının sistem üzerindeki etkisini göstermek amacı ile sıcak su akiferindeki basınç ve sıcaklık dağılımı HST3D modeli aracılığıyla benzeştirilmiştir. Model sonuçlarına göre birbirine yakın açılmış kuyular ile yapılan yoğun işletme çalışmaları sonucu, sıcaklık ve basınç değerlerinin kuyular çevresinde zaman içerisinde giderek azaldığı görülmektedir. Akiferin hidrolik iletkenliğinin düşük olması sistemin yenilenebilmesi için uzun zaman gerektirmektedir. Bu nedenle,, bundan sonra açılacak kuyuların mevcut kuyuların uzağında,alanın değişik noktalarına dağılacak şekilde tasarlanması ve düşük debi ile üretim yapılması kuyular arasındaki sıcaklık etkileşimlerinin önlenmesi açısından büyük önem taşımaktadır.