Geochemical modeling of NCG injection in a geothermal well using doublet well model

Jeotermal enerji çevre dostu bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Ancak jeotermal tuzlu suyu ile üretilen yoğuşmaz gazlar Türkiyenin jeotermal alanlarında önemli ölçüde yüksektir. Jeotermal enerji santralinin çoğunluğunun CO2 olduğu NCG salınımını aşmak için, etkili yöntemlerden biri, ele geçirilen NCG'nin derin jeolojik formasyonlara yeniden enjekte edilmesidir. Enjeksiyonun temel amacı CO2'i carbonat minerali olarak mineralize olmasını sağlamaktır. Bu tezde, derin metamorfik formasyona jeotermal tuzlu suyu-CO2 enjeksiyonunun potansiyel işleyişini incelemek için TOUGHREACT programı ile reaktif taşınım modellemesi yapılmıştır. TOUGHREACT programı kullanılarak kapsayıcı bir jeolojik model oluşturulmuş, NCG enjeksiyonun reaktif taşınımını simüle edebilmek için Petrasim arayüzü kullanılmıştır. Bir enjeksiyon ve bir üretim kuyusu içeren ikili kuyu modeli, saha ölçümleriyle eşleştirilmiştir. Mineraller ve suda çözünmüş türler arasındaki reaksiyon yollarını değerlendirmek için PHREEQC programı kullanılmıştır. Bahsedilen değerlendirmeler, olası ikincil mineral seçimi ve bu minerallerin TOUGHREACT programına tanımlaması konusunda fayda sağlamıştır. Yüksek sıcaklıktaki jeotermal rezervuarlardaki farklı mineral içerikleri ve CO2 yüklü jeotermal tuzlu suyu enjeksiyonu arasındaki etkileşimi incelemek için çeşitli mineral bileşimlerine sahip üç kaya türü tanıtılmıştır. CO2'nin jeotermal tuzlu suyu ile karıştırılıp enjekte edilmesi, CO2'in süperkritik koşullarda tek başına enjekte edilmesi ve amorf silika çökelmesini gözlemleyebilmek için CO2'nin daha düşük sıcaklıkta jeotermal tuzlu suyu ile enjekte edilmesi çalışmada incelenen üç farklı enjeksiyon senaryosudur. Senaryolardan elde edilen sonuçlar, tuzlu suyun tek başına enjeksiyonu senaryosu ile kıyaslanmıştır. Sonuçlar minerallerin ve su çözünmüş türlerin reaksiyonlarının sıcaklık ve pH değerlerine fazlasıyla bağlı olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlara göre CO2 enjeksiyonuna bağlı carbonat oluşumu sadece CO2 ve tuzlu suyun karışım olarak basıldığı senaryoda görülmüştür. Bunun yanında çalışmanın ilk iki senaryosu olan ve tuzlu suyu tek başına enjeksiyonu ve CO2'in tek başına enjeksiyonu senaryolarında kalsit çözünmesi gözlemlenmiştir. CO2'ye bağlı mineralizasyon limitli miktardadır ve enjekte edilen CO2'nin büyük çoğunluğunun çözelti içinde hapsolmaktadır. Bunlara ek olarak, CO2 enjeksiyonun silika reaksiyonlarına etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre 85 C° gibi daha düşük sıcaklıkların CO2 enjeksiyonu seçilmesi daha uygundur. Ancak amorf silika çökelmesi bu düşük sıcaklıklarda tetiklenebilmektedir. Bu çalışma yakın gelecekte Türkiye jeotermal sahalarında yürütülecek yenilikçi enjeksiyon stratejilerine rehberlik edebilecektir.