Afyon Ömer-Gecek jeotermal sisteminde reenjeksiyon uygulamalarının rezervuar sıcaklığı üzerine etkilerinin modellenmesi

Jeotermal alanlarda, termal suyun kullanımdan sonra ne şekilde ortamdan uzaklaştırılacağı önemli bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Ülkemizde sıklıkla uygulanan yöntem kullanımdan dönen termal suyun yüzey sularına verilmesi yönündedir. Şehir ısıtmacılığının yapıldığı Afyon Ömer-Gecek jeotermal alanında kullanımdan dönen termal su, halen Akarçay'a verilmekte ve bu durum yüzey sularında kalite değişikliğine neden olmaktadır. Bu tip çevresel etkiler nedeni ile kullanılmış termal suyun jeotermal sisteme reenjeksiyonu en uygun seçenek olarak ortaya çıkmaktadır. Termal suyun sisteme reenjeksiyonu, aynı zamanda rezervuar basıncının' korunması açısından da faydalı olmaktadır. Ancak reenjeksiyon kuyularının lokasyonu ve derinliğinin belirlenmesi de önemli birer parametredir. Bu çalışma kapsamında, Afyon Ömer-Gecek jeotermal alanında kullanımdan dönen termal suyun reenjeksiyon yoluyla yeniden rezervuara verilmesi durumunda jeotermal sistemin ne tür bir davranış göstereceğinin belirlenmesi amacıyla, HST3D kullanılarak farklı derinliklerdeki kuyularda reenjeksiyon uygulamaları yapılmıştır. Bu amaçla, model aracılığı ile bölgede 2000 yılında MTA tarafından yapılan injektivite testleri sonucu reenjeksiyon için uygun olduğu belirlenen AF-4 ve AF-22 numaralı kuyular ile Reen adı verilen hayali bir kuyuda 700-800 m derinliğe reenjeksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Modelde elde edilen sonuçlara göre, 700-800 m derinliğe 20 yıl süreyle yapılacak reenjeksiyon işleminin, termal akifer dinamikleri üzerinde bir etkisinin olmadığı, buna karşılık sistem içerisinde soğumayı önlediği belirlenmiştir.

Modelling the influence of re-injection application on reservoir temperature in Afyon Ömer-Gecek geothermal system

In geothermal fields, the removal of the used thermal water is a major problem. The most common way in our co-untry is discharging the geothermal water in to the river. In the Afyon city, the geothermal energy is used for the heating, and discharged to the Akarçay stream after utilization, which causes quality degradation of the surface water. Due to environmental impacts, the re-injection of the used hot water back to the geothermal reservoir becomes the most appropriate method of the removal. In addition, re-injection is a good way to prevent the pressure of the reservoir. However, the selection of the location and depth of re-injection wells is also an important parameter. Thus, this study aims to estimate the consequences of the re-injection applications to the wells has different depth on the aquifer system by modeling the temperature and pressure distribution with the HST3D. In this field, re-injection test were carried out in five wells, according to the test results, AF-4 and AF-22 wells were determined to the best wells for re-injection by MTA. AF-4, AF-22 and an imaginary well named Reen (700-800 m depth) have been used for re-injection purpose in the model. The model results indicates that the re-injecting of the hot water to the depth of the 700-800 m for 20 years, has no negative effect on the thermal aquifer dynamics, on the contrary, prevents the temperature decline in the system.

___

Akan, B., 2002. Afyon Ömer-Gecek sıcak su akiferi hidrojeolojik modeli. Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji (Hidrojeoloji) Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora Tezi, Ankara, 90 s (yayımlanmamış).

Ercan, T., Ölmez E., Matsuda, J.I., Nagao, K., and Ki-ta, I., 1994. Chemical and isotropic features of hot and mineral waters and their gas content from Northern and Western Anatolia. Energy Bulletin of Turkey, 1(2), 10-20.

Erişen, B., 1972. Afyon-Heybeli (Kızılkilise) jeotermal araştırma sahasının jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları. MTA Rapor No:5490, 74 s (yayımlanmamış).

Erkan, Y., Bayhan, H., Tolluoğlu, Ü. ve Aydar, E., 1996. Afyon yöresi, metamorfik ve volkanik kayaçlarının jeolojik, petrografik ve jeokimyasal incelenmesi. TÜBİTAK Proje Raporu, Proje No: YBAG-004/DPT, 214 s (yayımlanmamış).

GSJ-MTA, 1992. Summary of the GSJ-MTA cooperative project on the geothermal system in Turkey, examples at Hasandağı-Ziga and Sivrihi-sar-Sofular-Acıgöl areas in Central Anatolia and Afyon area in Western Anatolia, 12 pp (unpublished).

Horai, K., 1971. Thermal conductivity of rock forming minerals. Journal of Geophysical Research, 76(5), 1278-1308.

Karamanderesi, İ.H., 1972. Afyon K24-b paftası detay jeoloji etüdü ve jeotermal alan olanakları hakkında. MTA Rapor No: 5733, 58 s (yayımlanmamış).

Kipp, K.L., 1987. HST3D: A computer code for simulation of heat and solute transport in three-dimensional ground-water flow systems. U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 86-4095, Denver, Colorado, 393 pp.

Metin, S., Genç, İ. ve Bulut, V., 1987. Afyon ve dolayının jeolojisi. MTA Rapor No: 2113 (yayımlanmamış).

Mutlu, H., 1996. Geochemical assesment of thermal waters from the Afyon geothermal area: geot-hermometry applications and fluid-mineral equilibria. Ph.D. Thesis, Middle East Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Ankara, 169 pp (unpublished).

MTA, 1997. AFJET adına Afyon Ömer-Gecek jeotermal sahalarında yapılan sıcaksu sondajları (AF-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) bitirme raporu (yayımlanmamış).

Öktü, G., Kara, İ. ve Önder, İ., 1997. Afyon ilinde yer alan Ömer-Gecek-Uyuz Hamamı-Alaplı-Kızık Hamamı ve Gazlıgöl jeotermal enerji sahalarının detay etüdü. MTA Rapor No:10027, 41 s (yayımlanmamış).

Şimşek, Ş., 1993. Isotope survey of geothermal systems of Central Anatolia. IAEA Coordinated Research Program between HU-UKAM and IAEA, Research Contract No:6716/RB, Final Report, 77 pp (unpublished).

Şimşek, Ş., 1999. Jeotermal alanlarda reenjeksiyon uygulamaları. Enerji Dünyası, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi Bülteni, 26, 12-21.

Tamgaç, Ö.F., Güner, A., Sarp, S., Yıldırım, N., Durak, S., Küçük, O. ve Koçak, A., 2000. Afyon-Ömer-Gecek jeotermal sahasının koruma alanları, test ve potansiyel değerlendirme raporu. MTA Rapor No:10388, 66 s (yayımlanmamış).

Tatlı, S., 1973. Afyon-Gazlıgöl-Susuz alanının jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları. MTA, Rapor No: 2588 (yayımlanmamış).

Tezcan, L., Meriç, B.T., Doğdu, N., Akan, B., Atilla, A. Ö. ve Kurttaş, T., 2002. Akarçay Havzası Hidrojeolojisi ve Yeraltısuyu Akım Modeli. Hacettepe Üniversitesi - Uluslararası Karst Su Kaynakları Uygulama ve Araştırma Merkezi (UKAM)-Devlet Su İşleri (DSİ) Genel Müdürlüğü, Final Raporu, 339 s (yayımlanmamış).

Yılmaz, Ö., 1999. Jeotermal enerji ve Afyon'da kullanımı. Afyon Kocatepe Üniversitesi Yayınları, Afyon, 93 s.