VERTICAL ELECTRICAL SOUNDING (VES) INVESTIGATION AND PHYSICAL PROPERTIES OF THE WELLS IN AFYON-SANDIKLI GEOTHERMAL AREA

Abstract

An electrical resistivity study was carried out to investigate the geothermal potential of an area in Sandıklı, Afyonkarahisar. A total of 6 datasets collected by vertical electrical sounding (VES) technique using Schlumberger electrode array were modelled in one and two dimensions (1D and 2D). A damped least-squares method is used in 1D modelling. In 2D modelling based on smoothness-constrained linearized least-squares optimization, 6 VES points were evaluated on a profile with approximately N-S direction. The geothermal potential of the study area was investigated by determining lateral and vertical directions of the geological formations, groundwater content and low resistivity zones. As the results obtained from the study are taken into consideration, drillings have been proposed in the regions where the resistivity values less than 15 ohm.m. Physical properties of wells and hot fluids obtained from wells in Sandıklı, Afyon geothermal area were investigated in order to reveal the geothermal energy potential of the region. When the temperature values obtained from shallow and deep wells in Sandıklı basin are evaluated, the temperature values in the wells directed to the west of Sandıklı town center are higher than the other surrounding areas (average 65° C). This situation indicates that geothermal-originated reservoir is concentrated in this region.

Keywords

• Sandıklı,Geothermal,Modelling,Resistivity

Project Number

4453-YL1-15

AFYON-SANDIKLI JEOTERMAL ALANINDA DÜŞEY ELEKTRİK SONDAJ (DES) ARAŞTIRMASI VE KUYULARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Abstract

Afyonkarahisar ili Sandıklı ilçe sınırları içerisindeki bir alanın jeotermal potansiyelinin araştırılması amacı ile bir elektrik özdirenç çalışması gerçekleştirilmiştir. Schlumberger elektrot dizilimi kullanılarak düşey elektrik sondajı (DES) tekniği ile toplanan toplam 6 adet veri kümesi bir ve iki boyutlu (1B ve 2B) modellenmiştir. 1B’lu modellemede sönümlü en-küçük kareler yöntemi kullanılmıştır. Düzgünlük-kısıtlı doğrusallaştırılmış en-küçük kareler iyileştirmesine dayanan 2B’lu modellemede yaklaşık K-G doğrultulu bir profil üzerinde toplam 6 DES noktası değerlendirilmiştir. Böylece jeolojik formasyonların yanal ve düşey yöndeki uzanımları, yeraltındaki su içeriği ve düşük özdirençli zonlar belirlenerek çalışma alanının jeotermal potansiyeli ortaya konmuştur. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar dikkate alındığında, alandaki 15 ohm.m’den düşük özdirenç değerleri gösteren bölgelerde sondajlar önerilmiştir. Ayrıca, bu çalışmada Afyon Sandıklı jeotermal alanında yer alan kuyuların ve kuyulardan elde edilen sıcak akışkanın fiziksel özellikleri bölgenin jeotermal enerji potansiyelinin ortaya konması amacı ile incelenmiştir. Sandıklı havzasındaki sığ ve derin kuyulardan alınan sıcaklık bilgileri değerlendirildiğinde, Sandıklı ilçe merkezinin batısındaki kuyulardaki sıcaklık değerlerinin çevredeki diğer alanlara göre yüksek olması (ortalama 65 °C) jeotermal kökenli rezervuarın bu bölgede yoğunlaştığını göstermektedir.

Keywords

• Sandıklı,Jeotermal,Modelleme,Elektrik Özdirenç

Supporting Institution

Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından SDÜ-BAP

Project Number

4453-YL1-15

Thanks

Bu çalışma Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından SDÜ-BAP 4453-YL1-15 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.

References

1. Afşin, M., 1991. Afyon-Sandıklı Kuruçay Ovası ve Hüdai Kaplıcalarının Hidrojeoloji İncelemesi. AÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (yayınlanmamış), 330s.
2. Afşin, M., Canik, B., 1996. Hüdai (Sandıklı/Afyon) sıcak ve mineralli su kaynaklarının hidrojeoloji ve hidrokimyasal incelemesi ve kökensel yorumu, Yerbilimleri Dergisi (Geosound), 28, 69-86.
3. Aksever, F., 2011. Afyon Sandıklı Havzası Hidrojeoloji İncelemesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 231 s, Isparta.
4. Balkaya, Ç., Kaya, M.A., Göktürkler, G., 2009. Delineation of shallow resistivity structure in the city of Burdur, SW Turkey by vertical electrical sounding measurements. Environmental Geology, 57, 571-581.
5. Balkaya, Ç., Göktürkler, G., Erhan, Z., Ekinci, Y.L., 2012. Exploration for a cave by magnetic and electrical resistivity surveys: Ayvacik Sinkhole example, Bozdag, Izmir (western Turkey). Geophysics, 77, B135-B146.
6. Bjorck, A., 1996. Numerical Methods for Least Squares Problems, SIAM, Philadelphia.
7. Candansayar, M.E, Başokur, A.T., 2001. Detecting small-scale targets by the 2D inversion of two-sided three-electrode data: application to an archaeological survey. Geophysical Prospecting, 49, 13-25.
8. Dean, W.T., Özgül, N., 1994. Cambrian rocks and faunas, Hüdai area, Taurus Mountains, southwestern Turkey. Bull. Instit. R. Sci. Naturale de Belgique-Science de la Terre, 64, 5-20.

9. Dolmaz, M.N., 2014. İç Batı Anadolu’daki Sismik Olmayan Zon ile Sandıklı’nın Jeotermal Yapısı Arasındaki İlişki, Markakent Sandıklı Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, 254-264, 16-18 Ekim 2014, Sandıklı-Afyonkarahisar.
10. Dolmaz, M.N., Ustaömer, T., Hisarli, Z.M., Orbay, N., 2005. Curie Point Depth variations to infer thermal structure of the crust at the African-Eurasian convergence zone, SW Turkey, Earth Planets and Space, 57, 5, 373-383.
11. El-Qady, G., Sakamoto, C., Ushijima, K., 1999. 2-D inversion of VES data in Saqqara archaeological area, Egypt. Earth, Planets and Space, 51, 1091-1098.
12. Erdoğan, B., Uchman, A., Güngör, T., Özgül, N., 2004. Lithostratigraphy of the Lower Cambrian metaclastics and their age based on trace fossils in the Sandıklı region, southwestern Turkey. Geobios, 37(3), 346-360.
13. Günay, Y., Derman, A. S., Kozlu, H., Göncüoğlu, C. M., Gül M. A., 1995. Stratigraphy of Lower Paleozoic in Southern Turkey. IGCP Project 351 –Early Paleozoic Evolution in NW Gondwana Excursion Guide Book, 3-9.
14. Güngör, T., Akay, E., Arslan, A., 2004. Deformation of the Sandıklı porphyroids, TÜBİTAK YDABÇAG Proje No. 102Y064, 1-39, Ankara.
15. Gürsu, S., Göncüoğlu, M. C., 2005. Batı Torosların (Sandıklı GB’sı, Afyon) Geç Neoproterozoyik ve Erken Paleozoyik Yaşlı Birimlerinin Jeolojisi ve Petrografisi. MTA Dergisi, 130, 29-55.
16. Hamut, M.N., Şengüler, L., 2001. Afyon-Sandıklı (Hüdai) jeotermal sahası koruma alanları raporu. MTA Rap., No. 10458, Ankara.
17. Karamanderesi, İ.H., 2004. Sandıklı (Afyon) SANJET A.Ş. Sıcak su arama etüt raporu. JEM-2004-1. (SANJET A.Ş.).
18. Karamanderesi, İ.H., 2008. Sandıklı(Afyonkarahisar) SANJET A.Ş. AFS-14 nolu sondaj ve kuyu jeolojisi bitirme raporu 8.
19. Kaya, M.A., Özürlan, G., Balkaya, Ç., 2015. Geoelectrical investigation of seawater intrusion in the coastal urban area of Çanakkale, NW Turkey. Environmental Earth Sciences, 73, 1151-1160.
20. Koçyiğit, A., Cihan, M., Özacar, A., 2001. Dombayova ve Sandıklı (Afyon) grabenlerinin depremselliği ve kenar faylarının, kinematik analizi, TÜBİTAK YDABÇAG Proje No. 199Y007, 1-57, Ankara.
21. Kozlu, H., Göncüoğlu, M.C., 1995. Infracambrian units in Sandıklı area. (eds: Göncüoğlu M.C. and Derman A.S.) Guide Book to Early Palaeozoic in NW Gondwana. Turkish Association Petroleum Geologists, Special Publication, 2, 11–13.
22. Kozlu, H. Göncüoğlu, M.C., 1997. Stratigraphy of the Infracambrian Rock-Units in the Western Taurides and Their Correlation with Similar Units in Southern Turkey. (eds: Göncüoğlu M.C. and Derman A.S.) Early Palaeozoic in NW Gondwana. Turkish Association Petroleum Geologists Special Publication, 3,50–61.
23. Memiş, Ü., 2010. Afyon-Sandıklı Hüdai Jeotermal Alanının hidrojeokimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi ve İz Element Kirliliğinin İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 74 s., Isparta.
24. Müller, G., 1955. Heybeli (Kızılkilise) Kaplıcasının Hidrojeolojisi., 20, Ankara.
25. Oğuz, A., 2011. Sandıklı (Afyonkarahisar) Jeotermal Alanının Hidrotermal Alterasyon Özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 73s.
26. Ölmez, E., Karlı, R., Hamut, M.N., Karzaoğlu, H., 2000. Afyon-Sandıklı (Hüdai Kaplıcası) jeotermal alanı jeolojik etüt raporu. MTA Rap., No.10419, Ankara.
27. Öngür, T., 1973. Sandıklı (Afyon) Jeotermal Araştırma Bölgesine İlişkin Jeolojik Durum ve Jeotermal Enerji Olanakları. MTA Rapor No: 5520, Ankara (yayımlanmamış).
28. Özgül, N., Bölükbaşı, S., Alkan, H., Öztaş, Y., 1991. Göller bölgesi ve Ispartanın Jeolojisi ve Stratigrafisi. TPAO arama grubu rapor no: 3028, 321 s., Ankara (yayımlanmamış).
29. Özpınar, Y., Çobanoğlu, İ., Bozkurt, R., 2002. Sandıklı zeolitik tüflerin petrografik petrokimyasal ve teknolojik özelliklerin incelenmesi, TÜBİTAK YDABÇAG Proje No. 198Y102, 1-268, Ankara.
30. Özpınar, Y., 2008. Sandıklı (Afyon) Yöresinde Şabazit ve Fillipsit Mineralleri İçeren Tüflerin Minerolojik Petrografik ve İyon Değiştirme Özellikleri ve Tarımda Kullanılması, GB Anadolu, Türkiye. MTA Dergisi, 137, 27-47.
31. Özürlan, G., Candansayar, M.E., Şahin, M.H., 2006. Deep resistivity structure of the Dikili-Bergama region, west Anatolia, revealed by two-dimensional inversion of vertical electrical sounding data. Geophysical Prospecting, 54, 187-197.
32. Ronner, F., 1956. Hüdai Hamamı termal kaynaklarına ve kaplıcalarına (Sandıklı- Afyon) dair muvakkat kısa rapor. M. T. A. Rap. No. 2493, Ankara.
33. Ronner, F., 1962. Sandıklı ovası çöküntüsü -Genç tektonik ve volkanik durumlar, MTA Dergisi, 59, 69-89, Ankara.
34. Seidel, K., Lange, G., 2007. Direct current resistivity methods. Environmental Geology - Handbook of Field Methods and Case Studies, pp. 205-237.
35. Şamilgil, E. 1964. Hüdai Hamamı (Sandıklı) hakkında jeolojik ve hidrojeolojik rapor. MTA Rap. No:3598, Ankara.
36. Tamgaç, Ö.F., Akan, B., Peker, B., Ünal, H., 2008. Sandıklı (Afyon) Jeotermal Alanının Koruma Alanları Etüt Raporu, MTA Rap. No. 2006-33-46, Ankara.
37. Uchida, T., Murakami, Y., 1990. Development of a Fortran Code for the Two-Dimensional Schlumberger Inversion. Geological Survey of Japan Open-File Report, No. 150, p 50.
38. Yenal, O., Osman, N., Kanan, E., 1975. Türkiye Maden Suları Ege Bölgesi, İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi, Hidroklimatoloji Kürsüsü, İstanbul, 3, 335 s.