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 this hot 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 température reduction. The hot water aquifer composed of Afyon metamorphics of Paleozoic age. The hoi water,is located in the cracks of this low permeable k—W12 rmt 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..

Keywords

• Afyon, Gecek, geothermal area, hot water aquifer, HST3D, Ömer

Afyon Ömer-Gecek Jeotermal Sisteminin. Modellenmesi

Abstract

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 kuyuların birbirine çok yakın olması kuyular arasında girişime ve sıcaklık düşüşlerine neden olmaktadır,. Sıcak su akiferini Paleozoyik yaşlı Afyon metamorfitleri oluşturmaktadır. Perméabilité değeri düşük k=10"t2 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.

Keywords

• Afyon, Geçek,, HST3D, jeotermaU Ömer, sıcak su akif eri

References

1. Akan, B., 2002.. Afyon Ömer-Gecek sıcak su akiferi hidrojeoloji! modeli. Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji (Hidrojeoloji) Mühendisliği Anabil i, m Dalı Doktora Tezi,, Ankara, 90 s (yayımlanmamış).
2. Argus Interware, Inc., 1997. User's guide Argus ONE™, Argus Open Numerical Environments — A. GIS modeling system, version 4.0. Jerico, NY,, Argus Holdings,, Limited, 506 pp.
3. Ercan,, T., Ölmez E.., Matsuda, JX, Nagao, K., and Kita, L, 1994. Chemical and Isotropie features of hot and mineral waters and. their gas content from. Northern and Western Anatolia. Energy Bull. Of Turkey,, 1 (2), 10-20..
4. Erişen, B., 1,972, Afyon-Heybeli (KızıUtilise) jeotermal araştırma sahasının jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları. MTA Rapor No :5490 (yayı mlanmamış).
5. Erkan,, Y., Bayhan, R, Tolluoğlu, Ü., Aydar, E., 1996,. Afyon yöresi, metamorfik ve volkanik kayaçlannın jeolojik, petrografik ve jeokimyasal incelenmesi. TÜBİTAK Proje Raporu,, Proje No: YBAG-Ö04/DPT (yayımlanmamış).
6. Gelhar, L.W., Welty, C, Rehfeldt, K.R., 1.992,. A critical review of data on field-scale dispersion in aquifers. Water Resources Research, 28(7),, 1955-1974.
7. GSJ-MTA, 1992. Summary of the GSJ-MTA Cooperative project on the geothermal system in Turkey, examples at HasandağıZiga and Sivrihisar-Sofular-Acı göl areas in Central Anatolia and Afyon Area in Western Anatolia,. Ankara,, 12 pp (unpublished)..
8. Horai, K., 1971. Thermal conductivity of rock forming minerals., Journal of Geophysical Research,, 76 (5), 1278-1308.

9. Karamanderesi,, İ.H., 1972,. Afyon K.24-b paftası delay jeoloji etüdü ve jeotermal alan olanakları hakkında,. MTA Rapor No: 5733 (yayı mi anmamış).
10. 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,, WaterResources Investigations Report 86-4095, Denver,, Colorado,,, 393 pp,.
11. Metin,,, S..,, Genç, I. ve Bulut, V., 1987; Afyon ve dolayının jeolojisi. Rapor No: 2113 (yayımlanmamış).
12. Mutlu, H., 1996. Geochemical assesment of thermal waters from the Afyon geothermal area: Geothermometry applications and fluid-mineral equilibria., Ph.D. Thesis,, Middle East Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Ankara, 169 pp (yayiml anmamış).
13. Scharli, IX, Rybach, L., 2001.. Determination of specific heat capacity on rock fragments. Geothermics, 30, 93-110.
14. 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 s (unpublished).
15. Tamgaç, Ö.F., Güner,.A.,, Sarp,, S.,, Yıldırım, N., Durak, S., Küçük, O., ve Koçak.,, A., 2000.
16. Afyon -Ömer-Gecek j eotermal sahasın in koruma alanları, test ve potansiyel değerlendirme raporu. MTA Rapor No: 10388 (yayımlanmamış),.
17. Tatlı, S., 1973. Afyon-Gazlıgöl-Sıısuz alanının jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları. MTA Rapor No: 2588 (yayımlanmamış).
18. Tezcan, L., Meriç,, B.T., Doğdu,, N,, Akan, JB., Atilla, A. Ö., Kurttaş, T., 2002. Akarçay havzası hidrojeolojisi ve yeraltisiiyu akını modeli. Hacettepe Üniversitesi - Uluslararası Karst Su Kaynakları Uygulama ve Araştırma Merkezi (UKAM)-Devlet Su İşleri (DSİ) Genel Müdürlüğü, Final Raporu, 339 s (yayımlanmamış).
19. Yılmaz, Ö., 1999. Jeotermal enerji ve Afyon'da kullanımı., Afyon Kocatepe Üniversitesi,, Afyon,» 93 s.