Verbreiding, dikte en diepte

Gebruikte data en modellen

Het aquifermodel is gebaseerd op het digitale geologische model DGM-diep v5.0. Dit bestaat uit 13 landelijke kaarten (on+offshore) van de diepte van de basis en de dikte van verschillende geologische eenheden (Groepen). De dieptes en diktes zijn gebaseerd op seismische kartering, en gecalibreerd aan ruim 3500 boringen. Een gedetailleerde beschrijving van de totstandkoming van DGM-diep v5.0 staat op NLOG.nl. In vergelijking met DGM-diep v4.0, gebruikt voor ThermoGIS v2.1, is in DGM-diep v5.0 de basis van de Boven-Germaanse Trias Groep toegevoegd. Voor de Formatie van Zeeland aquifer (‘Dinantian’ of ‘Kolenkalk) van Vroeg Carboon-ouderdom is gebruik gemaakt van resultaten van het SCAN Dinantian project.

Een Groep bestaat altijd uit verschillende lagen waarvan sommige mogelijk geschikt zijn voor geothermie (aquifers), en sommige niet (aquitards). Voor ThermoGIS zijn daarom binnen de DGM-diep Groepen de aquifers gekarteerd. In vergelijking met ThermoGIS v2.1 zijn de diepte- en diktekaarten van de aquifers uit het Krijt, Jura, Trias en Rotliegend opnieuw gemaakt. De Paleogene lagen zijn niet opnieuw gekarteerd, met uitzondering van het Zand van Brussel Laagpakket. Van deze laatste aquifer zijn zowel diepte als dikte seismisch gekarteerd. De aquifers van Carboon-ouderdom zijn evenmin opnieuw gekarteerd.

Op de seismiek waarop DGM-diep is gebaseerd zijn de aquifers niet altijd te zien. Daarom is voor de kartering ervan gebruik gebruik gemaakt van diepte- en dikteinformatie van de bijna 3900 onshore boringen met een einddiepte van meer dan 500 meter. De sets boringen die zijn gebruikt voor de calibratie van DGM-diep respectievelijk de aquiferkartering verschillen van elkaar. Ook kunnen laagdieptes in boringen verschillen van op seismiek gebaseerde dieptes omdat de laatste in tijd worden gemeten en met een tijd-dieptemodel worden omgerekend naar diepte. Hierdoor kunnen de laagdieptes van DGM-diep conflicteren met de aquiferlagen.

Voorbereiding gegevens

Niet alle bijna 3900 diepe boringen zijn bruikbaar voor kartering van de aquifers. Boringen kunnen worden uitgesloten op de volgende gronden:

• Geologisch: boring heeft een onbetrouwbare interpretatie van dieptes, boring is doorsneden door een of meer breuken.
• Technisch: niet of slecht gelogde boring, onbetrouwbare deviatie survey, etc.

De resulterende set boringen is per aquifer onderverdeeld in vier types:

1. De aquifer is in zijn geheel doorboord. De geobserveerde dikte wordt gebruikt voor de modellering.
2. De einddiepte van de boring (total depth TD) is in de aquifer. De dikte van de aquifer moet minimaal gelijk zijn aan die uit deze boring.
3. De aquifer is niet aangetroffen in de boring, maar wel een oudere laag. De dikte voor de modellering wordt op 0 gesteld.
4. De aquifer is niet als zodanig beschreven in de boring, maar de bijbehorende (hoofd)groep wel (bijvoorbeeld: in de boring is de Onder Noordzee Groep beschreven maar niet de individuele Formaties). Op basis van regionale kennis kan mogelijk worden aangenomen dat de aquifer logischerwijs wel aanwezig zou moeten zijn – bijvoorbeeld als gevolg van een incomplete stratigrafische codering van de boring. Deze boringen worden genegeerd.

Methode

De dieptes en diktes van de aquifers zijn gekarteerd door de in de boringen gemeten dieptes en diktes te modelleren ten opzichte van de basis van de Groep waartoe ze behoren, en deze te stapelen tussen basis en top. Uitzonderingen zijn:

• het Zand van Brussel laagpakket: volledig o.b.v. seismiek, ondersteund door boringen op plekken waar geen of weinig seismiek is;
• de Formatie van Slochteren (Rotliegend): o.b.v. seismisch gekarteerde basis Zechstein, diktes o.b.v. boringen, rekening houdend met het tussenliggende Laagpakket van Ten Boer;
• de Formatie van Zeeland (Dinantian): o.b.v. seismisch gekarteerde top Dinantian, diktes o.b.v. seismisch gekarteerde basis Dinantian waar zichtbaar.

'Consistent' versus 'inconsistent'

Verbreidingspolygonen van de afzonderlijke aquifers zijn bepaald op basis van de verbreidingspolygonen van de Groepen van het DGM-diep v5.0 model en de stratigrafisch geïnterpreteerde boringen. De diktes die zijn bepaald in de boringen worden geïnterpoleerd met het Kriging-algoritme, binnen de bepaalde verbreiding. Dit levert een diktekaart op van de aquifer. Vervolgens wordt per boring het verschil tussen de basis van de Groep en die van de aquifer berekend. Dit verschil wordt geïnterpoleerd en opgeteld bij de basis van de Groep. De resulterende kaart is de basis van de aquifer. De berekende dikte wordt hierbij opgeteld, wat resulteert in een kaart van de top van de aquifer.

Bij het berekenen van de aquiferdikte wordt ook de Kriging standaarddeviatie berekend. Deze geeft de onzekerheid van de modellering weer, maar zegt niet iets over de onzekerheid van de in de boringen bepaalde dieptes en diktes.

De som van de gemodelleerde diktes van alle afzonderlijke aquifers (en, impliciet, de tussenliggende aquitards) kan mogelijk groter zijn dan het verschil tussen de onder- en bovenkant van de (hoofd)groep die geïnterpreteerd zijn in seismische data. Dit effect kan veroorzaakt worden door onnauwkeurigheden in de interpolatie, de seismische tijd-diepteconversie, verkeerde interpretaties van seismiek en/of boringen, of het gebruik van verschillende sets boringen voor DGM-Diep en de diktemodellering (vgl. Tabel 1). Dit impliceert dat modellagen elkaar mogelijk kruisen.

De onderstaande figuur illustreert het effect. Het bovenste deel laat een hypothetische doorsnede door het DGM-Diep model zien waarin drie eenheden seismisch zijn gekarteerd, en waarvan de dieptes zijn gecalibreerd aan de hand van twee boringen. Het onderste deel laat zien dat binnen DGM Diep Groep 2 drie aquifers gemodelleerd zijn, op basis van de twee DGM-Diep-boringen plus een derde boring. Deze laatste boring heeft een top Groep 2 / basis Groep 3 die confliceert met DGM-Diep. In het consistente geval is het DGM-Diepvlak leidend, en zal aquifer 3 afgesneden worden boven de in (b) gestippelde lijn – de basis van DGM Diep Groep 3. Op deze wijze ‘consistent’ gemaakte aquifers kunnen dan binnen de aangenomen verbreidingsgrens een dikte van 0 krijgen. De uiteindelijke verbreiding wordt dan bepaald door diktes groter dan 0 meter. Dez 'consistente' methode kan leiden tot onderschatting van het geothermisch potentieel en wordt daarom in de huidige versie van ThermoGIS niet meer gebruikt.In het niet-consistente geval is de informatie uit de extra boring leidend, en zal de top van de gemodelleerde aquifer 3 boven de basis van Groep 3 liggen.