Document · PDF

Bijlage 2 - Potentieonderzoek geothermie Noord-Holland en Flevoland – Technische rapportage.pdf

Raadscommissie Duurzaamheid en Circulaire economie 23 februari 2023, gemeente AmsterdamBij agendapunt: Kennisnemen van de raadsinformatiebrief met een update over aardwarmte in Amsterdam. (VN2022-044850)20.673 woorden

Open het PDF bij de gemeente ↗Naar de vergadering →

Tekst van het document

Uit het bestand gehaald, zonder opmaak, tabellen en afbeeldingen · deel 2 van 3

Figuur 4.13 | TROSL en BROSL dieptekaarten in mTVD. In rood staan de breuken uit de seismische interpretatie op TROSL diepte weergeven. De schuin gearceerde gebieden geven de erosiegebieden aan waar de Formatie van Slochteren niet meer aanwezig is. De blauwe driehoeken zijn de putten die gebruikt zijn voor het maken van de residualkaarten. i.e. aan deze putten zijn de dieptekaarten voor TROSL en BROSL getied.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 39/114

5 Karakterisatie van de reservoirs 5.1

INTRODUCTIE In opdracht van de provincies Noord-Holland en Flevoland wordt de potentie voor geothermie voor deze provincies in kaart gebracht. De resultaten worden gepresenteerd in de vorm van kaarten. In eerste instantie worden kaarten opgesteld voor diepte, dikte, temperatuur en permeabiliteit. Deze kaarten vormen de basis voor het bepalen van de thermische potentie (in MW), ook gepresenteerd in de vorm van een kaart. Er is gekeken naar drie formaties: de Formatie van Slochteren, de Vlieland Zandsteen Formatie en het Zand van Brussel. Voor de Formatie van Slochteren is een volledige petrofysische analyse uitgevoerd. Voor de Rijnland Groep is voor één put een petrofysische analyse uitgevoerd, welke vergeleken wordt met beschikbare literatuurdata. Bij voldoende overlap wordt de literatuurdata gebruikt in de verdere uitwerking. Voor het Zand van Brussel worden kaarten uit de literatuur gebruikt.

5.2 5.2.1

FORMATIE VAN SLOCHTEREN [ROSL] Beschikbare data Om deze kaarten te maken zijn een serie putten geïnterpreteerd, zie Figuur 5.1 voor de putlocaties. De te analyseren putten zijn gekozen op basis van de volgende criteria: • Beschikbaarheid van de voorkeurslogs NPHI en RHOB • Dekking van het gebied

Tabel 5.1 | Digitaal beschikbare logs gebruikt in loginterpretatie IP. Put

RHOB

NPHI

Gebruikt voor

(Gamma Ray)

(Sonic)

(Density)

(Neutron)

(Sp. Pot.)

formatie:

ALE-01

BLA-01-S1

ROSL

BRL-01-S1

ROSL

DRO-01

ROSL

EMO-01

HEK-01

KGB-01

ROSL

KRL-01

ROSL

LEL-01

ROSL

LMB-02

ROSL

ROSL ROSL

ROSL

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 40/114

ROSL

LSM-01

LTG-01

ROSL

MKN-01

ROSL

MKO-01-S1

ROSL

Q14-02

ROSL

RST-01

ROSL en KN

SLB-01

ROSL

SPD-01

ROSL

WMR-01

ROSL

WRV-01

ROSL

WRW-01

Figuur 5.1 | Locaties van de putten gebruikt voor de petrofysische analyse van het Slochteren.

ROSL

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 41/114

De dieptes van de top en de basis van de stratigrafische intervallen zijn gebaseerd op basis van de lithologische intervallen zoals gepubliceerd op NLOG voor de verschillende koolwaterstofputten. 5.2.2

[ROSL] Opdeling in zones Aangezien het studiegebied meerdere tektonische elementen bevat is ervoor gekozen om het op te delen in verschillende zones. De porositeit-permeabiliteitsrelaties worden voor elk van deze zones afzonderlijk opgesteld, waarbij kerndata uit deze zones gebruikt wordt. De zones zijn als volgt bepaald: • Als startpunt zijn de structurele elementen o.b.v. Kombrink (2012) aangehouden. • De gebieden waar de Formatie van Slochteren niet aanwezig is, zoals op grote delen van het Texel-IJsselmeer Hoog, zijn leeg gelaten. • Putten rondom het Texel-IJsselmeer Hoog (TIJH) hebben een goede reservoirkwaliteit door invloed van de stroming van zuur regenwater, a.g.v. de nabijheid van het hoog. Dit positieve effect wordt langs het gehele TIJH verwacht (Krigee, 2021). • Het Noord-Holland Platform (NHP) is daarom deels samengevoegd met een stuk van het Centraal Nederland Bekken (CNB) langs het TIJH. • Het Friesland Platform (FP) laat een ander karakter zien dan het Noord-Holland Platform, en is daarom apart beschouwd. Dit is te verklaren doordat het aan de andere kant van het TIJH ligt, en dus een andere historie heeft.

Figuur 5.2 | Links: de zones zoals gebruikt in deze studie. Voor elk van deze zones is een andere poro-perm opgesteld. Rechts: de structuurkaart waar de zone-indeling op gebaseerd is, van Kombrink et al (2012).

Datum Referentie Pagina

5.2.3

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 42/114

[ROSL] Overige data De resultaten van de petrofysische analyse worden vergeleken met porositeiten en permeabiliteiten van een aantal geothermieputten in de Formatie van Slochteren in het projectgebied. De porositeiten en permeabiliteiten van deze geothermieprojecten zijn bepaald o.b.v. puttestinterpretaties. De locaties van de putten zijn te zien in Figuur 5.1. Tabel 5.2 | Porositeit- en permeabiliteitwaarden voor geothermieprojecten.

5.2.4

Putcode

Porositeit [-]

Permeabiliteit [mD]

HEK-GT-01-S2

0.15

ADK-GT-01

0.22

220

MDM-GT-01

0.19

LTG-GT-01

0.22

300

LTG-GT-05

0.23

280

KKP-GT-01

0.164

175

KKP-GT-02

0.164

207

[ROSL] Maximale begravingsdiepte Voor elk van de petrofysisch geanalyseerde putten is de maximale begravingsdiepte bepaald. Dit is gedaan middels de begravingsanomaliekaart van (Nelskamp en Verweij 2012) (Figuur 2.5). De kaart heeft een onnauwkeurigheid van 300 m. Tabel 5.3 | Begravingsanomalie, o.b.v. Nelskamp en Verweij (2012). Put

Diepte mid-reservoir

Begravingsanomalie

Maximale begravingsdiepte

[mTVD]

[m]

[mTVD]

ALE-01

1.797

130

1.927

BLA-01-S1

1.511

175

1.686

BRL-01-S1

1.767

DRO-01

2.260

400

2.660

EMO-01

1.702

HEK-01

1.845

650

2.495

KGB-01

1.715

KRL-01

2.425

LEL-01

1.952

1.982

LMB-02

2.253

LSM-01

1.383

440

1.823

LTG-01

1.707

MKN-01

1.698

MKO-01-S1

1.720

Q14-02

2.947

2.967

RST-01

2.583

400

2.983

SLB-01

2.042

SPD-01

2.104

WMR-01

2.020

WRV-01

2.200

WRW-01

2.480

1.900

Geothermieputten ADK-GT-01

Datum Referentie Pagina

5.2.5

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 43/114

HEK-GT-01-S2

2.629

700

3.329

KKP-GT-01

1.901

KKP-GT-02

1.886

LTG-GT-01

1.790

LTG-GT-05

1.790

MDM-GT-01

2.340

1.790 0

2.340

[ROSL] Illiet Van de Formatie van Slochteren is bekend dat er lokaal illietvorming op kan treden. Illiet heeft een sterk verlagende werking op de permeabiliteit. De porositeit leidt hier minder onder. Illietvorming wordt gelinkt aan hoge temperaturen (ten minste 70oC) en de instroom van zuur water, bijvoorbeeld uit het Carboon. De grootste kans op illietvorming wordt dus verwacht in delen die op 3200 m of dieper begraven zijn geweest, en zich op max. 1,5 km van een breuk bevinden (Gaupp en Okkerman 2011). Van enkele putten in het projectgebied is bekend dat zij geillitiseerd zijn: HLO-02, MID-302, ZWK01, LSM-01 en EGMB-01 (rood in onderstaand figuur). Maar ook in andere gebieden die relatief diep begraven zijn geweest kan illietvorming opgetreden zijn. Dit kan lokaal invloed hebben op de doorlatendheid van de Formatie van Slochteren. In onderstaand figuur zijn de gebieden die dieper dan 3200 m begraven zijn geweest rood gekleurd. Ook om de putten waar dit niet voor geldt maar die wel geillitiseerd zijn is een rood risicogebied getekend.

Figuur 5.3 | De maximale begravingsdieptekaart o.b.v. van Nelskamp en Verweij (2012). De putten waarvan bekend is dat ze geïillitiseerd zijn rood weergegeven.

Datum Referentie Pagina

5.2.6

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 44/114

[ROSL] Kerndata-analyse Middels het NLOG portaal zijn alle publiekelijk beschikbare kerndata van de Formatie van Slochteren voor alle putten in Nederland ontsloten. Voor het Slochteren is gekozen om voor elk van de gedefinieerde zones een regionale poro-perm op te stellen op basis van de putten in deze zones (Tabel 5.1).

Tabel 5.4 | Aantal kernen gebruikt om poro-perm relatie op te stellen. Zones

Aantal putten

Gebruikte putten

Friesland Platform

SLB-01, SLB-02, MKN-01

Noord-Holland Platform –

DRO-01, GRT-01, KRL-01, MDM-01,

Flevoland Zuid Centraal Nederland Bekken

WAK-01, WGF-01, ZEW-01 11

BGM-01, BGM-02, BLA-01-S1, GRT-01, HEW-01-S1, RST-01, OBD-01, OBD-02, OZN-01, WAK-01, WBMS-01

Figuur 5.4 | Putten met kerndata gebruikt in de kerndata-analyse voor het Slochteren. De verschillende zones zijn weergegeven in de verschillende kleuren.

De porositeit- en permeabiliteitsmetingen gemeten in kernen worden gebruikt om een directe relatie tussen beide parameters te bepalen.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 45/114

De voor porositeit gecorrigeerde kerndata is middels bins verdeeld in 1% porositeit bins met een overlap van 50% tussen de bins. Dit is een methode om de effecten van uitschieters te reduceren als voorbewerkingsstap voor de regressie. Per bin is er een gemiddelde van de permeabiliteit waardes berekend. Vervolgens zijn verschillende gemiddeldes (means) berekend: het aritmetisch gemiddelde, het geometrisch gemiddelde en het Swanson gemiddelde (A Hurst, Brown, en Swanson 2000). De verschillende regressies zijn weergegeven in onderstaande figuren. Voor alle geologische zones is er gekozen om op te schalen met het geometrisch gemiddelde omdat de opgeschaalde permeabiliteiten het beste overeenkomen met puttest gegevens voor bijliggende geothermie putten. Zowel het aritmetische – als het Swanson gemiddelde resulteert in een overschatting van de opgeschaalde reservoir permeabiliteit. Voor het Friesland Platform is dat de volgende relatie (geometric mean): 2

𝑘𝐻 (𝑚𝐷) = 10(−69.0823∗𝑃𝐻𝐼𝐸 +32.0877∗𝑃𝐻𝐼𝐸−1.2933) Deze formule geldt bij porositeiten tot maximaal 23,5%.

Figuur 5.5 | Porositeit-permeabiliteit kerndata regressie voor de Formatie van Slochteren op het Friesland Platform. De groene lijn is de 2e orde polynomiale regressie door de aritmetische gemiddeldes van de bins. De grijze lijn is de 2 e orde polynomiale regressie door alle gecorrigeerde kernmetingen. Ter vergelijking zijn ook de geometrische gemiddelde en de Swanson gemiddeldes weergegeven. De rode en blauwe driekhoeken zijn de bin intervals, de rode en blauwe lijnen zijn de respectievelijke regressies.

Voor het Noord-Holland Platform en Flevoland-Zuid is dat de volgende relatie (geometric mean): 2

𝑘𝐻 (𝑚𝐷) = 10(−58.4243∗𝑃𝐻𝐼𝐸 +43.8757∗𝑃𝐻𝐼𝐸−4.2194)

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 46/114

Figuur 5.6 | Porositeit-permeabiliteit kerndata regressie voor de Formatie van Slochteren op het Noord-Holland Platform en het zuiden van Flevoland. De groene lijn is de 2e orde polynomiale regressie door de aritmetische gemiddeldes van de bins. De grijze lijn is de 2e orde polynomiale regressie door alle gecorrigeerde kernmetingen. Ter vergelijking zijn ook de geometrische gemiddelde en de Swanson gemiddeldes weergegeven. De rode en blauwe driekhoeken zijn de bin intervals, de rode en blauwe lijnen zijn de respectievelijke regressies.

Voor het Centraal Nederland Bekken is dat de volgende relatie (geometric mean): 2

𝑘𝐻 (𝑚𝐷) = 10(−88.3260∗𝑃𝐻𝐼𝐸 +53.9572∗𝑃𝐻𝐼𝐸−4.7309)

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 47/114

Figuur 5.7 | Porositeit-permeabiliteit kerndata regressie voor de Formatie van Slochteren in het Centraal Nederland Bekken. De groene lijn is de 2e orde polynomiale regressie door de aritmetische gemiddeldes van de bins. De grijze lijn is de 2 e orde polynomiale regressie door alle gecorrigeerde kernmetingen. Ter vergelijking zijn ook de geometrische gemiddelde en de Swanson gemiddeldes weergegeven. De rode en blauwe driekhoeken zijn de bin intervals, de rode en blauwe lijnen zijn de respectievelijke regressies.

5.2.7

[ROSL] Petrofysische Log Evaluatie De beschikbare boorgatmetingen zijn gebruikt om het kleivolume (clay volume), water saturatie (water saturation) en de porositeit van de formatie in de put te bepalen. De beschikbaarheid van boorgatmetingen verschilt tussen de verschillende putten (Tabel 5.1). Dit is onder andere afhankelijk van de ouderdom van de put, waar in de jaren vijftig en zestig technieken zoals de gamma-ray, neutron porosity en dichtheidsmetingen doorgaans nog niet werden toegepast. Het porositeitsmodel is gekozen op basis van de beschikbare data, waar het Neutron-Density model doorgaans het meest accuraat is (Tabel 5.5). Voor de putten HEK-01, HEW-01-S1, LEL-01, WAK-01 en WRV-01 is er gekozen om de porositeit te bepalen met het Sonic model. De watersaturatie is bepaald middels pickett plots. Deze logevaluatie resulteert in een average putporositeit. Tabel 5.5 | Porositeitsmodellen zoals gebruikt voor de petrofysische log evaluatie. Rw is de resistiviteit van het formatiewater, bepaald middels pickett plots. Put

Clay model

Porosity model

Saturation

Rw voor Archie

equation

(ohmm)

ALE-01

Neutron Density

Archie

0,07

BLA-01-S1

Neutron Density

Archie

0,065

BRL-01-S1

Neutron Density

Archie

0,05 0,01

DRO-01

Neutron Density

Archie

EMO-01

Neutron Density

Archie

0,07

HEK-01

Sonic

Archie

0,065

KGB-01

Neutron Density

Archie

0,05

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 48/114

KRL-01

Neutron Density

Archie

0,1

LEL-01

Sonic

Archie

0,03

LMB-02

Neutron Density

Archie

0,04

LSM-01

Neutron Density

Archie

0,2

LTG-01

Neutron Density

Archie

MKN-01

Neutron Density

Archie

0,42

MKO-01-S1

Neutron Density

Archie

0,02

Q14-02

Neutron Density

Archie

0,07

RST-01

Neutron Density

Archie

0,05

SLB-01

Neutron Density

Archie

0,144

SPD-01

Neutron Density

Archie

0,04

WMR-01

Sonic

Archie

0.08

WRV-01

Sonic

Archie

WRW-01

Sonic

Archie

0.045

Tabel 5.6 | Model parameters en aanpassingen gebruikt in de petrofysische analyse. Parameter

Waarde

Eenheid

[-]

Cut off porositeit

≥0,06

[-]

Cut off clay volume

≤0,4

[-]

De porositeit-permeabiliteit relaties voor de reservoirs in de Formatie van Slochteren (gebaseerd op de kerndata) zijn toegepast op de berekende porositeitslog voor elke put om een ‘petrofysische permeabiliteit’ te berekenen over het gehele dieptebereik van de desbetreffende reservoirs per put. Deze berekende permeabiliteit op putniveau is gecontroleerd middels gecorrigeerde kerndata indien beschikbaar. Er is gekozen het geometrische gemiddelde te gebruiken in IP bij het berekenen van de gemiddelde permeabiliteit over een reservoir interval. Dit is gangbaar voor overwegend isotrope reservoirs, zoals de Formatie van Slochteren (Herweijer 1997). 5.2.8

[ROSL] Opschaling Dikte Diktekaarten worden bij voorkeur gemaakt op basis van de seismische interpretaties die resulteren in een top en een basis reservoir. Echter is de basis voor de Formatie van Slochteren niet overal goed te interpreteren. Er is er daarom voor gekozen om alleen voor het Friesland Platform (in de Noordoostpolder), waar de seismische data relatief duidelijk is, uit te gaan van de seismische interpretatie. Voor alle overige gebieden is een diktekaart gegrid op basis van de bruto diktes uit lithologs. Hierbij is gebruik gemaakt van alle putten in het projectgebied die de Formatie van Slochteren aangeboord hebben. Op basis van netto-brutoverhoudingen van de putten meegenomen in de analyse is een gemiddelde netto-brutoverhouding van 0,95 bepaald. Deze is toegepast op het gehele projectgebied.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 49/114

Porositeit-diepte De reservoir porositeit – diepte relatie is opgesteld o.b.v. de resultaten van de petrofysische analyse. Er is één relatie opgesteld voor het gehele projectgebied (Noord-Holland én Flevoland). Deze relatie is gebaseerd op de geïnterpreteerde porositeiten van alle putten, op enkele uitzonderingen na: de geillitiseerde putten (DRO-01 en LSM-01) en de verbreukte putten (BRL-01-S1 en WRV-01) zijn niet meegenomen omdat deze niet representatief zijn voor de gehele regio. Dit resulteert in de volgende relatie: 𝑃ℎ𝑖𝑒 = 0,500531𝑒 −0.000468∗𝑍 Phie is de porositeit [-], en Z is de maximale begravingsdiepte (mid-reservoir). Deze maximale begravingsdiepte is bepaald door de huidige diepteligging op te tellen bij de begravingsanomalie van Nelskamp en Verweij (2012). De relatie wordt toegepast op de kaart van de maximale begravingsdiepte. In de grafiek Figuur 5.8 is te zien dat, hoewel de relatie op zich een mooie weergave is van het gemiddelde van de datapunten, de punten in weinig gevallen in de buurt van de lijn liggen. De data laat een grote scatter zien. Om de resulterende porositeitskaart meer in overeenstemming te brengen met de werkelijkheid is er daarom voor gekozen een extra bewerking toe te voegen: voor de putten die geanalyseerd zijn in de petrofysische analyse zijn immers porositeiten bepaald.

Op basis van deze relatie zal de porositeits-dieptekaart op de locatie van die putten een afwijkende waarde laten zien. Er is daarom een zogenaamde “afwijkingskaart” gegrid: voor de geanalyseerde putten is berekend wat het verschil is tussen de berekende petrofysische average porosity en de porositeit o.b.v. hiergenoemde relatie. Deze afwijking is gegrid (methode: kriging). Vervolgens is dit afwijkingsgrid bij de porositeitskaart opgeteld. Hierdoor kloppen de porositeiten op de kaart beter met de werkelijkheid. Een kanttekening hierbij is dat de porositeitskaart nabij putten die in IP geanalyseerd zijn dus betrouwbaarder is dan daarbuiten.

Figuur 5.8 | Porositeit-maximale begravingsdiepte voor de Formatie van Slochteren.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 50/114

Porositeit-permeabiliteit De porositeit-permeabiliteitrelaties voor de verschillende regio’s zijn weergegeven in Figuur 5.9. Per regio is een aparte relatie opgesteld (zie paragraaf 5.2.2). Dit is gedaan door de gemiddelde permeabiliteiten en porositeiten uit de petrofysische analyse van de putten die in deze regio liggen tegen elkaar te plotten. Ook de data uit geothermieputten gelegen in deze regio’s is meegenomen in deze relaties . De geothermieputdata gelegen in andere zones is geplot ter referentie maar niet meegenomen als datapunt waar de relatie zich op baseert. Let op: de relatie voor het CNB geldt vanaf een porositeit van 10% en hoger. Bij lagere porositeiten wordt een doorlatendheid van 0,1 mD aangenomen.

Figuur 5.9 | De average porositeit – average permeabiliteitrelaties. Voor elke porositeit-perm plot: In grijs staan de putten die zijn gebruikt in de regressie. In blauw staan geothermie putten uit andere geologische zones.

Datum Referentie Pagina

5.2.9

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 51/114

[ROSL] Resultaten De resulterende kaarten van de reservoireigenschappen zijn weergegeven in onderstaande figuren.

Figuur 5.10 | Brutodiktekaart van de Formatie van Slochteren. Note: de netto-brutoverhouding is 0,95.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 52/114

Figuur 5.11 | Porositeitskaart voor de Formatie van Slochteren [-] (mid-reservoir).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 53/114

Figuur 5.12 | Permeabiliteitskaart voor de Formatie van Slochteren [mD] (mid-reservoir).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 54/114

5.2.10

Zanden van de Rijnland Groep en Schieland groep De zanden van de Vlieland Zandsteen Formatie, onderdeel van de Rijnland Groep, worden in het projectgebied op twee plekken aangetroffen: rondom Purmerend en in het zuiden van NoordHolland. De zanden van de Schieland Groep (de Delfland Zandsteen Formatie) liggen hier in het zuidelijke gebied lokaal direct onder: in dat geval worden deze lagen ook meegenomen in de diktebepaling. In overige analyses wordt data uit zanden van de Rijnland Groep gebruikt: de Vlieland Zandsteen Formatie. De nadruk ligt in dit hoofdstuk dan ook op deze formatie.

5.2.11

[KNNSR] Beschikbare data De putten gebruikt in de petrofysische analyse voor de Zanden in de Rijnland/Schieland Groep zijn weergegeven in onderstaand figuur. De groene zones geven de zones aan waar de Vlieland Zandsteen Formatie, onderdeel van de Rijnland Groep, afgezet is. Dit is gebaseerd op in interpretatie van (Van Adrichem Boogaert en Kouwe 1993). Voor het noordelijke afzettingsgebied is gebruikt gemaakt van petrofysische interpretaties van de NAM (NAM 1996, dit wordt verder toegelicht in paragraaf 5.2.14), voor de putten gepresenteerd in onderstaand figuur. Voor het zuidelijke afzettingsgebied is gebruik gemaakt van de zes putten rondom dit afzettingsgebied, te zien in onderstaand figuur.

Figuur 5.13 | Putten gebruikt in de petrofysische analyse vaan de Rijnland Groep.

5.2.12

[KNNSR] Kerndata-analyse In slechts één van de putten in het projectgebied rondom Purmerend waar de Vlieland Formatie wordt aangetroffen zijn kernmetingen genomen: put IJM-01. Dit is te weinig om een lokale petrofysische analyse mee uit te voeren. In 2019 is er door IF Technology een petrofysische analyse uitgevoerd voor de Rijswijk Zandsteen (onderdeel van de Vlieland Zandsteen Formatie) voor de gemeentes Katwijk en Noordwijk (IF Technology 2019). Het projectgebied van deze studie is het

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 55/114

noordwesten van Zuid-Holland, en grenst daarmee direct aan het zuiden van Noord-Holland waar de Rijnland Groep o.b.v. de seismische studie van deze studie ook wordt verwacht. In Figuur 5.14 is te zien dat de drie kernen uit de IJM-01 put oplijnen met de kerndata gebruikt voor de KatwijkNoordwijkstudie. De (kern) poro-permrelatie uit deze studie wordt daarom representatief geacht voor de Vlieland Zandsteen Formatie op beide plekken waar het in het projectgebied wordt aangetroffen: rondom Purmerend én in het zuiden van Noord-Holland. Beide locaties kunnen daarom dus middels dezelfde petrofysische methode worden beschouwd.

Vlieland Sandstone (IJM-01) en Rijswijk Sandstone (WNB)

IJM-01

Figuur 5.14 | Kernporositeiten en -permeabiliteiten uit de Katwijk-Noordwijkstudie van IF Technology (2019) met daaroverheen in blauwe cirkels de kernen van put IJM-01 geplot.

5.2.13

[KNNSR] Petrofysische analyse Voor de Rijnland Groep is voor één put een petrofysische analyse uitgevoerd. Het gaat om put RST01. De gebruikte methodes en modelparameters zijn weergegeven in Tabel 5.7 en Tabel 5.8. Tabel 5.7 | Porositeitsmodellen zoals gebruikt voor de petrofysische log evaluatie, Rw is de resistiviteit van het formatiewater, bepaald middels pickett plots. Put

Clay model

Porosity model

Saturation equation

RST-01

Neutron Density

Archie

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 56/114

Tabel 5.8 | Model parameters en aanpassingen gebruikt in de petrofysische analyse.

5.2.14

Parameter

Waarde

Eenheid

[-]

Cut off porositeit

≥0,06

[-]

Cut off clay volume

≤0,4

[-]

[KNNSR] Opschaling Netto dikte Voor beide regio’s is de dikte gebaseerd op de aangetroffen (netto) diktes van de Vlieland member in de putten in dit gebied. Deze diktes zijn geplot en naar een kaart gegrid middels kriging. Porositeit-diepte regio Purmerend In 1996 is er door de NAM een uitgebreide petrofysische analyse uitgevoerd voor de Vlieland Formatie in Noord-Holland (NAM 1996). De resultaten van deze studie zijn gecontroleerd door voor de put RST-01 (gelegen in het midden van Noord-Holland) een petrofysische analyse uit te voeren voor het interval van de Vlieland Zandsteen Formatie. De berekende porositeit en netto/bruto-waarde uit deze put vallen binnen de onzekerheidsmarge (10%) van de waarden uit de studie van de NAM. Er is er daarom voor gekozen om ook de overige petrofyische resultaten van de NAM te gebruiken. Deze zijn gepresenteerd in Tabel 5.9. Om een zo consequent mogelijk resultaat te krijgen is voor put RST-01 het resultaat van de NAM gebruikt. Tabel 5.9 | Reservoireigenschappen o.b.v. NAM-rapport, met maximale begravingsdieptes o.b.v Nelskamp en Verweij (2012). Put

Top

Basis

Gemiddelde

Begravings-

Max.

Bruto

Netto

Porositeit

[mTVD]

diepte

diepte [m]

begravingsdiepte

dikte

[-]

[mTVD]

[m]

[mTVD] ALK-1

1455

1496

1476

990

2466

32,9

0,23

BKL-1

1527

1545

1536

990

2526

9,2

0,18

HEW-1

1137

1161

1149

780

1929

13,0

0,22

IJM-1

1432

1493

1463

50,2

0,18

MID-101

1162

1210

1186

19,7

0,26

MID-102

1257

1313

1285

9,8

0,13

MID-201

1197

1240

1219

29,1

0,15

MID-301

1296

1350

1323

34,4

0,31

MID-302

1605

1638

1622

13,1

0,28

RST-01_NAM

1152

1197

1175

400

1575

22,3

0,22

RST-01_IF

1152

1197

1175

400

1575

20,0

0,20

SRM-3A

1326

1330

1328

950

2278

1,5

0,07

STM-1

1141

1200

1171

800

1971

38,6

0,21

WBMS-1

1269

1350

1310

400

1710

59,6

0,16

De average porositeit – diepte relatie is opgesteld o.b.v. de resultaten van de petrofysische analyse van de NAM (NAM 1996), Figuur 5.15. Zoals in dit figuur te zien is is er geen duidelijk verband

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 57/114

tussen de porositeit en de diepte. Er is daarom voor gekozen om een porositeitskaart op te stellen door de porositeiten uit bovenstaande tabel middels kriging te gridden.

Figuur 5.15 | De porositeit-maximale begravingsdiepte relatie gebaseerd op de resultaten van de petrofysische analyse van de NAM (1996).

Porositeit-diepte regio Noord-Holland Zuid De porositeit-diepterelatie voor de afzettingen (Rijswijk Member, onderdeel van de Vlieland Zandsteen Formatie) in het zuiden van Noord-Holland is overgenomen uit de regionale studie van Katwijk en Noordwijk (IF Technology 2019):

Permeabiliteit-diepte Als onderdeel van eerder genoemde Katwijk-Noordwijkstudie uitgevoerd door IF Technology (IF Technology 2019) is een porositeit-permeabiliteitsrelatie opgesteld. Deze wordt op het gehele projectgebied (Noord-Holland Zuid en Purmerend) toegepast en vertaalt de opgeschaalde porositeit naar een opgeschaalde permeabiliteit. De resulterende porositeit-permeabiliteit relatie voor de Vlieland Zandsteen Formatie (KNNSR) is als volgt: 2

𝑘𝐻𝑔𝑒𝑚𝑖𝑑𝑑𝑒𝑙𝑑 = 10(−1,439+37,897∅𝑔𝑒𝑚𝑖𝑑𝑑𝑒𝑙𝑑 −83,892∅𝑔𝑒𝑚𝑖𝑑𝑑𝑒𝑙𝑑 ) Hierin is ∅ de porositeit [-]. De datapunten waar deze relatie op gebaseerd is zijn weergegeven in Tabel 5.10.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 58/114

Figuur 5.16 | Reservoirschaal porositeit – permeabiliteit relatie van de Vlieland Zandsteen op basis van de gemiddelde porositeit en gemiddelde permeabiliteit waardes van de putten gebruikte in de petrofysische analyse (R 2 = 0,674).

Tabel 5.10 | Karakterisatie van de Vlieland Zandsteen Formatie op basis van de petrofysische analyse in de KatwijkNoordwijk studie. Put

Top

Gross H

Net H

N/G

Mean

Transmissiviteit

(AH, m)

(TVD, m)

(TVD,

(-)

PHIE (-)

kH (mD)

(Dm)

5.2.15

NWK-02

1102

1056

0.94

0.17

439

NWK-02

1735

1665

0.69

0.17

236

OEG-01

1042

1041

0.93

0.20

547

Q14-01

1382

1381

0.82

0.14

156

WAZ-01

1421

1418

0.68

0.16

491

WAZ-01

1688

1684

0.86

0.15

181

VAL-01

1421

1349

0.77

0.15

208

WOB-01-S1

544

0.72

0.20

704

[KNNSR] Resultaten De resulterende kaarten zijn in de volgende figuren weergegeven.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 59/114

Figuur 5.17 | Bruto diktekaart van de Vlieland Zandsteen Formatie, en voor het zuidelijkste polygoon ook de Delfland Zandsteen Formatie [m].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 60/114

Figuur 5.18 | Porositeit van de Vlieland Zandsteen Formatie [-].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 61/114

Figuur 5.19 | Permeabiliteit van de Vlieland Zandsteen Formatie [mD].

5.3

ZAND VAN BRUSSEL In het kader van het onderzoeksprogramma WarmingUp is het Zand van Brussel uitgebreid geëvalueerd (de Haan e.a. 2020; Geel en Foeken 2021). Het rapport van de Haan behandeld de kartering van het het Zand van Brussel, en het rapport van Geel en Foeken beschrijft de petrofysische evaluatie. In dit hoofdstuk worden de resultaten van deze studies samengevat, daar waar nodig aangepast en worden ze gebruikt om de potentie van het Zand van Brussel te bepalen. Uit de evaluaties blijkt dat het Zand van Brussel aanwezig is het noorden en het oosten van het onderzoeksgebied. In het onderzoeksgebied varieert de bruto dikte tussen de 0 en 180 m. De grootste diktes worden aangetroffen in het noorden van Noord-Holland en in de Noordoostpolder. Buiten het onderzoeksgebied komen maximale diktes tot 220 m voor. In Figuur 5.20 zijn de putten

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 62/114

weergegeven die gebruikt zijn voor het bepalen van de hydrologische eigenschappen van de member. De putten zijn geprojecteerd op een bruto diktekaart van het Zand van Brussel.

Figuur 5.20 | Brutodiktekaart Zand van Brussel. Kaart is gebaseerd op data van de WarmingUp studie van TNO (de Haan e.a. 2020). De getoonde putten zijn gebruikt voor de bepaling van de hydrologische eigenschappen van het zand (Geel en Foeken 2021).

In Figuur 5.21 is op basis van de petrofysische analyses een kaart gemaakt van de net-to-gross verhouding (N/G). Als gridding methode is inverse distance to a power (power is 2) methode gebruikt. Uit het figuur valt op te maken de N/G verhouding in Noord-Holland het hoogst is (0,62) en dat deze in zuidoostelijke richting afneemt tot circa 0,35 in de Noordoostpolder, waarbij EMO01 een duidelijk lagere N/G heeft. Richting KKP-GT-01 neemt de N/G weer toe. Op basis van de N/G kaart en de bruto diktekaart is een netto diktekaart gemaakt. Deze kaart is weergegeven in Figuur 5.22. Deze netto diktekaart wijkt af van de netto diktekaart die is gerapporteerd in de studie van Geel en Foeken. De afwijking wordt veroorzaakt door een afwijking in de seismische dikte (de Haan) en de petrofysische dikte (Geel en Foeken), zie Tabel 5.11. Aangezien de seismische interpretatie gebiedsdekkend is, en de petrofysische dikte alleen op een paar punten beschikbaar is, is er voor gekozen om de seismische dikte te gebruiken. Ook zijn er een aantal diktes petrofysisch geïnterpreteerd (groter dan 200 m), die onwaarschijnlijk hoog lijken.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 63/114

Tabel 5.11 | Bruto en netto dikte Zand van Brussel. well_ID

dikte G&F

dikte de Haan

dikte NLOG

N/G

Netto dikte

[m]

[mTV]

[-]

[m]

EMO-01

183982

524365

156

113

0,22

JLD-01

112354

544747

139

144

100

0,62

KGB-01

194076

516406

223

136

108

0,35

KKP-GT-01

194076

509806

165

135

0,56

NAG-01

179712

514077

180

130

0,34

OFL-01

172918

491560

0,35

OIS-01

143412

581046

113

160

113

0,62

TID-401

187471

573188

217

135

0,42

Figuur 5.21 | Net-to-Gross ratio voor het Zand van Brussel (Geel en Foeken 2021).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 64/114

Figuur 5.22 | Netto diktekaart Zand van Brussel [m]. Deze diktekaart wijkt af van de diktekaart die gepresenteerd is in Geel en Foeken, 2021.

In Figuur 5.23 is de porositeitskaart weergegeven. Deze kaart is gebaseerd op data uit Geel en Foeken. De porositeiten van de putten zijn geïnterpoleerd door middel van de inverse distance to a power (power is 2) methode. Uit de kaart blijkt dat de afgeleide porositeiten in het onderzoeksgebied variëren tussen de 25% en 27%.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 65/114

Figuur 5.23 | Porositeit [-] (Geel en Foeken 2021).

In Figuur 5.24 is de permeabiliteitskaart weergegeven. De permeabiliteitskaart, samen met de netto diktekaart en de temperatuurkaart worden gebruikt om de potentie van het Zand van Brussel te bepalen.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 66/114

Figuur 5.24 | Permeabiliteit [mD] (Geel en Foeken 2021).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 67/114

6 Formatiewater 6.1

TEMPERATUUR De geothermische gradiënt is niet perfect lineair door alle formaties (Gies e.a. 2021). Daarom is ervoor gekozen om per formatie een aparte geothermische gradiënt aan te houden. Zand van Brussel Voor het Zand van Brussel wordt uitgegaan van het geothermische model van ondiepe formaties, door (Gies e.a. 2021). In dit artikel wordt de volgende geothermische gradiënt voor ondiepe pakketten beschreven: 𝑇 = 0,0215 ∗ 𝑍 + 10 Hierin is T de temperatuur (in oC), en Z de diepte mid-reservoir (in mTVD). Er wordt een gemiddelde oppervlaktetemperatuur van 10 oC aangehouden.

Figuur 6.1 | Geothermische gradiënt voor ondiepe pakketten (Gies, 2020).

Op basis van een door Gies afgeleide geothermische gradiënt (Gies e.a. 2021) is de door TNO opgestelde dieptekaart (de Haan e.a. 2020) omgerekend naar een temperatuur aan de bovenkant van het Zand van Brussel. Een kaart van de berekende temperaturen is weergegeven in Figuur 6.2.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 68/114

Figuur 6.2 | Temperatuur top-reservoir Zand van Brussel.

Zanden van de Rijnland Groep Voor het reservoir in de Rijnland Groep wordt gebruik gemaakt van de geothermische gradiënt zoals bepaald in de studie van Katwijk en Noordwijk (IF Technology 2019). Deze is bepaald op basis van temperatuurmetingen uit putten HLM-01, NWK-02, OEG-01, WAZ-01, WOB-01 en WOB-01-S1, en wordt beschreven met de volgende relatie: 𝑇 = 0,03 ∗ 𝑍 + 10 Hierin is T de temperatuur (in oC), en Z de diepte mid-reservoir (in mTVD). Er wordt een gemiddelde oppervlaktetemperatuur van 10 oC aangehouden.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 69/114

Figuur 6.3 | Temperatuur mid-Rijnland [oC].

De Formatie van Slochteren De gemiddelde geothermische gradiënt voor de Formatie van Slochteren is bepaald door temperatuurmetingen uit verschillende putten in de Formatie van Slochteren te plotten tegen de diepte van de meting (RST-01, HEW-01, OBD-02, SPD-01 en URS-01). De temperatuurmetingen zijn gecorrigeerd middels de ICS methode (Bonte 2014). Temperatuurmetingen uit geothermieprojecten zijn in deze grafiek geplot, en blijken op te lijnen met de trendlijn door de datapunten. De geothermische gradiënt wordt als volgt beschreven: 𝑇 = 0,0362 ∗ 𝑍 + 10 Hierin is T de temperatuur (in oC), en Z de diepte mid-reservoir (in mTVD). Er wordt een gemiddelde oppervlaktetemperatuur van 10 oC aangehouden.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 70/114

Figuur 6.4 | De geothermische gradiënt op basis van temperatuurmetingen in de Formatie van Slochteren . In blauw de temperatuurmetingen in geothermieputten. Deze dragen niet bij aan de relatie, maar zijn geplot ter controle.

Figuur 6.5 | Temperatuur mid-Slochteren [oC].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 71/114

6.2

SALINITEIT De Formatie van Slochteren De watersamples gemeten in geothermieprojecten in de Formatie van Slochteren zijn weergegeven in onderstaande tabel. De verwachte reservoirsaliniteit is het gemiddelde van deze waarden. Tabel 6.1 | Saliniteitsdata van geothermieputten in het Slochteren. Put

Saliniteit (g/l)

LTG-GT-01

210

LTG-GT-04

220

MDM-GT-01

190

HEK-GT-01

260

AND-GT-01

170

Gemiddeld

210

Zanden van de Rijnland Groep en Schieland Groep De watersamples gemeten in geothermieprojecten in de Rijnland/Schieland Groep zijn weergegeven in onderstaande tabel. De verwachte reservoirsaliniteit is het gemiddelde van deze waarden. Tabel 6.2 | Saliniteitsdata van geothermieputten in het Rijnland. Put

Saliniteit (g/l)

HAG-GT-01

115

HON-GT-01

123

HON-GT-02

127

KHL-GT-01

153

PNA-GT-01

144

LIR-GT-01

155

LIR-GT-02

140

VDB-GT-03

104

VDB-GT-04

109

PLD-GT-01

115

PLD-GT-02

NLW-GT-01

120

NLW-GT-02

130

Gemiddeld

125

Zand van Brussel In de rapportage van Geel en Foeken (Geel en Foeken 2021) is van een aantal putten de saliniteit van het water in het Zand van Brussel bepaald. Voor onderhavige studie is het gemiddelde van deze analyses gebruikt. Het gemiddelde is 35 g/l.

6.3

HYDROSTATISCHE DRUK Er wordt een hydrostatische drukgradiënt aangenomen. Deze is bepaald op basis van de saliniteit in de formaties.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 72/114

De saliniteit van de Formatie van Slochteren is 225 g/l. Dit resulteert in een drukgradiënt van 0,106 bar/m. De saliniteit van de Rijnland Groep is 125 g/l. Dit resulteert in een drukgradiënt van 0,104 g/l. De saliniteit van het Zand van Brussel is 35 g/l. Dit resulteert in een drukgradiënt van 0,101 g/l.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 73/114

7 Geothermisch potentieel 7.1

METHODE Het vermogen (MWt) van een geothermische put is ingeschat op basis van de volgende formule: 𝑃𝑡 = 𝑄 ∗ 𝑑𝑇 ∗ 𝐶𝑤 /3600 Hierin is Q het debiet in [m3/uur], dT het temperatuurverschil tussen het geproduceerde en geïnjecteerde water, en Cw de warmtecapaciteit van het water [J/oC]. Dit wordt gedaan middels een MATLAB script dat gebruik maakt van input datagrids van de temperatuur, permeabiliteit, diepte en netto dikte van het pakket. Er wordt een maximaal debiet van 500 m3 aangehouden. Verder wordt ervan uitgegaan dat de putten vanaf één oppervlaktelocatie, verticaal, geboord worden. Voor het Zand van Brussel is vanwege de diepteliggingen van de putten de maximale injectiedruk leidend, deze wordt bepaald volgens het SodM-criterium (SodM en TNO-AGE 2013). Bij de overige formaties wordt, vanwege de grotere diepteligging, gemaximaliseerd op de COP. Voor het Zand van Brussel is een negatieve skin gebruikt: om op reservoirniveau voldoende ruimte tussen de putten te hebben om thermische korsluiting te voorkomen, worden de putten gedevieerd geboord. Als gevolg van deze deviatie wordt het reservoir onder een hoek aangeboord (60°). Deze hoek resulteert bij een verticale anisotropie van 10 in een negatieve skin van -0.9. Voor de Formatie van Slochteren en de Rijnland kan de benodigde putafstand ook behaald worden met hoeken kleiner dan 45o.

Het negatieve skin effect treedt pas op bij hoeken groter dan 50 o. De retourtemperaturen zijn per formatie verschillend. Dit heeft te maken met de reservoirtemperatuur. In principe wordt uitgegaan van een retourtemperatuur van 35 oC, maar als deze door een relatief lage reservoirtemperatuur zorgt voor een deltaT van minder dan 15 oC wordt een lagere retourtemperatuur gekozen. Dit is het geval voor de Rijnland en het Zand van Brussel. Tabel 7.1 | Inputdata voor het vermogensberekeningsscript voor de base-case potentie kaarten Parameter

Eenheid

Slochteren

Rijnland/Schieland

Brussel

Saliniteit

[g/l]

225

125

Tretour

[oC]

Gesteente model

[relatie]

Base-case poro-diepte

Base-case poro-perm

Base-case poro-perm Pomprendement

[-]

0,7

COP gewenst

[-]

Putafstand

[m]

1500

1000

Skin

[-]

-0.9

Putdiameter

[]

8,5 inch

600 mm

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 74/114

7.2

HIGH CASE POTENTIEBEREKENINGEN Voor alle drie de formaties zijn ook high case potentiekaarten opgesteld. Op basis van een gevoeligheidsanalyse is bepaald dat de variatie in permeabiliteit de grootste impact heeft op de spreiding in de potentie. Hierna heeft de retourtemperatuur de grootste invloed. De high case potentiekaarten zijn daarom bepaald door nieuwe permeabiliteitskaarten op te stellen waarbij rekening gehouden wordt met de spreiding in de verwachtte permeabiliteitswaarden. De potentie wordt vervolgens opnieuw uitgerekend met deze nieuwe permeabiliteitskaarten als input. Ook wordt waar mogelijk een lagere retourtemperatuur gehanteerd. De high case potentiekaarten zijn weergegeven in Bijlage 1. Zand van Brussel De high case potentiekaart voor het Zand van Brussel houdt rekening met de spreiding in permeabiliteiten. Op basis van de spreiding is de standaarddeviatie bepaald welke ongeveer 30% is. De high case permeabiliteit is berekend door de permeabiliteitskaart te vermenigvuldigen met 1,3 waarna de potentieberekening opnieuw is uitgevoerd. De retourtemperatuur is met 10 oC al relatief laag, dus deze is voor de high case niet verder verlaagd. Rijnland/Schieland Voor de Rijnland/Schieland zanden is een high case porositeit-permeabiliteitrelatie opgesteld gebaseerd op de spreiding in de putdata (zie onderstaand figuur).

Dit is gedaan door de base-case relatie omhoog te schuiven totdat alle datapunten onder de relatie vallen. De retourtemperatuur is 25oC, en niet verder verlaagd voor de high case. NB: de porositeit-permeabiliteitrelaties gelden tot een maximale porositeit van 23%.

Figuur 7.1 | verschillende porositeit-permeabiliteitsrelaties voor de Rijnland/Schieland zanden. High - en low case geven de totale bandbreedte van de porositeit-permeabiliteitsdata aan. Voor deze studie zijn alleen de high - en base case curves gebruikt.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 75/114

Formatie van Slochteren De Formatie van Slochteren kent een grote spreiding in de porositeit-dieptemetingen. Dit heeft direct invloed op de permeabiliteit, aangezien deze wordt berekend middels een porositeitpermeabiliteitrelatie. Om dit te ondervangen is voor het gebied dat aangemerkt wordt als “onzeker “ of “redelijk onzeker” een high case porositeit-diepterelatie opgesteld. Op basis van deze relaties is een nieuwe porositeitskaart en bijbehorende permeabiliteitskaart opgesteld voor de gebieden met lage onzekerheid: het gebied dat aangemerkt wordt als “redelijk zeker” behoudt zijn oorspronkelijke permeabiliteit. Op basis van deze permeabiliteitskaart is een nieuwe potentiekaart berekend. Hierbij is voor de high case de retourtemperatuur verlaagd naar 25 oC.

Figuur 7.2 | De spreiding in de porositeit-diepte data en de relaties die daar doorheen kunnen worden getrokken. In zwart de base case porositeit-diepte relatie. In blauw de onzekerheid (P90) bandbreedte van de porositeit-diepte data. De onderste blauwe lijn wordt als high case porositeit-diepte relatie gebruikt voor de onzekere gebieden.

Tabel 7.2 | Inputdata voor het vermogensberekeningsscript voor de high-case potentiekaarten (zie bijlage 1). Parameter

Eenheid

Slochteren

Rijnland/Schieland

Brussel

Saliniteit

[g/l]

225

125

Tretour

[oC]

Gesteente model

[relatie]

High-case poro-diepte

High-case poro-perm

Permeabiliteit*1.3

Base-case poro-perm Pomprendement

[-]

0,7

COP gewenst

[-]

Putafstand

[m]

1500

1000

Skin

[-]

-0.9

Putdiameter

[]

8,5 inch

600 mm

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 76/114

7.3

ONZEKERHEDEN

7.3.1

Methode Aangezien de datadichtheid niet over het gehele projectgebied en voor alle drie de bestudeerde formaties gelijk is, is ook de zekerheid waarmee de eigenschappen van de pakketten bepaald kunnen worden niet overal gelijk. Er zijn daarom onzekerheidskaarten opgesteld. Deze kaarten zijn gebaseerd op drie factoren die iets zeggen over de zekerheid van de inschatting van de eigenschappen van het pakket: de aanwezigheid van seismische data, de beschikbaarheid van putdata en de geologische onzekerheid. Aan alle drie deze categorieën wordt voor het hele afzettingsgebied van de formatie een binaire score toegekend, en alle drie de categorieën wegen even zwaar mee. De scores worden gestapeld. Als aan alle drie de categorieën een lage score wordt toegekend resulteert dit dus in de score “onzeker”. Als alle drie de categorieën een hoge score krijgen resulteert dit in de score “gemiddeld zeker”. Seismische data De beschikbaarheid van seismische data zorgt ervoor dat met relatief grote zekerheid te zeggen is of en hoe diep een formatie zich bevindt. Dit geldt echter alleen op en nabij de locatie van deze seismische lijn/volume. Een aannemelijke voorspellende waarde van een seismische lijn is ongeveer 500 m. Voor een zone van 500 m rondom een seismische lijn wordt dus de hoge score toegekend.

Putdata De beschikbaarheid van putdata zorgt ervoor dat de petrofysische eigenschappen van de formatie met een relatief grote zekerheid is te bepalen. Dit geldt echter alleen op en nabij de locatie van deze put. Een redelijke aanname hiervoor is een radius van 4 km. Er wordt daarom voor deze categorie een hoge score toegekend aan een zone van 4 km rondom een put. Geologische onzekerheid Van Formatie van Slochteren is bekend dat er lokaal illietvorming op kan treden. Dit kan een sterk negatief effect hebben op de doorlatendheid van het pakket. De illietvorming wordt gelinkt aan een grote begravingsdiepte, maar er zijn ook locaties bekend waar illietvorming heeft opgetreden zonder dat deze grote begravingsdiepte een rol heeft gespeeld. Alle gevallen van illietvorming bevinden zich in het Centraal Nederland Bekken. Daarnaast zijn grote delen van dit bekken diep begraven geweest. De kans is dus aanwezig dat er op een willekeurige plek in het Centraal Nederland Bekken illitisatie heeft opgetreden, met een verlaagde doorlatendheid als gevolg. Aan dit gebied wordt daarom voor de Formatie van Slochteren een lage score toegekend; aan de overige gebieden wordt een hoge score toegekend. Vanwege beperkte kennis van de Rijnland/Schieland zanden binnen de onderzochte deelgebieden is er voor deze formatie in beide deelgebieden (NHZ en NHN) een lage geologische zekerheidsscore toegekend.

Deze beperkte kennis van het reservoir geldt ook voor het Zand van Brussel. Daarom is de geologische zekerheidsscore voor het Zand van Brussel laag voor het gehele studiegebied.

7.3.2

Onzekerheidskaarten De resulterende onzekerheidskaarten zijn weergegeven in Figuur 7.3. In Figuur 7.4 is een vereenvoudigde variant gepresenteerd, deze wordt gebruikt in de potentiekaarten en de publieksrapportage.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 77/114

Figuur 7.3 | Onzekerheidskaarten voor het Zand van Brussel (links), de Zanden van de Rijnland en de Schieland Groep (midden) en voor de Formatie van Slochteren (rechts).

Figuur 7.4 | Vereenvoudigde onzekerheidskaart voor het Zand van Brussel (links), de Zanden van de Rijnland en de Schieland Groep (midden) en voor de Formatie van Slochteren (rechts).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 78/114

7.4

POTENTIEKAARTEN De resulterende potentiekaarten zijn weergegeven in onderstaande figuren. Zand van Brussel De potentiekaart laat zien dat de hoogste potenties aanwezig zijn in de Noordoostpolder en het noordwestelijke deel van Flevoland. De potentie in deze delen varieert tussen de 2,0 en 3,0 MW. In het noordelijke en noordoostelijke deel van Noord-Holland bedraagt de potentie tussen de 1,5 en 2,5 MW. De potentie neemt in zuidwestelijke richting af tot minder dan 1,0 MW.

Figuur 7.5 | Potentiekaart Zand van Brussel in [MW].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 79/114

De Zanden van de Rijnland Groep en Schieland Groep De potentiekaart laat zien dat de hoogste potenties aanwezig zijn het noordelijke afzettingsgebied van de zanden van de Rijnland Groep (Vlieland Zandsteen Formatie), ten noorden van Purmerend. De potentie varieert hier tussen de 0 en 12 MW. De hoogste potentie wordt behaald ten noordwesten van Purmerend, en het Markermeer ten zuiden van Hoorn. De potentie van het zuidelijke afzettingsdeel van Noord-Holland, bestaande uit de Zanden van de Rijnland Groep en de Schieland Groep, is lager en bedraagt maximaal 4,5 MW. De hoogste potentie van dit gebied wordt ten westen van Lisse aangetroffen.

Figuur 7.6 | Potentiekaart Vlieland Zandsteen Formatie in [MWt].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 80/114

De Formatie van Slochteren De potentie voor geothermie in de Formatie van Slochteren varieert van gebieden met minder dan 1 MW tot zones met 25 MW. Op verschillende plekken is een hoge potentie te vinden, vooral langs de opeenvolgende plaatsen Heerhugowaard, Hoorn en Enkhuizen, tussen Schagen en Schoorl, ten westen van IJmuiden en Haarlem, en ten noordoosten van Lelystad. Ook In de overige gebieden is op verschillende plekken een potentie van hoger dan 5 MW te vinden. De potentie in de licht gele gebieden in de zuidelijke delen van Noord-Holland en Flevoland is wel lager. De onzekerheid is hier echter ook groter. Dit komt zowel door een complexere geologie als door een lagere databeschikbaarheid. Aanvullende informatie kan de onzekerheid verkleinen en mogelijk een positiever beeld geven.

Figuur 7.7 | Potentiekaart van de Formatie van Slochteren in [MWt].

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 81/114

8 Warmtevraag en koppeling 8.1

GIS WORKFLOW Voor het bepalen van de warmtevraag en de koppeling van bovengrondse vraag en ondergrondse potentie is een uitgebreide workflow gemaakt, welke geïllustreerd is in Figuur 8.1. In deze sectie worden de stappen uit deze workflow kort beschreven en zullen er ter illustratie tussentijdse resultaten worden gepresenteerd. De GIS worfklow is hoofdzakelijk uitgevoerd in ArcGIS Pro 2.9 & 3.0. Voor stap 3 zijn er ook Python scripts gebruikt. Stap 1, & 2: De BAG 2.0 dataset Voor de deze studie is de warmtevraag geschat met behulp van de BAG 2.0 dataset, welke via ESRI beschikbaar is als Web-Feature-Services (WFS) (link). Deze WFS bestaat uit meerdere polygoon/pointset lagen waarvan er drie gebruikt zijn, namelijk: • Adres: pointset WFS met de adresgegevens van elk BAG 2.0 object • Verblijfsobject: pointset WFS waarin de functie (e.g. kantoorfunctie of woonfunctie) van elk verblijfsobject uit BAG 2.0 staat genoteerd. Zie het figuur hieronder ter illustratie van de BAG 2.0 in de regio Hoorn. • Pand: Polygoon WFS waarin gebouwdetails zoals bouwjaar en woonoppervlak staan beschreven.

Omdat informatie uit alle verschillende lagen noodzakelijk zijn voor de verdere stappen in de GIS workflow zijn verschillende BAG 2.0 WFS lagen geografisch aan elkaar gekoppeld middels een iteratieve spatial join analyse. De resulterende merged BAG 2.0 dataset bevat alle achterliggende informatie uit de BAG 2.0 in een pointset laag (Figuur 8.1).

Date Reference Page

09 November 2022 72125/JK/20221109_TR 82/114

Figuur 8.1 | GIS workflow voor het bepalen van de warmtevraag, warmteclusters, zoekgebieden, ondergrondse potentie en de koppeling tussen de warmtevraag en ondergrondse potentie. Zie tekst voor meer informatie.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 83/114

Stap 3: Het berekenen van de warmtevraag per BAG 2.0 object en glastuinbouw object Allereerst wordt er tijdens stap 3 op basis van openbare standaard jaar verbruik gas data (SJV) en kentallen de warmtevraag voor elk object uit merged BAG 2.0 laag (resultaat stap 2) berekend middels een python script dat als volg te werk gaat: 1. Voor elk BAG object wordt op basis van de adresgegevens gezocht in de open gasdatabases van Liander en Stedin gezocht naar een match op Postcode 6 niveau (PC6) (e.g. ABCD 11). Als er een match is dan worden gasverbruik gegevens in SJV (gemiddeld voor alle panden in dat PC 6 gebied) gekoppeld aan het betreffende BAG object. 2. Als het zoeken binnen de gasdatabases afgerond is wordt er door het script gekeken over er nog panden met woonfuncties zijn waaraan geen SJV gekoppeld zit. Dit kunnen bijvoorbeeld panden zijn die op een warmtenet aangesloten zitten op panden met een warmtepomp. Om het SJV voor deze panden te schatten wordt er een gemiddeld SJV/m2 voor alle panden in de provincie berekend, welke vervolgens wordt vermenigvuldigd met het woonoppervlak van het betreffende pand. 3. Vervolgens kijkt het python script naar BAG objecten die geclassificeerd zijn als grootverbruikers (e.g. grote kantoren of ziekenhuizen).

Voor deze objecten wordt het SJV berekend op basis van kentallen per type functie en grote van het object (deze kentallen zijn SJV per m2 per jaar). De gebruikte kentallen staan beschreven in appendix 2. Objecten met de functie industrie zijn niet meegenomen omdat de warmtevraag en gevraagde temperatuur per object sterk kan verschillen. Objecten met een celfunctie zijn niet meegenomen omdat er geen eenduidige kentallen van zijn. 4. Tot slot rekent het script de verkregen SJV gegevens om naar warmtevraag (Q [MWh]). De rekenmethode staat ook beschreven in bijlage 2. De verkregen data is vervolgens weer ingeladen in de attribute table van de merged BAG 2.0 laag met behulp van de object_id informatie. Zie figuur hieronder voor de output in ArcGIS pro voor de regio Hoorn. Naast de BAG objecten wordt er in stap 3 ook gekeken naar de glastuinbouw objecten. De warmtevraag voor deze objecten is berekent aan de hand van de objectoppervlaktes uit Bodemgebruikkaart 2015 van het CBS en landelijke gasverbruik gemiddeldes voor de glastuinbouw sector (SJV = 30 m3/m2).

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 84/114

Stap 4 en 5: Het berekenen van de warmtevraag per grid-cell In stap 4 en 5 van de workflow is er een 200x200 m grid gemaakt. Hierin wordt vervolgens de totale energievraag (GJ/jaar) en energiedichtheid (GJ/ha/jaar) van de BAG – en glastuinbouwobjecten berekend. Voor de BAG 2.0 objecten (zie stap 3) is dit gedaan met behulp van een geografische spatial join analyse en wordt de energievraag van alle objecten per grid-cell gesommeerd. De glastuinbouw objecten zijn ook aan het grid gekoppeld door een spatial join analyse. Er is echter bij deze koppeling ook gekeken naar het specifieke oppervlak van het glastuinbouwobject. Dit is als volgt gedaan: • Is het oppervlak van het glastuinbouwobject groter dan het oppervlak van de grid-cell: Warmtevraag grid-cell = oppervlak grid-cell * gemiddelde warmtegebruik per m2 • Is het oppervlak van het glastuinbouwobject kleiner dan het oppervlak van de grid-cell: Warmtevraag grid-cell = warmtevraag glastuinbouwobject Zie het figuur hieronder voor de energiedichtheid per grid-cell voor de regio Hoorn.

Stap 6: Het clusteren van de warmtevraag Omdat geothermie veel warmte levert is er voor de bussiness case van zo’n systeem een grote warmtevraag nodig. Daarom is er besloten om de warmtevraag per grid-cell te clusteren (Stap 6: Figuur 8.1). Voor het clusteren is de dissolve tool gebruikt in ArcGIS pro. Hierin zijn de volgende stappen en criteria gehanteerd: 1. Bepaal op de energiedichtheid van een cell hoog genoeg is voor een warmtenet. Hierin is een ondergrens van 600 GJ/ha/jaar aangehouden (Kruit e.a. 2018). Zo ja, geef de grid-cell de tag high-density cell. 2. Cluster de high-density grid-cellen met behulp van de dissolve tool. 3. Bereken de totale warmtevraag binnen een cluster middels een geografische spatial-join analyse met het originele warmtevraag grid.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 85/114

Verwijder alle clusters met een te lage warmtevraag. Hierin wordt een ondergrens van 0.2 PJ (200,000 GJ) aangehouden. Dit komt neer op een geothermiesysteem van ongeveer 7.5 MW.

Zie het figuur hieronder voor de geclusterde warmtevraag voor de regio Hoorn.

Stap 7: Het bepalen van het zoekgebied Omdat de warmtevraag binnen clusters erg groot kan zijn wordt er in stap 7 rond elk cluster een zoekgebied gemaakt. Voor deze studie is er besloten om deze zoekgebieden zowel regionaal als lokaal te benaderen. Dit is als volgt gedaan: • Regionaal: Er wordt bij een regionaal zoekgebied uitgegaan van: 1.5 km aan transportleiding, 1.0 km aan totale deviatie vanaf de boorlocatie en een totale straal van 0.5 km van de koude bel. Dit komt neer op een zoeklengte van 3 km en dat betekend dat er 10 km buiten het cluster naar geothermie potentie mag worden gezocht. • Lokaal: Er wordt bij een regionaal zoekgebied uitgegaan: Dit betekend dat alleen in gridcellen die in en/of direct rondom het cluster liggen naar geothermie potentie mag worden gezocht. De zoekgebieden rondom de clusters zijn gemaakt met behulp van de buffer tool in ArcGIS Pro. Stap 8, 9 en 10: Ondergrondse potentie geothermie en het 3x3 km grid Om de koppeling tussen de bovengrondse warmtevraag en ondergrondse potentie zijn de resultaten uit hoofdstuk 7 (Figuur 7.5, Figuur 7.6 & Figuur 7.7) in stap 8 van de GIS workflow ingeladen in ArcGIS. De ingeladen potentiekaarten zijn vervolgens in stap 9 en 10 omgezet naar 3x3 km grid (zie figuur hieronder).

Er is in deze stappen gekozen voor een 3x3 km grid omdat er dan op basis van de putconfiguratie input in de modellen en de Franse Methode (Tabel 7.1) precies twee doubletten per grid-cell passen. Hierdoor kan de gemiddelde potentie in MW makkelijk worden omgerekend naar een technisch winbare warmte in GJ en kan zo de koppeling met de bovengrond worden gemaakt. Voor deze studie is er bij de omrekening uitgegaan van 6000 vollasturen per jaar.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 86/114

Stap 11: Koppeling warmtevraag en potentie per warmtecluster In de laatste stap van GIS workflow wordt de uiteindelijke koppeling tussen de boven- en ondergrond gemaakt met behulp van een spatial join analyse. Bij koppeling worden zowel de gemiddelde ondergrondse potentie van een doublet (MW) als de gesommeerde technische windbare warmte (GJ) in en rondom het zoekgebied (lokaal of regionaal) van elk cluster berekend. Bijvoorbeeld, uit de resultaten van de koppeling blijkt dat: • Binnen een lokaal zoekgebied in en direct rondom Hoorn een geothermiedoublet in de Formatie van Slochteren een gemiddelde potentie heeft van 11.5 MW,

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 87/114

• •

dat de mogelijk technische winbare warmte uit de Formatie van Slochteren 3.967 PJ bedraagt, de mogelijk windbare warmte 222 % van de totale warmtevraag in Hoorn bedraagt.

8.2

RESULTAATKAARTEN De resultaten van de GIS workflow (Figuur 8.1) worden gepresenteerd in Figuren 8.2 tot en met 8.5. Alle resultaten zijn ook in tabellen samengevat in de bijlage 4.

8.2.1

Warmtevraag en warmteclusters De eerste resultaten uit de GIS workflow is een inschatting van de warmtevraag dichtheid (GJ/ha/jaar) voor de provincies Noord-Holland en Flevoland (Figuur 8.2). Op de verkregen kaart is te zien dat warmtevraag dichtheid vooral hoog is in stadscentra en in glastuinbouwgebieden (donker rode gebieden op Figuur 8.2).

Let op: Bij het inschatten van de warmtevraag en doen van de berekeningen is de warmtevraag vanuit de industrie niet meegenomen. Hier is voor gekozen omdat industrie een sterk variërende warmte- en temperatuur vraag heeft, waardoor het niet in regionale kentallen te omvatten is.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 88/114

Figuur 8.2 | 200x200 grid met de warmtevraag dichtheid (GJ/ha/jaar) voor de provincies Flevoland en Noord-Holland. Gridcellen met warmtevraag dichtheid lager dan 600 GJ/ha/jaar zijn transparant. Hoe roder de kleur van de grid-cell hoe hoger de warmtevraag dichtheid.

Op basis van de warmtevraag dichtheidskaart (Figuur 8.2) zijn de warmteclusters gemaakt waarbinnen de warmtevraag vervolgens is gesommeerd. De verschillende warmteclusters staan weergegeven op kaartbeeld in Figuur 8.3. Op deze kaart is te zien dat middelgrote clusters zoals Purmerend, Hoorn, Lelystad of Hoofddorp een totale warmtevraag hebben variërend tussen 1.0 en 2.5 PJ. Voor glastuinbouwgebieden ligt deze warmtevraag vaak hoger en varieert die tussen de 2.5 en 7.5 PJ per cluster. Voor het grote stedelijke gebied van Amsterdam is de bekerende warmtevraag erg hoog (37.71 PJ) omdat dit cluster ook gebieden zoals Amstelveen, Badhoevedorp en de glastuinbouwgebieden rondom Aalsmeer omvat (Figuur 8.2 & Figuur 8.3)

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 89/114

Figuur 8.3 | Warmteclusters met een absolute warmtevraag > 0.2 PJ (200,000 GJ). De kleuren geven de absolute warmtevraag (GJ) per cluster weer. Hoe roder de kleur hoe meer warmtevraag binnen het cluster. Zie appendix 3 voor meer resultaten.

8.2.2

Koppeling warmtevraag en ondergrondse potentie per warmtecluster Alle warmteclusters met een totale warmtevraag van meer dan 0.2 PJ zijn aan de ondergrondse geothermiepotentie gekoppeld. In deze sectie worden de resultaten van de koppeling kort per onderzocht reservoir beschreven. De kaarten (Figuur 8.4, Figuur 8.5 en Figuur 8.6) die in deze sectie worden gepresenteerd moeten als volgt worden geïnterpreteerd: • Als een cluster op een formatie specifieke kaart aanwezig is betekend dat die formatie aanwezig is binnen het cluster. • De kleuren van de clusters geven het verwachte maximale vermogen van één gerealiseerd doublet binnen een cluster. Deze vermogens zijn gebaseerd op de potentiekaart en bevatten dus ook de onzekerheid die in deze kaarten zit (zie hoofdstuk 7). Zand van Brussel: In de provincies Noord-Holland en Flevoland heeft het Zand van Brussel een potentie variërend tussen de 1.0 en 4.5 MW (Figuur 7.5). Uit de koppeling blijkt dat de potentie voor deze formatie het hoogst is in de regio’s: Den Helder, Texel, West-Friesland en de Noordoostpolder (Figuur 8.4) en neemt af richting het zuidwesten. Zie de samenvattende tabel voor meer informatie over de potentie van het Zand van Brussel per warmtecluster.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 90/114

Figuur 8.4 | Lokale maximale potentie van één doublet (MW) voor het Zand van Brussel per gekoppeld warmtecluster. Hoe donkerder rood, hoe meer potentie voor een theoretisch doublet binnen het cluster. Op deze kaart is de base-case aan de warmteclusters gekoppeld. Zie appendix 3 voor meer resultaten.

Rijnland en Schieland groepen: De zanden van de Rijnland en Schieland groepen zijn alleen afgezet in de provincie Noord-Holland en hebben daar een sterk variërende potentie (Figuur 7.6). Uit de koppeling blijkt dat de potentie voor deze formatie relatief kansrijk is voor warmteclusters in Noord-Holland Noord (b.v. Alkmaar, Heiloo, Purmerend en Volendam) (Figuur 8.5). In de regio Noord-Holland Zuid (Haarlem, Hoofddorp en Nieuw-Vennep) is de berekende potentie van een doublet erg laag (< 1.0 MW) (Figuur 8.5). Zie de samenvattende tabel voor meer informatie over de potentie van de Rijnland en Schieland groepen per warmtecluster.

Datum Referentie Pagina

9 november 2022 72125/JK/20221109_TR 91/114

← Vorig deel Volgend deel →

De tekst is automatisch uit het bestand gehaald en kan afwijken van het origineel (kolommen, tabellen en koppen lopen door elkaar). Het officiële stuk bij de gemeente is leidend. Bron: https://api.notubiz.nl/document/12410430/1