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Rapporto RSE 15000985

Modelli geologici e simulazione numerica di sistemi geotermici

Si descrivono le attività volte a realizzare le simulazioni geologiche e numeriche 3D di dettaglio di due sistemi geotermici quali Castel Giorgio - Torre Alfina e Lucignano rispettivamente nell’alto Lazio/Umbria e in Toscana. Tali simulazioni sono state realizzate per verificare la sostenibilità dei campi indagati allo sviluppo di impianti pilota con potenza nominale di 5 MWe e re-iniezione totale del fluido.

La presente ricerca è finalizzata a realizzare le simulazioni numeriche 3D di dettaglio di due sistemi geotermici quali Castel Giorgio - Torre Alfina e Lucignano in centro Italia. Tali simulazioni sono state realizzate al fine di verificare la sostenibilità dei campi indagati per lo sviluppo di impianti pilota conpotenza nominale di 5 MWe e re-iniezione totale del fluido nelle formazioni di provenienza.
Per entrambe le aree sono stati eseguiti gli approfondimenti geologico - strutturali e idrogeologici indispensabili per realizzare le simulazioni numeriche. Dalle analisi effettuate emerge che nell’area diCastel Giorgio - Torre Alfina il potenziale serbatoio geotermico è situato nelle formazioni carbonatiche della Serie Toscana. La temperatura al tetto del serbatoio è dell’ordine di 125 - 150°C. Nell’area di Lucignano, invece, è stato individuato un primo potenziale serbatoio geotermico superficiale ospitato nelle formazioni carbonatiche e nelle anidriti del complesso toscano e un secondo potenziale serbatoio profondo nel basamento metamorfico paleozoico. In questa zona a 1000 metri di profondità si raggiungono temperature dell’ordine dei 150°C.
Per entrambe le aree, i dati disponibili e gli strumenti di analisi utilizzati hanno consentito di realizzare degli accurati modelli geologici 3D. A partire da questi sono state realizzate le simulazioni numeriche finalizzate alla ricostruzione dello stato naturale indisturbato dei sistemi considerati e all’analisi predittiva del processo di sfruttamento industriale del campo. L’accuratezza delle simulazioni numeriche, relative allo stato naturale dei campi indagati, è stata verificata confrontando le temperaturee pressioni simulate con i dati ricavati dai pozzi geotermici presenti nelle aree.
Al fine di valutare la possibilità di coltivazione del campo geotermico di Castel Giorgio – Torre Alfina,a partire dallo stato naturale ottenuto, sono stati realizzati degli scenari di produzione. I risultati di queste simulazioni hanno dimostrato la sostenibilità del campo geotermico indagato per lo sviluppo di un impianto pilota. Il serbatoio, infatti, risulta in grado di sostenere l’ipotesi di produzione di 50 anni peruna portata di 1050 t/h. Dal punto di vista termico è stata messa in evidenza la presenza, all’interno del sistema geotermico, di una circolazione convettiva molto efficiente. Inoltre, è stato osservato che non cisono effetti di interferenza tra i pozzi produttori e re-iniettori, infatti, questi sono abbastanza distanti da garantire che il fluido iniettato si riscaldi prima di raggiungere i pozzi di produzione.
Infine, sia per il sito di Castel Giorgio - Torre Alfina che per quello di Lucignano, è stata effettuata una caratterizzazione sismologica utilizzando il plugin di QGis chiamato GIS EQ (Geographic Information System EarthQuake) appositamente realizzato da RSE. Tale strumento raccoglie in un unico contenitore diversi cataloghi dei terremoti esistenti e disponibili in vari formati, e consente il calcolo delle intensità macrosismiche MCS risentite e degli spettri di risposta del terreno sul sito di interesse.

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