De temperatuur is een belangrijke parameter bij het beoordelen van het geothermisch potentieel van een aquifer. Het maakt niet uit hoe doorlatend of dik een aquifer is - als de temperatuur laag is dan is het economisch potentieel van de aquifer ook laag.
De geothermische gradiënt van Nederland is gemiddeld ruim 30 graden per kilometer. Dit varieert echter sterk van locatie tot locatie. Deze variatie wordt vooral bepaald door de thermische geleidbaarheid en (in mindere mate) de radiogene warmte van de gesteenten in de ondergrond.
We gebruiken de methode van Békési et al. 2020 om een 3D-temperatuurmodel voor Nederland te maken. Deze methode lost de steady-state warmtediffusievergelijking met radiogene warmteproductie op in 3D met behulp van eindige differentie (finite difference) en Ensemble Smoother Multiple Data Assimilation (Emerick en Reynolds, 2013) om zo onze schattingen van geleidbaarheid en radiogene warmte aan de werkelijke gemeten temperaturen uit putten aan te passen. Op dit moment zijn dat vooral gecorrigeerde bottom hole temperaturen. Het model is een 3D raster van 1000 x 1000 x 200m tot een diepte van 10km.
Het temperatuurmodel van Békési et al. 2020 is gebaseerd op het lithostratigrafische model DGM Deep v5. Dit model is gepubliceerd in 2019 en bestaat uit kaarten van de diepteligging van de basis van de belangrijkste geologische Groepen in Nederland. Dit zijn 13 lagen. Voor het huidige model hebben we binnen de randvoorwaarden van DGM Deep v5 ook geologische Formaties gemodelleerd op basis van DGM Deep en formatiediktes uit boringen. Daarom hebben we in 2025 het temperatuurmodel geactualiseerd met een hogere resolutie lithostratigrafisch model. Hierin zitten nu 82 lithostratigrafische lagen. Deze zijn lithologisch homogener dan de DGM Deep Groepen Daarom is het mogelijk nauwkeuriger thermische eigenschappen toe te kennen aan de modelcellen.
In eerste instantie worden porositeit, thermische geleidbaarheid en radiogene warmteproductie toegewezen aan alle lagen van het temperatuurrooster op basis van de verwachte gesteente-inhoud en literatuur waarden (Hantschel & Kauerauf, 2009). Voor elke cel wordt een temperatuur bepaald door de steady-state warmtevergelijking in 3D op te lossen. De berekende temperaturen worden vergeleken met een database van temperaturen die in de ondergrond zijn gemeten. Dit zijn voornamelijk gecorrigeerde bottom hole temperaturen. Vervolgens worden de vooraf bepaalde thermische eigenschappen (radiogene warmteproductie en thermische geleidbaarheid) iteratief aangepast om het verschil tussen de berekende en gemeten temperaturen te verkleinen.
Op deze manier worden temperaturen van de Nederlandse ondergrond berekend die overeenkomen met metingen, en is de berekende temperatuur gebaseerd op realistische schattingen van de thermische eigenschappen van de ondergrond en warmtestroming.
Let op: kaarten van vóór ThermoGIS v2.5 zijn gebaseerd op het temperatuurmodel van Békési et al. 2020.
Referenties
Békési, E., Struijk, M., Bonté, D., Veldkamp, H., Limberger, J., Fokker, P. A., ... & van Wees, J. D. (2020). An updated geothermal model of the Dutch subsurface based on inversion of temperature data. Geothermics, 88, 101880.
Emerick, Alexandre A., and Albert C. Reynolds. "Ensemble smoother with multiple data assimilation." Computers & Geosciences 55 (2013): 3-15.
Hantschel, T., & Kauerauf, A. I. (2009). Fundamentals of basin and petroleum systems modeling. Springer Science & Business Media.