Abstract This paper presents a 3D numerical model for the north-west (NW) Sabalan geothermal system, including the unsaturated vadose zone overlying the system, based on a conceptual model derived from data gathered from 10 deep exploration wells. To achieve the goal, the EOS3 (water-air state equation) module of the Tough2 simulator was utilized to develop the model. The model was constructed from a rectangular prism, which is 11.5 km long, 8 km wide, and variable depths ranging from 3.8–5.11 km. The 21 horizontal layers with a thickness range of 100−1000 m were expanded from the maximum height of 4110 to -1000 masl. A total of 22 rock types were distributed within the model based on the availability of rock units and geological structures derived from the exploration wells. The permeability of these rock types varied from 1.0 × 10−17 to 9.0 × 10-13 m2. The model was initially run to match the natural state of the reservoir. A close agreement was obtained between the measured data from the exploration wells, and the model results for subsurface temperatures and pressures. In the calibrated model, a high temperature upflow zone was required in the southeast part of the area (below the exploration sites D and E). This flow rises to the land surface through permeable zones, faults, and fractures, and finally appears on the earth’s surface as hot springs in the northwestern part of the area. This model was then used as the initial model to predict the reservoir performance for the 50 MWe scenario. The results showed that the reservoir can generate about 45 MWe by assigning two makeup wells and remain at this level for more than 30 years.

中文翻译：

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NW Sabalan 地热储层流体流动和传热的非饱和三维模型

摘要 本文基于从 10 口深探井收集的数据得出的概念模型，提出了西北 (NW) Sabalan 地热系统的 3D 数值模型，包括覆盖该系统的非饱和包气带。为了实现这一目标，利用 Tough2 模拟器的 EOS3（水-空气状态方程）模块来开发模型。该模型由一个长 11.5 公里、宽 8 公里、深度范围为 3.8-5.11 公里的长方体构成。21层厚度范围为100-1000 m的水平层从最大高度4110扩展到-1000 masl。根据来自勘探井的岩石单元和地质结构的可用性，模型中总共分布了 22 种岩石类型。这些岩石类型的渗透率从 1.0 × 10−17 到 9 不等。0 × 10-13 平方米。该模型最初运行以匹配储层的自然状态。勘探井的测量数据与地下温度和压力的模型结果非常吻合。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。该模型最初运行以匹配储层的自然状态。勘探井的测量数据与地下温度和压力的模型结果非常吻合。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最后在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。该模型最初运行以匹配储层的自然状态。勘探井的测量数据与地下温度和压力的模型结果非常吻合。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。勘探井的测量数据与地下温度和压力的模型结果非常吻合。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。勘探井的测量数据与地下温度和压力的模型结果非常吻合。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。在校准模型中，该地区东南部（勘探地点 D 和 E 下方）需要一个高温上流带。这种水流通过渗透带、断层和裂缝上升到地表，最终在该地区西北部以温泉的形式出现在地表。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。最后以温泉的形式出现在地表的西北部。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。最后以温泉的形式出现在地表的西北部。然后将该模型用作初始模型来预测 50 MWe 情景的储层性能。结果表明，该油藏通过分配两个补给井可发电约45 MWe，并保持该水平30多年。