Seismisch onderzoek bij aardwarmte

Overal is aardwarmte. Maar niet overal zijn de aardlagen geschikt om de warmte uit de bodem te halen. Door middel van seismisch onderzoek kan inzicht worden verkregen in de opbouw van de ondergrond.

Bij seismisch onderzoek worden geluidsgolven de grond ingestuurd. De onderliggende structuren en aardlagen kaatsen de golven terug, waarna geofoons (grondmicrofoons) de signalen aan het aardoppervlak weer opvangen. Op basis van de reistijd van deze geluidsgolven kan een beeld worden gemaakt van de verschillende lagen en structuren in de ondergrond.  Met seismisch onderzoek kan zo tot wel 6 kilometer diep in de ondergrond worden gekeken.  

Waarom is seismisch onderzoek nodig voor aardwarmte? 

Niet alle lagen in de ondergrond zijn geschikt voor de winning van aardwarmte. Het belangrijkste is dat de laag voldoende waterdoorlatend is en dat het water een voldoende hoge temperatuur heeft. Deze eigenschappen kunnen worden onderzocht doormiddel van een boring. Voordat er een wetenschappelijke of proefboring voor aardwarmte kan worden uitgevoerd moet er eerst inzicht zijn in de ondergrond om zo een goede locatie te bepalen.

Seismisch onderzoek wordt daarom ingezet als een eerste verkennende stap wanneer er een geschikte locatie gezocht wordt voor een mogelijk aardwarmte project of een onderzoeksboring voor aardwarmte, als in dat gebied geen seismische data van voldoende kwaliteit aanwezig is. Het SCAN programma heeft door middel van de landelijke seismische campagne en het bewerken van bestaande seismische data belangrijke nieuwe informatie geleverd over de nog redelijk onbekende delen van de Nederlandse ondergrond.

Hoe werkt seismisch onderzoek?

Voor het uitvoeren van seismisch onderzoek moeten er ondergrondse geluidsgolven worden opgewekt. Dit kan op verschillende manieren maar wordt meestal gedaan door het ontsteken van een seismische lading die eerder onder de grond is aangebracht. De ondergrondse geluidsgolven worden aan het oppervlak opgevangen door geofoons, dit zijn een soort grondmicrofoons. Na het opnemen van de geluidsregistraties met de geofoons in het veld wordt de data verwerkt in een datacenter.

De enorme hoeveelheid digitale gegevens wordt gefilterd, gecorrigeerd en bij elkaar gebracht om zogenaamde ‘seismogrammen’ te maken. Dit zijn plaatjes die de structuur van de ondergrond weergeven. Seismogrammen worden ook wel kortweg “seismiek” genoemd. Seismogrammen zijn enigszins te vergelijken met echoscopieën (zoals uitgevoerd tijdens een zwangerschap). Beide technieken maken gebruik van geluidsgolven om structuren onder het oppervlak inzichtelijk te maken. 

Welke verschillende technieken bestaan er om seismisch onderzoek te doen?

Er bestaan verschillende manieren om de geluidsgolven, die nodig zijn voor het seismisch onderzoek, op te wekken. Afhankelijk van de bovengrondse situatie in het te onderzoeken gebied zijn er drie manieren om de geluidsgolven op te wekken: met schotgaten, vibroseismiek of airgun seismiek. De schotgatseismiek methode wordt meestal gebruikt op land en geeft het beste inzicht op grote diepten. Voor het opwekken van de ondergrondse geluidsgolven wordt er bij schotgatseismiek gebruik gemaakt van een seismische lading die onder de grond wordt aangebracht door een gat te boren met een mobiele boorinstallatie.

Bij de vibroseismiek methode wordt de ondergrond in trilling gebracht met speciale vrachtwagens (vibrotrucks) doormiddel van trilplaten. Vibroseismiek is alleen mogelijk op een harde ondergrond en wordt daarom vaak op wegen toegepast om bijvoorbeeld inzicht te krijgen in de ondergrond bij het aanleggen van nieuwe infrastructuur. De Airgunseismiek methode wordt gebruikt op het water. Daarbij wordt vanaf een boot of ponton samengeperste lucht in het water losgelaten. De schokgolf die hierbij vrijkomt oefent druk uit op de bodem en deze veroorzaakt zo de geluidsgolven die de grond ingaan. 

Hoe ziet seismische data eruit en wat kun je ermee?

Seismisch onderzoek levert en enorme hoeveelheid data op die door specialisten en met krachtige computers moet worden verwerkt tot beelden van de ondergrond, seismogrammen. Een seismisgram is een tweedimensionale doorsnede van de ondergrond. Deze beelden vertellen je echter nog niets over de potentie van aardwarmte. De seismogrammen moeten vervolgens worden geïnterpreteerd door experts. Zij kunnen bepalen welke lagen er waarschijnlijk op de beelden te zien zijn en hoe diep deze ongeveer liggen.

Om zeker te weten om welke laag het gaat en om de eigenschappen van deze laag voor aardwarmte te bepalen is altijd verder onderzoek nodig. Dit onderzoek gebeurt meestal in de vorm van een wetenschappelijke of een proef -boring. 

Vraag het onze expert

Gitta Zaalberg Programme manager Geotechnische operaties Stel uw vraag
Vraag hetonze expert

Heeft u een vraag over dit onderwerp? Neem dan contact op met Gitta Zaalberg.

Stel uw vraag
Blijf op de hoogte van events en nieuws
Meld je aan voor onze mailingen.