The Use of Geophysical Methods in Geothermal Exploration of the Wadi Al Lith Field in Western Saudi Arabia. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Chavanidis_2024_PhD-Dissertation.pdf Restricted to Repository staff only until 9 June 2025. Download (7MB)

Arabic Abstract

يعد غرب المملكة العربية السعودية منطقة واعدة لاستكشاف الطاقة الحرارية الأرضية نظرًا لوجود العديد من المناطق المحتملة المرتبطة بالتطور المستمر لصدع البحر الأحمر. تركز هذه الدراسة على منطقة وادي الليث، حيث تشير العديد من الينابيع الساخنة إلى وجود موارد الطاقة الحرارية الأرضية المحتملة. تم جمع بيانات الجاذبية الأرضية والجيوفيزيائية المغناطيسية وتحليلها ودمجها مع البيانات المغناطيسية الكهرومغناطيسية وبيانات ملتقطة جواً لتوصيف التراكيب تحت السطحية للمنطقة المحيطة بالينابيع الساخنة الواعدة، عين الحارة، في كل من البعدين الثنائي والثلاثي الأبعاد. تقترح الدراسة أيضًا وتقيم سير العمل لمعالجة البيانات الجيوفيزيائية وتكاملها والتي يمكن استخدامها لاستكشاف الموارد الطبيعية وأي إجراء يتطلب توصيفًا تحت سطحيا. بينت النتائج ملامح المجال الحراري الأرضي المحتمل لمنطقة الدراسة، مثل مصدر الحرارة والخزان الحراري الجوفي، وكذلك التراكيب التكتونية (مناطق الصدع والقواطع النارية) التي تساعد على حركة السوائل الساخنة وإيصالها إلى السطح. تم تحليل مجموعة البيانات المغناطيسية التي تم جمعها من الجو لكامل المنطقة لتحديد التراكيب الرئيسية ذات الأهمية، ولتقدير عمق درجة كوري متساوية الحرارة، ولبناء صورة الحرارة الأرضية التي تم استخدامها في التنبؤ بتدفق الحرارة السطحية في منطقة الينبوع الساخن. وأكدت أيضا السبر الكهرومغناطيسي العميقة الحرارة الأرضية المحسوبة. تقوم هذه الدراسة ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد تحت سطحي لمنطقة الدراسة للطاقة الحرارية الأرضية من خلال دمج البيانات الجيوفيزيائية الميدانية والكهرومغناطيسية المحتملة. يمكن تعزيز النموذج بشكل أكبر ببيانات إضافية من المسوحات الجيولوجية والجيوكيميائية والجيوفيزيائية لجمع المزيد من المعلومات حول بيئة الطاقة الحرارية الأرضية للمنطقة وتطوير برنامج الحفر الذي بإمكانه أن يتحقق من موارد الطاقة الحرارية الأرضية ويقيمها و الذي قد يدخل الخزان الحراري في مرحلة الإنتاج، بما يتماشى مع الحاجة العالمية للحد من انبعاثات الكربون عن طريق زيادة إنتاج الطاقة المتجددة.

English Abstract

Western Saudi Arabia is a promising area for geothermal energy exploration since it has many prospective areas related to the ongoing evolution of the Red Sea Rift. This study focuses on the area of Wadi Al Lith, where several hot springs indicate the presence of potential geothermal resources. Land gravity and magnetic geophysical data were acquired, analyzed, and integrated with electromagnetic and airborne magnetic data to characterize the subsurface structures of the area surrounding the most promising hot spring, Ain Al Harrah, in both 2D and 3D. The study also suggests and evaluates a workflow for geophysical data processing and integration that can be used for natural resources exploration and any application that requires subsurface characterization. The results imaged the features of the potential geothermal field of the study area, such as the heat source and the reservoir, as well as the tectonic structures (fracture zones and dikes) that assist the thermal fluids circulation and bring them to the surface. The airborne magnetic dataset of the wider area was analyzed to delineate regional structures of interest, to estimate the depth of the Curie isotherm, and to construct the geotherm that was used in the prediction of the surface heat flow at the area of the hot spring. Deep electromagnetic soundings confirmed the calculated geotherm. This study constructs a 3D subsurface model of the geothermally prospective study area by integrating potential field and electromagnetic geophysical data. The model can be further enhanced with additional data from geological, geochemical, and geophysical surveys to gather more information about the geothermal setting of the area and develop a drilling program that will verify and assess the geothermal resources and put the reservoir into production, in line with the worldwide need to reduce carbon emissions by increasing renewable energy production.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Soupios, Panteleimon
Committee Members:	Hanafy, Sherif M. and Abu-Mahfouz, Israa and Kaka, SanLinn I. and Salem, Ahmed
Depositing User:	KONSTANTIN CHAVANIDIS (g202103130)
Date Deposited:	10 Jun 2024 10:02
Last Modified:	10 Jun 2024 10:02
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142958