A homokkő hévíztárolók tesztelésének tanulságai Szanyi János, Kóbor Balázs, Medgyes Tamás, Gyenese István, Czinkota Imre, Kovács Balázs, Bálint András, Kiss Sándor Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék
[email protected]
Nemzeti Technológia Program TECH_08-A4/2-2008-0174
Tartalom
• Víztermelés következményei • Kutatási eredmények • Visszasajtolás mai technológiája • Javaslat a visszasajtolás szabályozására
Vízszint süllyedés mértéke Szentes térségében (archív) 160000
eov X (m)
155000
Ny
K 150000
Szentes 145000 740000
745000
750000
eov Y (m)
755000
Szeged-Székely sori kút
Kútvizsgálatok Szentes térségében
• teljes kútszerkezet állapot felmérés • hidrodinamikai vizsgálatok • gázmintavétel • vízmintavétel • egymásra hatás vizsgálat
vizsgálatok
Árpád-Agrár Zrt. kútjainak perforált szakaszai (Szentes)
Mérési metodika a kutak vízszintjének változására
Felszíni nyomásemelkedés
Mélységi nyomásemelkedés
Mért nyomáscsökkenés a felsı pannonban NY-K-i szelvény
Pulzációs vizsgálat Szentes
V/2 - VII/3 kútpár pulzációs interferenciamérése Dataloggerrel mért nívóváltozásból számított nyomásváltozás t = 0 h (2010.09.06.1230)
1
1400
0 1200 -1
delta p (kPa)
-2 800
-3
12 h
-4
600
-5 400 -6 200 -7
-8 0
20
40
60 t (h)
80
100
0 120
VII/3 aktív kút hozama (m3/d)
1000
Hidraulikai paraméterek
Paraméterek
VII/3
VII/2
VII/1
1307.5 m3/d
1131.8 m3/d
1375.2 m3/d
10.2 m
4.74 m
19.7 m
q – fajlagos vízhozam
128 m3/d/m
239 m3/d/m
69.8 m3/d/m
K – szivárgási tényező
1.71 m/d
13.0 m/d
1.22 m/d
T – transzmisszibilitás, transzmisszivitás
104 m2/d
701 m2/d
99.8 m2/d
S – tárolási tényező
113·10-6
99.5·10-6
154·10-6
∆s – szkin
-9.07 m
1.67 m
-1.06 m
Qü – a leállítást megelőző vízhozam s – depresszió
Pulzációs vizsgálat Hódmezıvásárhely
HMV B-1094 megfigyelőkúton mért nyomásváltozás a HMV 2 aktív kút pulzálásos termeltetése alatt Mérés helye: 1450 m 2007.08.22 - 24. t = 0 min (08.22.1200) 3000
2
0
2500
-2
-4 1500 -6 1000 -8 500
-10
-12 0
360
720
1080
1440 t (min)
1800
2160
2520
0 2880
qw (m3/d)
Delta pw (kPa)
2000
Pulzációs vizsgálat Hódmezıvásárhely Megnevezés Pulzációs hozam változásától a nyomásválasz inflexiós pontjáig eltelt idő Transzmisszivitás (T) Tárolási tényező (S) Becsült hiba a rezervoár paraméter %-ban • Transzmisszivitás • Tárolási tényező
Mértékegység min
Érték 17.4
m2/d -
654 432·10-6
% %
1.10 6.10
Összefoglalóan megállapítható, hogy a kútpárok között a hidrodinamikai kapcsolat fennáll
Kútegymásrahatás vizsgálat tapasztalatai Kútegymásrahatás vizsgálat során a nagy felbontóképességű műszerek alkalmazása megmutatta, hogy a megfigyelő kúton az aktív kút pulzáló termelésváltozásának hatására létrejövő nyomásváltozást egy sor tényező zavarja:
Monoton nyomás komponens, ami a telep általános működéséből adódik; a termelő és/vagy besajtoló kutak hatása, esetleg más mezők művelésének interferenciája
A földi árapály periodikus hatása, ami a kőzetfeszültség változásának nyomáseredője. Nagyságát befolyásolja a vizsgált tároló porozitása és a pórusméret megoszlása. Mértéke: 0,1 – 5 kPa
A napi felszíni hőmérsékletváltozás periodikus jellegű hatása. A hatást a kút felszínre nyúló részében lévő fluidum tágulása, ill. összehúzódása, a sűrűségváltozás okozza. A hatás nagysága a megfigyelőkút közvetlen körzetének áteresztőképességével arányos. Mértéke: 0 – 30 kPa
A teljesen véletlenszerű nyomásváltozások, vagy az elektronikus mérőműszerek működési zaja. Tapasztalataink szerint a tárolókban előfordul teljesen értelmezhetetlen zaj is. A felszín felé nyitott kutak barometrikus nyomásváltozási tartománya ± 4 kPa.
Az egymásrahatás mérés során a periódusidőt úgy kell megválasztani, amely nem egész számú többszöröse a 12 órás árapály periódusnak, valamint a 24 órás napi hőmérsékletjárásnak. Kevés periódusból álló vizsgálat (3 – 5 periódus) esetén tapasztalataink szerint kerülendő a 4 – 8, 10 – 14 és a 20 – 28 órás
Átfejtıdések iránya a szentesi kutakban
Visszasajtolás történeti alakulása Magyarországon •
1978-ban az OKGT Nagyalföldi Kőolajfeltáró üzem 3 meddő szénhidrogén kutat perforálással hévízkúttá képzett ki, és a kutakon visszasajtolási kísérletet végzett. A teszt-vizsgálatok szerint, 3 hónap üzemelés után, a visszasajtoló kút nyelőképessége jelentősen lecsökkent, amit jelentős részben a kút homokkal való feltöltődése okozott, de a csökkenésben szerepe volt a pórustorkok lebegőanyaggal való eltömődésének is.
•
Ezt követően több féle kísérlet zajlott, például kettős kiképzésű kúttal (középső cső termel, mellette a gyűrűs térben, a termelt réteg feletti rétegbe visszasajtol), azonban a kezdeti visszasajtolási kísérletek sikertelennek bizonyultak pl.: Szentesen
•
Az első gazdaságosan működő visszasajtoló kút 1998-ban épült meg Hódmezővásárhelyen. Azóta ebbe a kútba több mint 2,4 millió m3 vizet sajtoltak vissza 3-5 bar nyomáson.
Eltömıdés lehetséges okai
Új, illetve használt szőrıszövet
Eltömıdés felszíni vizsgálata
Az eltömıdés folyamatának mérése
Q
Az eltömıdés folyamatának vizsgálata vashidroxidos kezeléssel P1 ∆P
+0.5g NaOH
Temp P2 Q Time
Homokkıbe való visszasajtolás németországi tapasztalatai J. Bartels, P. Seibt & M. Wolfgramm; Workshop “Geothermal energy in Hungary – update barriers and solution statements”; Budapest 17. February 2011 • Gyakran előfordul, hogy a visszasajtolt fluidum eltérő kémiai összetétellel rendelkezik, mint az in situ rezervoár fluidumok. Ezért Németországban teljesen zárt rendszert alkalmaznak, nem engedik, hogy a kitermelt víz oxigénnel érintkezzen. Sőt a kritikus csatlakozásokat nitrogén gázzal veszik körül. • A visszasajtolt víz lebegőanyag tartalmának eltávolítására 1 mikronos szűrőrendszert használnak
Visszasajtoló kutak üzemeltetési tapasztalatai
Visszasajtoló kutak létesítési tapasztalatai •
produktív nagy hozamú vízadók
•
szakszerű lyukkiképzés
•
nyelőrétegek szűrővázának szakszerű kialakítása
•
kiemelt jelentőségű a víz felszíni szűrése
•
a szűrővázat kímélő, hidraulikus lengéseket elkerülő üzemeltetési technológia
•
rendkívül fontos a kút és a felszíni berendezések tervszerű és folyamatos karbantartása
•
a visszasajtolási nyomás jelentős növekedése esetén szükséges a kútszerkezet ellenőrzése és a szűrőváz regenerálása
•
adatok lehetőleg online regisztrálása
Javaslat a fenntartható hévíztermelés érdekében 1.
A visszasajtolásról szóló jogszabályt módosítani, fokozatossá téve a visszasajtolás bevezetését 2020-ig, a következők szerint: - üzemelő termálkutak vízórával való kötelező felszerelése 2013. július 31-ig - üzemelő termálkutak tényleges hasznosításának ellenőrzése 2014. július 31-ig - a legalább 500.000 m3/év energetikai hasznosítású kitermelt hévízmennyiség után 2016. július 31-től 2 évenként 1 db, minimum 200.000 m3/év vízmennyiség visszasajtolására képes visszasajtoló kút építése, a vízkészletjárulék és bányajáradék elengedése mellett - kockázati alap létrehozása a visszasajtoló kút fúrására és üzembe helyezésére + kedvezményes hitel
2.
Termálvíztesteket és hidegvizes vízadókat magában foglaló regionális modell készítése, vízkészletgazdálkodás kérdéseinek víztestenkénti meghatározása 2016. július 31-ig, melyben a 2020 utáni szabályozók rögzítésre kerülnek
3.
A Na-egyenértékre számított szennyvízbírság – 2016 július 31-től – évente 20%-os emelése 2020 július 31-ig. ( Ez az 5. év végére 2,5 szeres növekedést jelent.)
4.
A 2004 után létesített, vagy újonnan létesítendő energetikai hasznosítású vízkivételek esetén a kivett vízmennyiség legalább 75%-ának kötelező visszasajtolása
5.
Mindezeket keretbe foglalja egy átlátható és kiszámítható jogszabályi környezet megteremtése, beleértve a tervezési, adatgyűjtési, engedélyezési és ellenőrzési jogosultságokat illetve kötelességeket
VÍZMÉRLEG
http://conference.asvanytan.hu/iah_ceg_conf2013
