A homokkő hévíztárolók tesztelésének tanulságai

Átírás

1 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 Nemzeti Technológia Program TECH_08-A4/

2 Tartalom Víztermelés következményei Kutatási eredmények Visszasajtolás mai technológiája Javaslat a visszasajtolás szabályozására

3 Vízszint süllyedés mértéke Szentes térségében (archív) Ny K eov X (m) Szentes eov Y (m) Szeged-Székely sori kút

4 Kútvizsgálatok Szentes térségében teljes kútszerkezet állapot felmérés hidrodinamikai vizsgálatok gázmintavétel vízmintavétel egymásra hatás vizsgálat vizsgálatok

5 Árpád-Agrár Zrt. kútjainak perforált szakaszai (Szentes)

6 Mérési metodika a kutak vízszintjének változására Felszíni nyomásemelkedés Mélységi nyomásemelkedés

7 Mért nyomáscsökkenés a felsı pannonban NY-K-i szelvény

8 Pulzációs vizsgálat Szentes 1 V/2 - VII/3 kútpár pulzációs interferenciamérése Dataloggerrel mért nívóváltozásból számított nyomásváltozás t = 0 h ( ) delta p (kpa) h VII/3 aktív kút hozama (m 3 /d) t (h)

9 Hidraulikai paraméterek Paraméterek VII/3 VII/2 VII/1 Q ü a leállítást megelőző vízhozam m 3 /d m 3 /d m 3 /d s depresszió 10.2 m 4.74 m 19.7 m q fajlagos vízhozam 128 m 3 /d/m 239 m 3 /d/m 69.8 m 3 /d/m K szivárgási tényező 1.71 m/d 13.0 m/d 1.22 m/d T transzmisszibilitás, transzmisszivitás 104 m 2 /d 701 m 2 /d 99.8 m 2 /d S tárolási tényező s szkin m 1.67 m m

10 Pulzációs vizsgálat Hódmezıvásárhely HMV B-1094 megfigyelőkúton mért nyomásváltozás a HMV 2 aktív kút pulzálásos termeltetése alatt Mérés helye: 1450 m t = 0 min ( ) Delta p w (kpa) q w (m 3 /d) t (min)

11 Pulzációs vizsgálat Hódmezıvásárhely Megnevezés Mértékegység Érték Pulzációs hozam változásától a nyomásválasz min 17.4 inflexiós pontjáig eltelt idő Transzmisszivitás (T) m 2 /d 654 Tárolási tényező (S) Becsült hiba a rezervoár paraméter %-ban Transzmisszivitás Tárolási tényező % % Összefoglalóan megállapítható, hogy a kútpárok között a hidrodinamikai kapcsolat fennáll

12 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, és a órás

13 Átfejtıdések iránya a szentesi kutakban

14 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 m 3 vizet sajtoltak vissza 3-5 bar nyomáson.

15 Eltömıdés lehetséges okai

16 Új, illetve használt szőrıszövet

17 Eltömıdés felszíni vizsgálata

18 Az eltömıdés folyamatának mérése Q

19 Az eltömıdés folyamatának vizsgálata vashidroxidos kezeléssel +0.5g NaOH P1 P Temp P2 Q Time

20 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

21 Visszasajtoló kutak üzemeltetési tapasztalatai

22 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

23 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 július 31-ig - üzemelő termálkutak tényleges hasznosításának ellenőrzése július 31-ig - a legalább m 3 /év energetikai hasznosítású kitermelt hévízmennyiség után július 31-től 2 évenként 1 db, minimum m 3 /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 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

24 VÍZMÉRLEG

25