NÉHÁNY ÉRDEKES HÉVÍZKÚT VIZSGÁLATI ESETTANULMÁNY Szongoth Gábor 1 -Prohászka András 2 A hévízkutak vizsgálata során a különböző termelési szinteknél vagy éppen a lezárt kútban végzett nagy felbontású, folyamatos hőmérsékletmérés, illetve az abból származtatott differenciál hőmérséklet görbe igen sok hasznos és néha meglepő információt szolgáltat. Az előadás néhány olyan példát mutat be, ahol a kutakban végzett egyéb vizsgálatok (áramlásmérés, nyomásmérések, átmérő mérés, stb.) mellett, elsősorban a hőmérséklet mérés segítségével sikerült megoldani igen érdekes problémákat. 1. ábra. Új hévízkút vizsgálata Az 1. ábrán egy újonnan épített hévízkútban végzett méréseket mutatjuk be. Az egyébként is kockázatos területen megépített közel 1900 m-es kút a próbatermeltetéskor (250 méteres leszívással is) csak 80 l/p vizet adott, de annak hőfoka csak 33 C volt. A kérdés az volt, hogy honnan jön a víz? Erre az áramlásmérés nem adott egyértelműen értelmezhető görbét a kis hozam, a relatív nagy átmérő és a még nem teljesen tiszta víz miatt. Az áramlásméréssel egy ütemben hőmérséklet és folyadék ellenállás (vezetőképesség) görbéket is regisztráltunk. Az ábrán feltüntettük a mért görbéket, a kútszerkezetet, valamint az átlagos hőmérséklet trendet, ami a kút talpon mért hőmérséklet és a 10 m-ben várható kb. 11 C középhőmérséklet által kijelölt pontokat köti össze. Az ábrán látható, hogy a néhány napja lezárt kútban mért hőmérséklet szelvény végig szinte párhuzamosan fut a trend görbével, és éppen a felső köztes rakat sarujánál (660 m) tér el attól, tehát itt folyik be az adott mélységnek megfelelő hőmérsékletű víz a dupla cső közti, nem lezárt gyűrűstérbe! A második köztes rakat felső élénél (600 m) a folyadék ellenállás görbén van éles ugrás, mivel itt kerül be a 660 m mélységből származó víz a kút belsejébe. A gyűrűstér lezárása után a kút gyakorlatilag meddőnek bizonyult. 1 Szongoth Gábor geofizikus, Geo-Log Kft. 1145 Budapest, Szugló u. 54. Tel: (1) 3635643, E-mail: posta@geo-log.hu 2 Prohászka András geológus, Geo-Log Kft. 1145 Budapest, Szugló u. 54. Tel: (1) 3635643, E-mail: posta@geolog.hu 1
A második példa egy dunántúli fürdő 1984-ben épített, de azóta nem üzemeltetett 768 m mély hévízkútjának története. A kút eredeti talphőmérséklete 90 C, a kifolyó víz hőmérséklete 71 C volt. A kutat üzembe állítják, vizét gyógyvízzé kívánják minősíteni, azonban homokol, ezért egy teljes körű kútvizsgálatot rendeltek. Cégünk ilyenkor először a kútszerkezetet vizsgálja meg, mert gyakran érnek meglepetések. 2. ábra. Régi, üzemen kívüli hévízkút vizsgálata I. A 2. ábrán a lyukátmérő, a természetes gamma és az áramlásmérést mutatjuk be. Az átmérő mérésen látható, hogy a kút csak 717,5 m-ig járható, vagy 50 métert feltöltődött (az egyébként nem üzemelő kút!), vagy valami akadály került bele. A béléscsövet szedett-vedett csövekből állították össze (a belső átmérő, a cső falvastagsága és így a várható élettartam is különböző). Látható továbbá, hogy a második technikai rakat 5 méterrel lejjebb van a megadottnál. Az első technikai rakat saruja a lezárt kútban felvett hőmérséklet szelvény éles változásával azonosítható, kb. 5 méterrel lejjebb a közöltnél. Igen különös a természetes gamma görbén a sarunál látható rendkívüli negatív anomália, amely közel nulla értékig csökken. A 330 l/p termelés mellett végzett áramlásmérés szerint a II. szűrő szabadon levő felső éle és a teljes I. szűrő részt vesz a termelésben. (Az I. szűrőnél az áramlásmérés furcsa menetét az okozza, hogy a szűrőzött szakaszon a felfelé áramló víz a szűrő mögötti gyűrűstérben képes megkerülni a szondát és a pakkert). 2
3. ábra. Régi, üzemen kívüli hévízkút vizsgálata II. A 3. ábrán a kútban végzett hőmérsékletméréseket ábrázoltuk. A talphőmérséklet 2008-ban 716 m-nél 69,5 C, 1984-ben viszont még 90 C 768 m-ben, ez 716 m-ben kb. 84,3 C-nak felel meg, tehát a talphőmérséklet 24 év alatt 15 C-ot csökkent! A kifolyó víz hőmérséklete 71 C-ról 64 C-ra esett. A fél napos termelés után felvett hőmérséklet görbe kb. 4 C-ot csökken 292-312 m között, épp a rakatváltásnál. Ez azt jelenti, hogy ezen a szakaszon idegen víz áramlik a kútba, ami pontosan kijelöli az 1. technikai rakat saruját. Minden bizonnyal itt homokol a kút, ami megmagyarázza a 2. ábrán a csősarunál tapasztalt rendkívüli természetes gamma szintcsökkenést. A kitermelt homok helyén valószínűleg jelentős üreg keletkezett, ami nem sugároz! A legérdekesebb a lezárt kútnál felvett hőmérséklet görbe lefutása, ugyanis eszerint a 292 m-nél (a hibás tömszelencénél) beáramló 53 C-os víz lefelé áramlik a kútban és elnyelődik az I. és II. szűrőknél. Az eltelt 24 év alatt a nagy mennyiségű elnyelt víz 15-20 C-ot hűtött a szűrőzött rétegeken, ezért csökkent a talphőmérséklet és a termelt víz hőmérséklete is. Mindez jól látható abból, hogy mind a lezárt kútban felvett, mind a termelés során felvett hőmérséklet hidegebb az elvi geotermikus hőmérsékletnél. Már a kútindítás után közvetlenül és a fél nappal később mért szelvények között is több fokos különbség van. Amennyiben a tömszelencét megjavítják, megszűnik a homokolás, egy idő után visszamelegszenek a 24 év alatt lehűlt vízadó rétegek és a kút legalább 10 C-kal melegebb vizet fog szolgáltatni. Ha a kutat talpig kitisztítják és a teljes II.-es szűrő, valamint a III. szűrő is belép a termelésbe, tovább nőhet a kitermelhető víz mennyisége és hőmérséklete 3
A 4. ábrán a Zsóry I. sz. kutat mutatjuk be. A kútvizsgálat célja az 1939-ben épült, de évek óta használaton kívül levő kút állapotának felmérése volt. (A vizsgálattal egy időben az I.-es kutat helyettesítő I/a. kutat is vizsgáltuk.) 4. ábra. Zsóry I. sz. hévízkút vizsgálata I. A kutat eredetileg teleszkópszerűen 8 különböző átmérőjű csőből építették és az alsó kb. 80 m-es szakaszát nyitva hagyták a repedezett karbonátban. Időközben a kutat betétcsövezték (nyilván az évtizedek alatt az eredeti csövezet elöregedett, kilyukadt) talptól felszínig és az alsó kb. 25 métert szűrőzték. A lyukátmérő mérés szerint a betétcsövezés nem járt sikerrel, a csövezeten több szűkület (135, 357 és 549 méternél) és lyuk (520 m-nél) van, valamint szétcsúszott a cső 540 545 m között. A lezárt kútban mért hőmérsékletszelvény igen érdekes lefutású, az átlagos hőmérsékleti gradiensnek megfelelő növekedés 130 m körül megszűnik és ettől kezdve a hőmérséklet alig 2 C-ot emelkedik talpig. Így a talphőmérséklet 860 méternél csak 27 C, az itt elvárható közel 60 C helyett. Az ábrán feltüntettük a szomszédos kútban (amelyik egy akadály miatt nem járható talpig) mért hőmérsékletgörbét, valamint ebből a hőmérsékletgörbéből extrapolált talphőmérsékletre épített hőmérséklet gradiens görbét. A két hőmérsékletszelvény együtt fut 135 m-ig, ezért ettől a mélységtől kell az eltérés okát keresnünk. 4
5. ábra. Zsóry I. sz. hévízkút vizsgálata II. A következő ábrán több mint 10-szeresére nagyítottuk a lezárt kútban felvett hőmérsékleti görbét, és azonnal magyarázatot kaptunk a görbe furcsa lefutására. 220 m körül, egy lyukon keresztül 25,7 C-os víz kerül a kútba, ami lefelé áramlik és a szűrő közepén pontszerűen elnyelődik! A hőmérséklet görbéből az is megállapítható, hogy a fals víz ~160 m-ből származik, és 140 m-nél kerül a kút belsejébe (a tömszelence nem zár!) és áramlik lefelé a csövek között. A nagyított ábrán az is látszik, hogy az 520 m-nél levő lyuknál és az 550 m-nél szétcsúszott csöveknél is van vízáramlás. Mindebből megállapítható, hogy a többszörösen hibás kút lezárt állapotban képes a felszínközeli hideg (és más kémiai összetételű) vizet levezetni a vízadó rétegbe és ezzel azt jelentősen lehűteni. Mindennek hatása van a szomszédos kútnál termelt víz hőfokára is, tehát a hibás kutat sürgősen el kell tömedékelni! Összefoglalás A bemutatott esettanulmányokban azt kívántuk ismertetni, hogy a különösen a lezárt kutakban végzett hőmérséklet mérés nagyon sok új információt szolgáltat a hévízkutak szerkezetéről és állapotáról. A siker feltétele a nagy felbontású, hitelesített szondákkal végzett folyamatos szelvényezés, a mérések előtt és alatt a termeltetési adatok (hozam, időtartam) ismerete és a mérések megfelelő (kellő tapasztalattal, körültekintően végzett) kiértékelése. Mindehhez szükséges a kutak felépítésének ismerete, amit előzetes adatok birtokában is helyszíni mérésekkel (lyukátmérő, folyamatos áramlásmérés, stb.) kell pontosítani. A legtöbb információt a lezárt és a termeltetett kútban végzett hőmérsékletmérések, valamint a területen érvényes hőmérsékleti gradiens görbe összevetéséből nyerhetjük, az ezekből levont következtetések (belső átfejtődés, kúthiba, stb.) olyan jelenségeket magyaráznak meg (pl. az alsó rétegek jelentős lehűlése), amelyeket egyébként nem tudnánk értelmezni. 5