Prognozowanie kolmatacji otworu chłonnego przy zatłaczaniu schłodzonych wód termalnych

• Autorzy: Tomaszewska B. , Pająk L. , Bielec B.

Warianty tytułu

EN

The prognosis of clogging processes in injection wells during pumping cooled thermal waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ocena dynamiki procesów związanych z powstawaniem, migracją i deponowaniem cząstek stałych, które często powodują kolmatację i uszkodzenia otworów w systemach geotermalnych, jest istotna do identyfikacji warunków ich stabilnej i długotrwałej eksploatacji. Dla dubletu otworów (otwory eksploatacyjny i chłonny) zaproponowano matematyczny opis zmian indeksu chłonności w czasie oraz wymaganego ciśnienia zatłaczania wody w modelowanych warunkach eksploatacji wód, występujących w obrębie piaskowcowych struktur jury dolnej na Niżu Polskim. Wykazano, że wskutek kolmatacji strefy czynnej ciśnienie zatłaczania rośnie szczególnie gwałtownie w pierwszej dobie po rozpoczęciu procesu zatłaczania. Wyniki symulacji prognostycznych potwierdzono w trakcie realizacji rzeczywistych badań w otworze chłonnym.

EN

When identifying the conditions required for the sustainable and long-term exploitation of geothermal resources, it is very important to assess the dynamics of processes linked to the formation, migration and deposition of particles in geothermal systems. Such particles often cause clogging and damage to the boreholes and source reservoirs. The paper proposes a mathematical model for changes in the absorbance index and the water injection pressure required over time. It was determined from the operating conditions for a model system consisting of a doublet of geothermal wells (extraction and injection well) and the water from Lower Jurassic sandstone structures in the Polish Lowland. It has been demonstrated that clogging of the active zone causes a particularly high surge in injection pressure during the first 24 hours of pumping. These estimated results have been confirmed in practice by real-life investigation of an injection well.

Słowa kluczowe

PL

kolmatacja; skaling; wytrącanie osadów; zatłaczanie wód; wody termalne

EN

clogging; scaling; mineral deposition; water injection; geothermal waters

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 456 Hydrogeologia z. 14/2
• Strony: 615--620
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Tomaszewska B.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Zakład Odnawialnych Źródeł Energii i Badań Środowiskowych, Pracowania Odnawialnych Źródeł Energii, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego

autor

Pająk L.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Zakład Odnawialnych Źródeł Energii i Badań Środowiskowych, Pracowania Odnawialnych Źródeł Energii, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego

autor

Bielec B.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Zakład Odnawialnych Źródeł Energii i Badań Środowiskowych, Pracowania Odnawialnych Źródeł Energii, 31-261 Kraków, ul. Wybickiego

Bibliografia

• [1] BARBACKI A., 2010 — Geological and technical aspects of geothermal energy utilization in South-East Poland. Environment Protection Engineering, 36, 1: 25–34.
• [2] BENTKOWSKI A., BIERNAT H., BUJAKOWSKA K., KAPUŚCIŃSKI J., 1998 — Dokumentacja hydrogeologiczna zasobów eksploatacyjnych wód termalnych z utworów jury dolnej w Skierniewicach. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• [3] BUJAKOWSKI W., BARBACKI A., CZERWIŃSKA B., PAJĄK L., PUSSAK M., STEFANIUK M., TRZEŚNIOWSKI Z., 2010 — Integrated seismic and magnetotelluric exploration of the Skierniewice, Poland, geothermal test site. Geothermics 39, 78–93.
• [4] CARSLAW H.S., JAEGER J. C., 1948 — Conduction of Heat in Solids. Oxford at the Calderon Press.
• [5] KAPUŚCIŃSKI J., NAGY S., DŁUGOSZ P., BIERNAT H., BENTKOWSKI A., ZAWISZA L., MACUDA J., BUJAKOWSKA K., 1997 — Zasady i metodyka dokumentowania zasobów wód termalnych i energii geotermalnej oraz sposoby odprowadzania wód zużytych, poradnik metodyczny. Ministerstwo Ochrony Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Warszawa.
• [6] KĘPIŃSKA B., BUJAKOWSKI W., BIELEC B., TOMASZEWSKA B., BANAŚ J., SOLARSKI W., MAZURKIEWICZ B., PAWLIKOWSKI M., PAJĄK L., MIECZNIK M., BALCER M., HOŁOJUCH G., 2011 — Wytyczne projektowe poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych. Wyd. Patria, Kraków.
• [7] McCAIN W.D., 1991 — Reservoir-Fluid Property Correlations-State of the Art. SPE Reservoir Engineering, 6, 2: 266–272.
• [8] PAJĄK L., HOŁOJUCH G., 2010 — Ograniczenia i efektywność wykorzystania sprężarkowych pomp ciepła w polskich ciepłowniach geotermalnych. Biul. Państw. Inst. Geol., 439, 1: 155–158.
• [9] RECKNAGEL H., SPRENGER E., SCHRAMEK E.R., 2008 — Kompendium wiedzy: ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo. OMNI SCALA, Wrocław.
• [10] TOMASZEWSKA B., PAJĄK L., 2012a — Geothermal water resources management - economic aspects of their treatment. Gosp. Sur. Miner., 28, 4: 59–70.
• [11] TOMASZEWSKA B., PAJĄK L., 2012b — Dynamics of clogging processes in injection wells used to pump highly mineralized thermal waters into the sandstone structures lying under the Polish Lowlands. Arch. Environ. Prot., 38, 3: 105–117.
• [12] TOMASZEWSKA B., PAJĄK L., 2013a — Zagospodarowanie schłodzonych i odsolonych wód termalnych w Podhalańskiej Sieci Ciepłowniczej. Gosp. Sur. Miner., 29, 1: 127–139.
• [13] TOMASZEWSKA B., PAJĄK L., 2013b — Using Treated Geothermal Water to Replenish Network Water Losses in a District Heating System. Pol. J. Environ., 22, 1: 249–256.