Geologiczne i geochemiczne aspekty chłonności otworów wykorzystywanych do zatłaczania wód złożowych

• Autorzy: Lewkiewicz-Małysa A. , Winid B.

Warianty tytułu

EN

Geological and geochemical aspects of wells used for underground injection of formation waters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Najbardziej efektywną metodą unieszkodliwiania wód złożowych jest ich zatłaczanie do głębokich struktur geologicznych. Ekonomicznie uzasadnione jest wykorzystanie do tego celu istniejących już otworów. Składowanie odpadów w górotworze regulują trzy podstawowe ustawy: Prawo ochrony środowiska (Dz. U. nr 62 poz. 627 z dnia 27.04.2001 wraz z późniejszymi zmianami, Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. Nr 27 poz. 96 z 4.02.1994 wraz z późniejszymi zmianami głównie zawartymi w ustawie (Dz. U. nr 90 poz. 758 z dnia 22.04.2005) oraz ustawa o swobodzie działalności gospodarczej (Dz. U. nr 173 poz. 1807 i Dz. U. nr 281 poz.2777 z dnia 2.07.2004). Struktury geologiczne, do których możliwe jest zatłaczanie wód złożowych muszą spełniać odpowiednie warunki. Dotyczy to zarówno parametrów warstwy chłonnej takich jak: porowatość szczelinowatość, przewodność (przepuszczalność absolutna) jak i jej przestrzennej struktury. Zatłaczanie wód złożowych do górotworu powinno odbywać się w warunkach maksymalnej ochrony aktywnej biosfery i wód podziemnych. Odwiert przeznaczony do zatłaczania wód złożowych do górotworu musi spełniać: kryteria ekologiczne, geologiczne i techniczne.

EN

The most efficient way of neutralizing formation waters is injecting them to deep geological structures. Geological structures that are suitable for injection with formation waters must meet conditions that assure environmental protection and waters storage properties. The suitable capacity of the injection layer is related to its porosities, fissuring, effective permeability and to spatial structure of the geological layer. Factors determining the capacity of injection wells used for underground storage are discussed in the article. Geological conditions which meet the environmental requirements for using the formation for an injection well are also discussed. Processes taking place during injection of reservoir water are determined by a number of physical and chemical factors. Injection of reservoir waste water to the rock mass disturbs the existing balance there. The contact between injected water and the rock mass may trigger out dissolving some minerals of the rock matrix and precipitation of minerals from the injected medium. The study was focused on reservoir waste water accompanying natural gas exploitation. The possible precipitation of minerals was inves-tigated with the use of a hydrogeochemical model and software PHREEQC. The modeling revealed that the reservoir water was oversaturated with: arago-nite, calcite, dolomite, rhodochrosite, siderite; close to saturation with: anhy-drite and gypsum. Accordingly, if these minerals occurred in absorptive strata, they would not dissolve, though they could precipitate. The geochemical bal-ance was investigated for various pH. By lowering the pH value decreases the value of the SI but only at lower pH values below 5.5 the water water gets un-dersaturated with carbonate minerals, which will not precipitate. This can be interpreted as a lack of colmatation threat on the part of carbonate minerals.

Słowa kluczowe

PL

wody złożowe; struktura geologiczna; kryteria ekologiczne

EN

water reservoir; geological structure; ecological criteria

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 1985--1999
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Lewkiewicz-Małysa A.

autor

Winid B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Appelo C.A.J., Postma D.: Geochemistry, Groundwater and Pollution. A.A.Balkema. Rotterdam1994.
• 2. Bader M.S.H.: Sulfate scale problems in oil fields water injection operations. Desalination, v. 201, 100÷105. 2006.
• 3. Bein A., Dutton A.: Origin, distribution, and movement of brine in the Permian Basin (U.S.A.): A model for displacement of connate brine. Geological Society of America Bulletin, v. 105, p 695÷707. 1994.
• 4. Kharaka Y.K., Ambats G., Thordsen J.J.: Deep well injection of brine from Paradox Valley, Colorado: Potential major precipitation problems remediated by nanofiltration. Water Resourced Research, v. 33, no 5, 1013÷1020. 1997.
• 5. Kaleta J., Puszkarewicz A., Papciak D.: Remowal of iron, manganese and nitrogen compounds from underground waters with diverse physical and chemical characteristics. Environment Protection Engineering, v. 33, 3, 3÷15. 2007.
• 6. LeGros P.G. et al.: System Analysis of Brine Disposal From Reverse Osmosis Plants. Office of Saline Water R&D report No 587. 1970.
• 7. Lewkiewicz-Małysa A., Konopka E.: Ochrona naturalnych właściwości zbiornikowych górotworu jako składowiska odpadowych wód złożowych. Górnictwo i Geoinżynieria, Rok 33, z 4 str. 177÷188. 2009.
• 8. Paces T.: Chemical characteristic and equilibration in natural water-felsic rock-CO2 System. Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 37, 217÷240. 1972.
• 9. Parkhurst D.L., Appelo C.A.J.: User’s guide to PHREEQC (Version 2) a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations.Water-Resources Investigations Report 99÷4259. 1999.
• 10. Pearson J.R.A., Zazovsky A.F.: A model for the Transport of Sand Grains from a Perforation during Unbearable Surge, SPE 38634. Proceeding of the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, TX 5÷8 October 1997.
• 11. Rosenbauer R.J., Bischoff J.L, Kharaka Y.K.: Geochemical effects of deepwell injection of the Paradox Valley brine into Paleozoic carbonate rocks, Colorado, U.S.A. Applied Geochemistry, v.7, p.273÷286. 1992.
• 12. Rogoż M.: Geologiczne i środowiskowe uwarunkowania wtłaczania cieczy do górotworu. Przegląd Górniczy t. 48 nr 10, 1÷6. 1992.
• 13. Saripalli K.P. Dharma M.M., Bryant S.L.: Modeling injection well performance during deepwell injection of liquid wastes. Journal of Hydrology v. 227, 41÷55. 2000.
• 14. Ślizowski K.: Hydrogeologiczne i górnicze kryteria składowania ciekłych odpadów niebezpiecznych w głębokich strukturach przepuszczalnych. Technika Poszukiwań Geologicznych nr 1÷2, 29÷36. 2002.
• 15. Wennberg K.E., Sharma M.M.: Determination of the Filtration Coefficient and the Transition Time for Water Injection Wells. Paper SPE38181 presented at the 1997 SPE European Formation Damage Conference, The Hague, The Netherlands. 1997.
• 16. Williams-Stround Sh.C.: Solution to the paradox? Results of some chemical equilibrium and mass balance calculations applied to the paradox basin evaporite deposit. American Journal of Science, v. 294, p. 1189÷1228. 1994.
• 17. Wood W.W., Sanford W.E.: Ground-Water Control of Evaporite Deposition. Economic Geology v. 85, p. 1226÷1235. 1990.