Instalacja w Skierniewicach – poligon badawczy miękkiego kwasowania jako metody poprawy i utrzymywania chłonności w systemach geotermalnych

• Autorzy: Bielec B. , Kępińska B.

Warianty tytułu

EN

The Skierniewice installation – a testing ground for soft acidizing as a method to increase injectivity and maintenance in geothermal systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono testy badawcze miękkiego kwasowania – zabiegu stymulacji służącego poprawie chłonności otworów i skał zbiornikowych w systemach geotermalnych. Wykonano je w warunkach instalacji w Skierniewicach, która była swoistym poligonem badawczym. Testy prowadzono w ramach Projektu „Opracowanie wytycznych projektowych poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych” (zamawianego przez Ministerstwo Środowiska) realizowanego w 2009–2011 r. przez konsorcjum Geotermii Mazowieckiej S.A. oraz Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN. Do badań wykorzystano nieeksploatowane wcześniej otwory Skierniewice GT-1 (produkcyjny) i Skierniewice GT-2 (chłonny). Ujmują one wodę geotermalną, dla której skałami zbiornikowymi są piaskowce dolnej jury. Wykonano osiem testów miękkiego kwasowania. W artykule opisano szczegółowo przebieg jednego z testów. Głównymi przyczynami spadku chłonności otworów są zjawiska korozji i wytrącania wtórnych substancji mineralnych. Z analizy zmienności parametrów hydrodynamicznych wynikało, że zabiegi miękkiego kwasowania udrażniały w pewnym zakresie odwiert i strefę przyodwiertową, powodując wzrost chłonności w trakcie i w ograniczonym czasie po ich zakończeniu. Testowana metoda miękkiego kwasowania, w tym dobrane parametry cieczy kwasującej, okazały się zasadniczo właściwe dla poprawy chłonności otworu i strefy przyodwiertowej w warunkach instalacji w Skierniewicach. Można ją także rekomendować dla innych instalacji w Polsce o podobnym charakterze i problemach. Jednakże, aby utrzymywać chłonność otworu i strefy przyodwiertowej na akceptowalnym poziomie przez wystarczająco długi okres, w praktyce w wielu przypadkach należałoby prowadzić omówione zabiegi stymulacji przy użyciu większej ilości cieczy kwasującej i w dłuższym czasie, z większą częstotliwością lub też nawet stosować ciągłe obniżanie odczynu pH zatłaczanej wody geotermalnej do odpowiedniej wartości. Wyniki i wnioski z testów miękkiego kwasowania, dla których poligonem badawczym była instalacja w Skierniewicach, były przydatne m.in. dla opracowania, po raz pierwszy w Polsce, wytycznych projektowych poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód geotermalnych w polskich zakładach geotermalnych.

EN

The paper presents the research testing of soft acidizing – a stimulation technique aimed at improving the injectivity of wells and reservoir rocks in geothermal systems. The works were done for installation in Skierniewice which served as a testing ground. They were conducted in the frame-work of the Project entilted “Development of design guidelines to improve the injectivity of reservoir rocks in relation to geothermal waters' injection in Polish geothermal plants” (ordered by the Ministry of Environment). The project was carried out by the consortium of Geotermia Mazowiecka S.A. and Mineral and Energy Economy Research Institute of PAS in 2009–2011. Two earlier unexploited wells Skierniewice GT-1 (production) and Skierniewice GT-2 (injection) served for research testing. They encounter geothermal water hosted by the Lower Jurassic sandstones. A total eight soft acidizing tests were carried out. One selected test was described in the paper. The main reasons for the injectivity drop are corrosion and precipitation of secondary minerals. This results from the analysis of hydrodynamic parameters' variation that soft acidizing treatment increased the injectivity of the borehole and near-borehole zones, to some extent during the treatment itself and for some time after its termination. The tested soft acidizing method, including parameters of applied acidizing fluid, proved to be basically proper to improve the injectivity of borehole and near-borehole zones in case of geothermal installation in Skierniewice. This can be recommended for other installations of similar characteristics and problems in Poland. However, in order to maintain an acceptable level of injectivity over a sufficient period, in many particular cases the soft acidizing technique should be carried out with the use of higher volume of acidizing fluid and over a longer period of time; more frequently; or even as a continuous decrease of pH of the injected geothermal water. The results and conclusions of the soft acidizing research testing (carried out for the case of the Skierniewice installation) contributed to the elaboration, for the first time in Poland, of design guidelines on improvement of reservoir rocks' injectivities in relation to geothermal waters' injection in Polish geothermal plants.

Słowa kluczowe

PL

system geotermalny; otwory geotermalne; miękkie kwasowanie; skały zbiornikowe; zatłaczanie; chłonność; parametry hydrogeologiczne; Skierniewice

EN

geothermal systems; geothermal wells; soft acidizing; reservoir rocks; injection; injectivity; hydrogeological parameters; Skierniewice

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 1
• Strony: 95--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bielec B.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polska Akademia Nauk, Pracownia Odnawialnych Źródeł Energii, ul. Wybickiego 7, 31-261 Kraków

autor

Kępińska B.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polska Akademia Nauk, Pracownia Odnawialnych Źródeł Energii, ul. Wybickiego 7, 31-261 Kraków

Bibliografia

• 1. BENTKOWSKI A., BIERNAT H., BUJAKOWSKA K., KAPUŚCIŃSKI J., 1998 — Dokumentacja hydro- geologiczna zasobów eksploatacyjnych wód termalnych z utworów jury dolnej w Skierniewicach. Arch. CAG, Warszawa.
• 2. BIERNAT H., KULIK S., NOGA B., 2009 — Możliwości pozyskiwania energii odnawialnej i problemy związane z eksploatacją ciepłowni geotermalnych wykorzystujących wody termalne z kolektorów porowych. Przegląd Geologiczny T. 57, nr 8.
• 3. BIERNAT H., KULIK S., NOGA B., KOSMA Z., 2010 — Problemy inkrustacji przy zatłaczaniu wykorzystanych wód termalnych. Modelowanie inżynierskie. 39. Gliwice.
• 4. BUJAKOWSKA K., BIERNAT H., JAWORSKA I., 1991 — Dokumentacja wynikowa geologiczno-hydrogeologiczna otworu Skierniewice GT-1. Cz. 1. Arch. CAG, Warszawa.
• 5. BUJAKOWSKI W., BALCER M., BANAŚ J., BARBACKI A., BIELEC B., DĄJEK B., GÓRECKI W., GRACZYK S., HOŁOJUCH G., KASZTELEWICZ A., KĘPIŃSKA, B., MIECZNIK M., PAJĄK L., TOMASZEWSKA B., 2011 — Dokumentacja geologiczna dotycząca opracowania wytycznych projektowych poprawy chłonności skał zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych. Arch. CAG, Warszawa.
• 6. BUJAKOWSKI W., GRACZYK S., HOŁOJUCH G., KĘPIŃSKA B., TOMASZEWSKA B., WARTAK W., KURPIK J., BARBACKI P., PAJĄK L., 2008 — Dokumentacja wynikowa z realizacji Projektu Celowego Nr 6T12 2003 C.6005 Stymulacja otworów geotermalnych zmodyfikowaną metodą „miękkiego kwasowania” (soft acidizing). Arch. IGSMiE PAN, Kraków.
• 7. KĘPIŃSKA B. (red. nauk.), BUJAKOWSKI W. (red. nauk.), 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. Wydawnictwo EJB, Kraków.
• 8. NOGA B., BIERNAT H., MARTYKA P., KULIK S., ZIELIŃSKI B., MARIANOWSKI J., NALIKOWSKI A., 2013 — Analiza poprawy efektywności działania ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach w wyniku zastosowania stymulacji odczynu pH zatłaczanej wody termalnej. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój Nr 2/2013.
• 9. PARECKI A., BIERNAT H., 2007 — Próba rozwiązania problemów towarzyszących eksploatacji ciepłowni geotermalnych wykorzystujących wody termalne z kolektorów porowych. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia. Zrównoważony Rozwój nr 2/2007. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• 10. POŻARYSKI W., 1969 — Podział obszaru Polski na jednostki tektoniczne. Przegląd Geologiczny 2.
• 11. SEIBT P., KABUS F., HOTH P., 2005 — The Neustadt-Glewe Geothermal Plant – practical experience in the reinjection of cooled thermal waters into sandstone aquifers. Proceedings, World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey. Paper no. 1209 (CD).
• 12. STANASEL O., STANASEL I., 2005 — Corrosion tests and the use of inhibitors in low temperature geothermal waters. Proceedings, World Geothermal Congress 2005. Antalya, Turkey. Paper no. 2031 (CD).
• 13. ŚMIST P., WIELGOSZ K., KOPCZYŃSKI R., KOCIK D., 2011 — Badanie wpływu cieczy kwasującej na własności skał strefy chłonnej odwiertów Skierniewice GT-1 i Skierniewice GT-2. Laboratorium PETROGEO PULiG Sp. z o.o. w Wołominie – Oddział w Jaśle. Raport nr LJ/3123/P/04/11. Arch. Geotermia Mazowiecka S.A.
• 14. UNGEMACH P., 2004 — Technologia i problemy w zarządzaniu zasobami geotermalnymi. Materiały konferencji „Międzynarodowe Dni Geotermalne Polska 2004”. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• 15. UNGEMACH P., 2010a — Water injection. [W:] WGC2010 Pre-Congress Short Course on Drilling, completion and testing of geothermal wells. Course material (CD). WGC 2010 Organising Committee Eds.
• 16. UNGEMACH P., 2010b — Corrosion/Scaling abatement. [W:] WGC2010 Pre-Congress Short Course on Drilling, completion and testing of geothermal wells. Course material (CD). WGC 2010 Organising Committee Eds.
• 17. UNGEMACH P., VENTRE A.V., 1996 — Soft acidizing. A cost effective stimulation technique of damaged geothermal wells. Proceedings of the 23rd Hungarian Petroleum Conference Tihany (Hungary).
• 18. VENTRE A.V., UNGEMACH P., 1998 — Soft acidizing of damaged geothermal injection wells. Discussion of results achieved in the Paris Basin. Proceedings of the Twenty Third Workshop on Geothermal Reservoir Engineering. Stanford University, Stanford, California, January 26–28. 1998.
• 19. WOLFGRAMM M., SEIBT A., 2008 — Zusammensetzung von Tiefenwässern in Deutschland und ihre Relevanz für geothermische Anlagen. GtV-Tagung in Karlsruhe 2008. Proceedings.