Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ oddziaływania CO2 na dynamiczne parametry geomechaniczne w systemie geotermalnym

Moska Rafał

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

199--212

PL

Sekwestracja CO2 w formacje geologiczne wiąże się z szeregiem zjawisk fizycznych mających wpływ na strukturę skały, takich jak m.in. absorpcja CO2 przez matrycę skalną, a także wytwarzanie w solankach złożowych kwasu węglowego, mającego zdolność rozpuszczania węglanów. Zjawiska te mogą powodować zmniejszenie sztywności skał i w konsekwencji wpływać na zmianę warunków geomechanicznych w górotworze, ze szczególnym uwzględnieniem stref przyotworowych. Mogą także powodować zmniejszenie funkcji uszczelniającej skał nadkładu. Skały zróżnicowane pod względem składu mineralnego oraz warunków depozycji (ciśnienia, temperatury, obecności mediów porowych) mogą wykazywać charakterystyczne cechy zwiększonej lub zmniejszonej odporności na kontakt z CO2. W pracy zostały przedstawione laboratoryjne badania przypadków oddziaływania CO2 na piaskowce o spoiwie węglanowym oraz ilastym podczas hipotetycznej sekwestracji do poziomu zbiornikowego jednego z polskich złóż geotermalnych. Wyznaczono wpływ obecności mediów porowych zawierających CO2 (rozpuszczony w solance złożowej oraz w stanie nadkrytycznym) w skałach na ich właściwości geomechaniczne – dynamiczne parametry sprężystości. Po trzymiesięcznym okresie ekspozycji na CO2 w przypadku każdej z próbek zanotowano spadek prędkości fal sprężystych – zarówno P, jak i S, co jest potwierdzeniem danych literaturowych. Moduły Younga, odkształcenia postaci i objętości mierzonych próbek po ekspozycji na CO2 obniżyły się w zależności od konkretnego przypadku od kilku do kilkudziesięciu procent w stosunku do wartości wyjściowych. Zaobserwowano też zmiany we współczynniku Poissona. Efekt ten może być wyjaśniony osłabieniem szkieletu skalnego próbek przez oddziaływanie kwasu węglowego powstałego w wyniku rozpuszczenia CO2 w solance na spoiwo węglanowe oraz oddziaływaniem nadkrytycznego CO2 na minerały ilaste. Pomimo niewielkiej próby reprezentatywnej użytej w testach można stwierdzić, że ekspozycja na CO2 badanych piaskowców powoduje wyraźne zmniejszenie ich sztywności.

EN

CO2 sequestration in geological formations is related to a number of phenomena in the rock structure, such as absorption of CO2 by the rock matrix, as well as the production of carbonic acid in reservoir brines, capable of dissolving carbonates. These effects can cause a decrease in rock stiffness and change of rock-mechanics conditions especially in the near-borehole zones. They can also reduce the sealing function of the overburden rocks. Different types of rocks varying in mineral composition and deposition conditions (pressure, temperature, pore media) may show characteristic features of increased or decreased resistance to CO2. This paper deals with laboratory case study of the effect of CO2 on carbonate- and clay-cemented sandstones during the hypothetical sequestration to the reservoir level of one of the Polish geothermal deposits. The influence of the presence of pore media containing CO2 (dissolved in reservoir brine and a supercritical CO2) in the rocks on their rock-mechanics properties – dynamic elasticity parameters – was determined. After a 3-month exposure to CO2, a decrease in the velocity of both P and S waves was observed for each of the samples. Decrease of the Young's, bulk and shear moduli of all measured samples after exposure to CO2 were also observed, depending on a sample, by a few to several dozen % in relation to the initial values. Changes in Poisson’s ratio were also observed. These effects can be explained by the weakening of the sample’s matrix, by action of the carbonic acid formed by dissolving of CO2 in brine, and the action of supercritical CO2 on clay minerals. Despite the small representative sample used in the tests, it can be concluded that the exposure to CO2 of the tested sandstones causes a significant reduction in their stiffness.

2

Drilling and Well Completion Technology Developments for Tapping Supercritical Geothermal Resources

Kruszewski Michał

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 3 (245)

9--14

EN

Supercritical geothermal resources located close to the brittle-ductile transition zone have been proven to exist at drillable depths. This was demonstrated by several deep geothermal drilling campaigns throughout the years, starting in the late 1970s. The interest in exploring supercritical resources is strong, as it was revealed that one such well might significantly increase the production output and simultaneously decrease the need for drilling operations within a particular geothermal field. Deep drilling projects exploring supercritical resources such as these carried out in Iceland, Italy or Japan, where temperatures went significantly above the critical point and hostile geothermal fluids were produced, faced a variety of challenges during drilling operations and fluid production. This research presents an extensive literature search on the recent technology developments in regard to the drilling and well completion technology within different high-enthalpy geothermal fields around the world, experiencing downhole temperatures greater than the critical point of pure water.

PL

Nadkrytyczne zasoby geotermalne zlokalizowane w pobliżu strefy krucho-krystalicznej okazały się istnieć na głębokościach, które mogą być odwiercone dostępną technologią wiertniczą. Dowodem na to, jest szereg geotermalnych kampanii wiertniczych w ciagu ostatnich lat, począwszy od końca lat siedemdziesiątych. Obecnie, zainteresowanie zasobami nadkrytycznymi jest duże, gdyż wykazano, że jeden z takich odwiertów może znacząco zwiększyć wydobycie wód geotermalnych, a jednocześnie zmniejszyć zapotrzebowanie na wiercenie w obrębie pola geotermalnego. Projekty głębokich wierceń, w ramach których badano zasoby nadkrytyczne, takie jak te prowadzone na Islandii, we Włoszech czy w Japonii, gdzie temperatury znacznie przekroczyły punkt krytyczny i gdzie produkowano korozyjne płyny geotermalne, napotykały szereg znaczących problemów. Przedstawione tutaj badania stanowią obszerną analizę najnowszych osiągnięć technologicznych w zakresie technologii wiercenia oraz orurowania i zacementowania otworów w polach geotermalnych o wysokiej entalpii, w których temperatura przekroczyła krytyczny punkt wody.

3

Geotermia na przykładzie tarnowskich term w Tarnowie Podgórnym

Trzepierczyński Janusz

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2018

|

nr 10

49--63

PL

Polska posiada największe zasoby energii geotermalnej względem innych rodzajów energii odnawialnej. Energia geotermalna jest niezależna od warunków klimatycznych i atmosferycznych. Z końcem ubiegłego wieku w naszym kraju rozpoczęto prace badawcze poszukiwania i oszacowania zasobów wód geotermalnych, wskazano perspektywy ich wykorzystania oraz rozpoczęto budowę zakładów geotermalnych. Autor artykułu opracował możliwości pozyskania energii wód geotermalnych dla celów rekreacyjno-balneologicznych dla Tarnowa Podgórnego w Wielkopolsce. Na podstawie badań geologicznych autora wykonano projekt wiercenia, następnie dokumentację hydrogeologiczną, zaprojektowano i wybudowano ośrodek rekreacyjny Tarnowskie Termy otwarty w maju 2015 r. W artykule wskazano na rolę wyprzedzających badań geologicznych dla efektów poszukiwania wód geotermalnych. W Tarnowie Podgórnym nawiercono w utworach dolnojurajskich na głębokości 810-1170 m p.p.t. wodę geotermalną o wydajności 220m3/h, temperaturze 44°C i mineralizacji 80g/l. Tarnowskie Termy to 2 baseny geotermalne wewnętrzny i zewnętrzny, basen rekreacyjny oraz basen sportowy i do nauki pływania. Woda chlorkowo-sodowa z zawartością pierwiastków: J, Ba, Mg, Ca, F, Cu, Fe stwarza perspektywy do rozwoju balneologii. Dziennie w Tarnowskich Termach przebywa około 1500 ludzi. Obecnie po pewnym zastoju nastąpił w naszym kraju wzrost zainteresowania wykorzystaniem energii geotermalnej dla ciepłownictwa, rekreacji a nawet produkcji energii elektrycznej. Przełamano zastój budowy zakładu geotermalnego w Toruniu oraz zatwierdzono do realizacji wykonanie odwiertów geotermalnych na Podhalu, w Kole, Lądku Zdroju, Sochaczewie i Sieradzu. Problematykę wykorzystania energii geotermalnej powinno się również reaktywować w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym.

EN

Great resources of geothermal energy in relation to other types of renewable energy there are in Poland. Geothermal energy is independent of climate and weather conditions. At the end of the past century, research for geothermal water condition and construction of geothermal plants were started in our country and then, their resources were estimated and the options of their use were determined. Possibilities for acquisition of geothermal water energy for recreation and balneology purposes in Tarnowo Podgórne in Wielkopolska Region of Poland were presented in this article. On the basis of the author's geological research, project of drilling and hydrogeological documents were prepared and then, the recreation centre "Tarnowskie Termy" was designed and built. Opening of the centre took place in May 2015. The article points out the role of leading geological research for the effects of searching for geothermal water. Geothermal water with the flow rate of 220m3/h, 44°C of temperature and 80g/l mineralization was extracted in Tarnowo Podgórne in Lower J urassic formations at the depth of 810-1170 m b.g.l. Tarnowskie Termy consist of 2 geothermal pools - an indoor and an outdoor pool, a pool for recreation swimming, a competition pool and a pool for learning swimming. Sodium chloride water with I, Ba, Mg, Ca, F, Cu, Fe elements provides perspectives for development of balneotherapy. Each day, 1,500 people spend time in Tarnowskie Termy. Currently, after some stagnation, a growth of interest in using geothermal energy for heat engineering, recreation and even electrical energy production has been observed in our country. The construction of geothermal plant in Toruń was resumed, and drilling of geothermal boreholes in Podhale, Koło, Lądek Zdrój, Sochaczew and Sieradz was accepted for accomplishment. The question of geothermal energy use should be also revived in Upper Silesian Coal Basin.

4

New borehole heat exchangers in the Geoenergetics Laboratory at the Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH UST in Krakow

Śliwa T., Gonet A., Sojczyńska A., Złotkowski A., Kowalski T., Sapińska-Śliwa A.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2018

|

Vol. 35, no. 4

5--12

EN

The Geoenergetics Laboratory at the Faculty of Drilling, Oil and Gas in Krakow is presented in this paper to mark its 10th anniversary. The origins of the Laboratory, its equipment and the design of borehole heat exchangers belonging to the field research station are also discussed. Recently, the construction of 14 new borehole heat exchangers was designed and the boreholes will be drilled in the area of AGH University. They will perform heating and cooling for the new S1 building of the University. Every borehole heat exchanger will be tested, with the effective thermal conductivity and borehole thermal resistivity calculated after a thermal response test on every borehole. The difference between boreholes should show the difference of borehole thermal resistivity, but the effective thermal conductivity should be the same.

5

Zastosowanie badań geofizycznych do rozpoznawania warunków geologicznych otoczenia złoża hydrogeotermalnego w masywie krystalicznym w rejonie Lądka-Zdroju

Stefaniuk M., Ostrowski C., Sada M., Cygal A.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2017

|

R. 56, nr 2

131--146

PL

Rejon Lądka Zdroju jest od kilkuset lat znany z występowania i wykorzystywania ciepłych źródeł. Złoże wód geotermalnych występuje tutaj w specyficznych warunkach geologicznych charakterystycznych dla obszaru sudeckiego. Ma ono charakter szczelinowy i występuje w warunkach naporowych. Rozwój Uzdrowiska spowodował potrzebę lepszego rozpoznania złoża hydrogeotermalnego i jego geologicznego otoczenia. W ramach zrealizowanego programu badań wykonane zostały również badania geofizyczne zorientowane na rozpoznanie ogólnych warunków geologicznych złoża i jego otoczenia. Zastosowane zostały metody: magnetyczna, grawimetryczna i geotermiczna, profilowania VLF, sondowania i profilowania elektrooporowe oraz ciągłe profilowania magnetotelluryczne. W ramach prezentowanej pracy wykonany został przegląd wcześniejszych badań geofizycznych oraz wykonano reinterpretację danych magnetotellurycznych z włączeniem interpretacji danych grawimetrycznych. Reinterpretacja obejmowała przegląd prac pomiarowych, weryfikację procedur i wyników przetwarzania danych pomiarowych oraz została zweryfikowana i rozszerzona interpretacja krzywych sondowań w tym inwersyjne modelowania dwuwymiarowe. Badania te pozwoliły na wyinterpretowanie stref uskokowych, wykrycie anomalii temperaturowych i w bardzo ograniczonym stopniu rozpoznanie przestrzenne szczelinowych poziomów wodonośnych.

EN

The Lądek-Zdrój area has been known for several hundred years as a place of occurrence and use of hot springs. A hydrogeothermal reservoir occur there in specific geological conditions characteristic for Sudetes area. The reservoir is of a fracture type and occurs in artesian conditions. The development of the Health Resort caused the need for the better recognition of the hydrogeothermal reservoir and its geological vicinity. The carried out investigation program included, among others, a geophysical survey for the recognition of general geological conditions of the reservoir and its vicinity. The magnetic, gravity and surface geothermic methods were applied as well as VLF profiling, resistivity profiling and soundings and continuous magnetotelluric profiling. The review of the earlier geophysical surveys and reinterpretation of the magnetotelluric data including gravity data were made within the framework of the presented paper. The reinterpretation works a included review of data acquisition, the verification of procedures and results of data processing as well as verification and an extended interpretation of the sounding curves with use of inverse 2D modeling. As results of the survey tectonic zones were interpreted and temperature anomalies were discovered and, within a limited range, space recognition of the fractured aquifer horizons was made.

6

Zastosowanie metody inwersji danych z pomiarów elektrooporowych do oceny stanu termicznego hałdy pogórniczej w Chorzowie

Kotyrba A., Siwek A.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 8

496--504

EN

Air conditions in post-mining areas are threatened by thermal activity of old spoil tips of coal mines. Reclamation operations cause only time-limited suppression of the oxidation process of carbon particles in the spoil heap. There are different reasons for that process. One of them is the incorrectly recognized geometry of the combustion spots in the spoil tip mass and the ways in which they are powered by oxygen from the atmosphere. The 1D inversion of vertical resistivity sounding data (VES) allows visualizing the down-going thermal effects and concluding about transport of atmospheric air (oxygen) and combustion gases in the whole mass. The resistivity distribution within waste can effectively support interpretation of geochemical and geothermic observations made on the spoil tip. The article describes the results of resistivity measurements made on an old spoil tip with waste from coal production in a heavy urbanized area of Chorzów City. Currently, the area of the former spoil heap is used for recreation and sports purposes (a park).

7

Model koncepcyjno-numeryczny procesu zatłaczania rozcieńczonych wód w warunkach skierniewickiego systemu geotermalnego

Tomaszewska B., Miecznik M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

359--371

PL

Otwory Skierniewice GT-1 (gł. 3001 m) i Skierniewice GT-2 (gł. 2900 m) zlokalizowane są w południowo-zachodniej części niecki warszawskiej, stanowiącej środkowy fragment niecki brzeżnej. otworami udokumentowane zostały zasoby wód termalnych w utworach jury dolnej, cechujące się wysoką mineralizacją, powyżej 120 g/dm3 . Tak wysokie zasolenie wód implikuje trudności z ich wtłaczaniem z powrotem do górotworu. w niniejszej pracy przedstawiono wyniki modelowań numerycznych związanych z koncepcją poprawy warunków zatłaczania wód do górotworu poprzez wtłaczanie ich w postaci wód rozcieńczonych wodami odsolonymi w procesach membranowych. wyniki testu związanego z zatłaczaniem rozcieńczonych wód do górotworu posłużyły do zbudowania modelu koncepcyjnego i numerycznego celem określenia długoterminowych skutków tego procesu. w efekcie możliwe było określenie efektów złożowych wynikających z pracy systemu w dwóch niezależnych układach: 1) przy zatłaczaniu wody o niezmodyfikowanym składzie chemicznym i 2) przy zatłaczaniu wód rozcieńczonych.

XX

Skierniewice GT-1 (3001 m deep) and Skierniewice GT-2 (2900 m deep) are located in the South-western part of the Warsaw Trough, which is the central portion of the Marginal Synclinorium. Thermal water resources in Lower Jurassic formation have been documented in both wells, with a mineralization above 120 g/dm3 . Such a high salinity implies difficulties with their injection back into the reservoir. This paper presents the results of numerical modeling related to the concept of improving the conditions for injecting water into the formation by injecting them in the form of diluted waters through their desalination in membrane processes. The test results of dilute waters injection into the formation were used to build a conceptual and numerical model in order to determine the long-term effects of this process. As a result, it was possible to determine the effects of the system operation in two independent arrangements: 1) the injection of waters with unmodified chemical composition and 2) the injection of diluted waters.

8

Innowacyjne badania nad wykorzystaniem swoistych cech wód termalnych Mszczonowa w produkcji wód mineralnych

Tomaszewska B., Bujakowski W., Tyszer M.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2016

|

R. 55, nr 1

103--110

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań ukierunkowanych na zatężanie odpadowych wód termalnych z ujęcia Mszczonów IG-1. Celem badań było pozyskanie wód mineralnych, swoistych oraz koncentratów o szczególnym znaczeniu użytkowym. Zadaniem podstawowym prac było opracowanie warunków umożliwiających wdrożenie rozwiązań bazujących na naturalnych zasobach wód podziemnych/termalnych i naturalnych surowcach mineralnych wykorzystywanych dla wzbogacenia wód w cenne składniki o znaczeniu fizjologicznym.

EN

The paper presents the results of research aimed at concentrating waste thermal waters from the Mszczonów IG-1 well. The aim of the research was to obtain mineral water, waters with specific active ingredients and useful concentrates. The basic task was to determine the conditions that enable the implementation of solutions based on natural groundwater/thermal water resources and also on the natural minerals used in order to add valuable ingredients with physiological benefits to the water.

9

Centre of Sustainable Development and Energy Saving "Miękinia"

Górecki W., Kotyza J., Hałaj E., Luboń W., Pełka G.

Geology, Geophysics and Environment

|

2016

|

Vol. 42, no. 2

256--264

10

Wykorzystanie modelowania numerycznego do określenia wpływu konfiguracji otworów na parametry eksploatacyjne dla dubletu geotermalnego w rejonie Choszczna

Wachowicz–Pyzik A., Sowiżdżał A., Pająk L.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 4

553--564

PL

Modelowanie numeryczne umożliwia ograniczenie ryzyka związanego z wyborem lokalizacji otworów wiertniczych, a także optymalizację eksploatacji ujęcia, zapewniając mu długoletnią pracę przy jego optymalnych parametrach. Odpowiedni dobór oprogramowania, a także adekwatna metodyka wykorzystywana przy tworzeniu modeli numerycznych, w zależności od dostępnych danych, w znaczny sposób wpływa na jakość uzyskanych wyników. W niniejszym artykule rozważono wpływ odległości otworów wiertniczych wchodzących w skład dubletu geotermalnego oraz dobór optymalnego wydatku eksploatacyjnego przy użyciu kodu TOUGH2, wykorzystującego do obliczeń metodę różnic skończonych. Za obszar modelowy przyjęto rejon położony w strefie między niecką szczecińską a monokliną przedsudecką, w której zlokalizowany jest istniejący otwór wiertniczy Choszczno IG-1. Praca podzielona została na dwa etapy. W pierwszym etapie rozpatrywane były zmiany odległości otworu produkcyjnego i zatłaczającego oraz ich wpływ na prace dubletu. W drugim etapie analizie poddano wpływ wydatku ujęcia. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano optymalną lokalizację otworu zatłaczającego oraz chłonnego oraz wielkość wydatku.

EN

The numerical modeling enables us to reduce the risk related to the selection of best localization of wells. Moreover, at the stage of production, modeling is a suitable tool for optimization of well operational parameters, which guarantees the long life of doublets. The thorough selection of software together with relevant methodology applied to generation of numerical models significantly improve the quality of obtained results. In the following paper, we analyzed the influence of distance between the production and the injection wells on variability in time of operational parameters. The influence of yield was also examined with the TOUGH2 code, which applies the finite-difference method. The study area is located between the Szczecin Trough and the Fore-sudetic Monocline, where the Choszczno IG-1 well has been completed.

11

Demand for heat from rock mass and borehole heat exchangers for a ventilation system in case of the auditorium at the Faculty of Drilling, Oil and Gas at AGH UST in Krakow

Hendel J., Śliwa T., Gonet A., Łuczak R., Gałuszka Ł., Kowalczyk J.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2016

|

Vol. 33, no. 2

223--235

EN

While calculating the heat demand for a ventilation system, the average monthly dry-bulb temperature is taken as the external temperature. While analysing a facility for public use, dedicated for 150 people and possessing a large share of transparent external walls it was shown, that using an hourly temperature in calculations, the obtained total energy demand (i.e. for heating and air conditioning) is 22% higher than the result obtained while taking into account an average monthly temperature. The obtained result points out the necessity of an individual approach to any large room, taking into consideration a temperature in a period of time significantly shorter than one month.

12

Warunki hydrogeotermalne w regionie Mszczonowa

Tomaszewska B.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2015

|

R. 54, nr 1

81--94

PL

Pod względem geologicznym Mszczonów położony jest w południowej części Niecki Warszawskiej, w obrębie bloku Grodziska Mazowieckiego. Jego południowo-wschodnią granicę stanowi strefa dyslokacyjna Grójec–Żyrów, a północno-zachodnią – jednostka Płońska. Na tym obszarze zostały odwiercone głębokie otwory, w tym między innymi: Mszczonów IG-1, Mszczonów IG-2, Nadarzyn IG-1, Sochaczew 2. W artykule scharakteryzowano uwarunkowania geologiczne i hydrogeologiczne występowania wód geotermalnych w rozpatrywanym rejonie Niżu Polskiego.

EN

In geological terms, Mszczonów is located in the southern part of the Warsaw Basin, within the Grodzisk Mazowiecki block. Its south-eastern border is the Grójec–Żyrów dislocation zone, and its northwestern border – the Płońska unit. In this area, some deep boreholes have been made: Mszczonów IG-1, Mszczonów IG-2, Nadarzyn IG-1, Sochaczew 2. This paper presents the geological and hydrogeological conditions of geothermal water occurrence in the relevant area of the Polish Lowland.

13

Isotherm maps of virgin rock temperature in collieries of Katowicki Holding Węglowy

Cygankiewicz J., Knechtel J.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 4

1--4

EN

Purpose Assessing the level of heat hazard in rock mass. Measurements of virgin rock temperature were made in 89 active workings of collieries located in the area of Katowicki Holding Węglowy. Methods Experimental method – in situ measurements, the results of the measurements are developed with the least square method. Using maps of the coal seams in the collieries, coordinates (x, y, z) of measurement points were determined, and then, by utilizing a surface map, the geodetic height of the physical surface over the measurement points was determined. The next stage was to analyse geological cross-sections; the thickness of stratigraphic layers i.e. overburden, carboniferous rocks and the total thickness of the coal seams located above the measurement points was determined. Coefficients characterising heat transport in the aforementioned types of rock were calculated using the least square method. By re-analysing geological cross-sections we determined the thickness of the previously mentioned stratigraphic layers for the locations, where rock temperature was to be determined. Virgin rock temperature was calculated for five levels in approximately 200 locations of Katowicki Holding Węglowy. Results Using these locations, isotherm maps of virgin rock temperatures in the collieries of Katowicki Holding Węglowy for the following levels were prepared: –450 m, –550 m, –650 m, –750 m and –850 m. Practical implications Preparing climate forecasts for the collieries of Katowicki Holding Węglowy. Originality/ value Developing a method to determine rock temperature in a point which cannot be reached, when values of the temperature in other points are known.

14

Rozkład temperatur „naskórkowych" terenu w Polsce - wstępne spostrzeżenia geologiczne

Ostaficzuk S.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2013

|

nr 84

131--135

PL

Przeprowadzono analizę rozkładu temperatur w przypowierzchniowej strefie Ziemi na podstawie danych satelitarnych NASA (http://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/). Bezpośredni wpływ oświetlenia słonecznego, pokryw śniegowych oraz lodów wyeliminowano przez wykorzystanie tylko średnich nocnych temperatur miesięcznych z czerwca, lipca, sierpnia i września z lat 2000 i 2012. Pobierane były obrazy globalne z tego okresu w przedziale EO° do E360° i N-63° do N63°; dla Polski przyjęto lądowy obszar E14° do E25°/N49° do N55° oraz obszar NW Polski od E14° do E18°/ od N51° do N55°. Miesięczne średnie temperatur nocnych były pobierane z całych wymienionych obszarów oraz dla porównania z profili diagonalnych NW-SE i SW-NE. Stwierdzono wyraźne podwyższenia temperatury w obszarach miejskich i przy zbiornikach wód otwartych. Mniej wyraźne, ale nieprzypadkowe odchyłki negatywne temperatur średnich stwierdzono w obszarach spiętrzeń morenowych i w obszarach górskich. Mniejszy wpływ na odchyłki temperatur powierzchni terenu ma zróżnicowanie pokryw roślinnych. Stwierdzona regionalizacja rozkładu anomalii średnich może mieć związek ze zróżnicowaniem intensywności naturalnego strumienia cieplnego Ziemi (por. Szewczyk i Gientka 2009). Badania są dopiero zainicjowane, ale pierwsze wyniki wykazują przydatność tego źródła danych w określaniu: wstępnych parametrów ujęć geotermalnych, temperaturowych anomalii antropogenicznych oraz trendów krótkotrwałych zmian klimatycznych.

EN

The Earth's superficial temperature distribution in Poland was analyzed based on the NASA satellite data (http://earthobservatory.nasa.gov/GlobalMaps/). The direct impact of sunrays, snow cover and ices was eliminated by using only night pictures from the months without snow — June to September 2000 and 2013. Geographically, data images were acquired from images covering the following areas: global EO° to E360°/N —63° to N63°; for Poland E14° to E25°/N49° to N55° and for the NW Poland E14° to E18°/N51 ° to N55°. Average monthly temperature data were collected from the entirety of the mentioned areas and, for the control, from the diagonal profiles NW-SE and SW-NE: Urbanized areas and peripheries of open waters were characterized by higher temperatures then average, while lower than average were temperatures of glacial end moraines and mountain areas. Vegetation cover has a lesser impact on night temperatures on land. The apparent regional distribution of temperature variances may represent some manifestations of variables in the natural heat flow from the deeper subsurface spheres of the Earth (see Szewczyk and Gientka 2009). The presented analyses have only just been initiated, but preliminary results point to the prospective applicability of global temperature data in geothermic studies, land use planning, and delineating of global temperature trends.

15

Problemy kolmatacji w otworach chłonnych w Geotermii Pyrzyce oraz możliwości ich zapobiegania w wyniku zastosowania metody super miękkiego kwasowania

Marjanowski J., Biernat H., Kulik S., Nalikowski A., Noga B., Zieliński B.

Instal

|

2013

|

nr 9

34--38

PL

W pracy przedstawiono główne problemy związane z zatłaczaniem, do warstwy wodonośnej, schłodzonej na wymiennikach ciepła wody termalnej. Przedstawiono również koncepcję nowej metody zapobiegania wytrącania się osadów ze schłodzonej wody termalnej i solanki. Metoda będąca modyfikacją znanej już metody miękkiego kwasowania roboczo została nazwana metodą super miękkiego kwasowania.

EN

The paper presents the main problems associated with pumping of cooled thermal water to the aquifer,. There is also presented a new method of preventing the precipitation of sludge from the chilled thermal water and the brine. This new method, named super soft acidizing method, is a modification of well known soft acidizing method.

16

Zagospodarowanie schłodzonych i odsolonych wód termalnych w Podhalańskiej Sieci Ciepłowniczej

Tomaszewska B., Pająk L.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2013

|

T. 29, z. 1

127--139

PL

Woda obiegowa w instalacjach ciepłowniczych musi posiadać odpowiednie parametry fizykochemiczne, uzależnione od wymagań technicznych producentów urządzeń, przez które przepływa. Nie powinna powodować powstawania kamienia kotłowego, pienić się oraz korozyjnie oddziaływać na elementy instalacji. W pracy przedstawiono badania dotyczące oceny możliwości wykorzystania odpadowych wód termalnych w celu uzupełnienia ubytków wody sieciowej w największym polskim geotermalnym systemie ciepłowniczym zlokalizowanym w obrębie niecki podhalańskiej. Obszar ten cechuje się dużymi zasobami wód termalnych, a jednocześnie deficytem wód zwykłych. Odpadowe wody termalne ze względu na wykazywane parametry fizykochemiczne mogą być wykorzystane w systemie dopiero po uzdatnieniu. Podczas badań zagospodarowana i uzdatniana była jedynie część całkowitego strumienia wody geotermalnej (do 5 m3/h), odpowiadająca mniej więcej zapotrzebowaniu systemu ciepłowniczego na świeżą uzdatnioną wodę obiegową (ok. 550 m3/miesiąc). Ubytki wody sieciowej wynikają z nieszczelności sieci, prowadzenia remontów, modernizacji lub obsługi sieci. Oczyszczanie przeprowadzone zostało z wykorzystaniem procesów membranowych w zintegrowanym systemie złożonym z ultrafiltracji (UF) i dwóch niezależnych stopni odwróconej osmozy (RO-1 i RO-2) połączonych szeregowo. Uzdatnianie prowadzone było przy częściowym wykorzystaniu artezyjskiego ciśnienia złożowego, co pozwoliło zredukować moc pomp obiegowych eliminując zużycie energii o około 0,7–0,9 kW. Dzięki podwyższonej temperaturze wody uzdatnionej zredukowana została moc cieplna o około 30 kW oraz efektywniej prowadzone były procesy oczyszczania i odgazowania wody. Uzyskano redukcję: zawartości żelaza ze stężenia około 4 do 0,013 g/m3, twardości ogólnej z 13,5 val/m3 do <0,02 val/m3, zasadowości z 4,45 val/m3 do <0,01 val/m3, fosforanów z 0,03 do <0,006 g/m3, uzyskując spełnienie wymagań określonych w normach, co po korekcie pH i odgazowaniu pozwala wykorzystać uzdatnione wody geotermalne dla uzupełnienia ubytków wody sieciowej w systemie ciepłowniczym. Polska Norma PN-85/C-04601 nie specyfikuje wymagań w zakresie dopuszczalnego stężenia m.in. chlorków i siarczanów w wodzie obiegowej, a więc anionów wpływających na korozyjność wody, głównie wżerową. Jony te tworzą rozpuszczalne związki z metalami, utrudniając powstawanie i wytrącanie tlenków metali. Zastosowanie przedstawionej technologii membranowej w odsalaniu wód termalnych pozwoliło na uzyskanie wysokiego stopnia retencji. Wynosi on dla chlorków 97% po RO-1 i 99% po RO-2, natomiast dla siarczanów 99% już po RO-1.

EN

Distribution water that circulates in heating installations must meet certain parameters depending on the technical requirements set by the manufacturers of the equipment through which it flows. It should not cause scaling of boilers, should not corrode parts of the installation and should not foam. This paper examines the proposition the used of geothermal water to replenish network water losses in the largest Polish geothermal heating system located within the Podhale Basin reservoir. The area in question has considerable geothermal water resources while at the same time exhibiting a fresh water deficit. Only part of the total volume of geothermal water (up to 5 m3/h) was used and treated; this is roughly equivalent to the district heating system demand for treated fresh distribution water (ca. 550 m3/month). The treatment uses membrane processes within the framework of a integrated arrangement including ultrafiltration (UF) and two independent reverse osmosis stages (RO-1 and RO-2) connected in series. Artesian pressure was used to a certain extent during the treatment, which makes it possible to reduce the power required for the distribution pump, decreasing electrical power consumption by ca. 0.7–0.9 kW. Thanks to the fact that the temperature of the water to be treated is higher than the public supply, the thermal capacity requirement was reduced (30 kW) and both water treatment and degassing processes are more efficient. Iron content was reduced from ca. 4 to 0.013 g/m3, total hardness was reduced from 13.5 eq/m3 to <0.02 eq/m3, alkalinity was reduced from 4.45 eq/m3 to <0.01 eq/m3 and phosphate content was reduced from 0.03 to <0.006 g/m3. Thus the requirements set forth in the standards have been met and the treated geothermal water can be used to replenish network water losses in the district heating system following pH adjustment and degassing. The PN-85/C-04601 Polish Standard does not specify any requirements concerning the admissible concentrations of, inter alia, chloride and sulphate ions, i.e. anions that affect water corrosivity, mostly pitting corrosivity. These ions form soluble compounds with metals and thereby inhibit the formation and precipitation of metal oxides. The use of the membrane technology discussed here in the desalination of geothermal waters, also made it possible to achieve high retention coefficients – 97% after RO-2 for chlorides and 99% for sulphates already after RO-1.

17

Magazynowanie w górotworze ciepła pochodzącego z różnych źródeł

Gonet A., Śliwa T., Hendel J.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2012

|

Vol. 29, no. 1

135-144

PL

W artykule przedstawiono najbardziej popularne metody magazynowania energii w górotworze. Scharakteryzowano magazyny wykorzystujące otworowe wymienniki ciepła (BTES - Borehole Thermal Energy Storage) lub warstwy zawodnione (ATES - Aquifer Thermal Energy Storage). Wskazano liczne źródła zbędnej energii odpadowej w zakładach przemysłowych. Pokrótce opisano doświadczenia krajów pionierskich w dziedzinie technologii UTES (Underground Thermal Energy Storage). Autorzy udowodnili konieczność magazynowania energii, wskazali korzyści i bezpieczeństwo układów UTES oraz przedstawili jak wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH włączył się w proces lepszego poznania i opisania zjawisk towarzyszących procesowi magazynowania energii w górotworze i jego efektywności.

EN

The most popular methods of subsurface energy storage has been presented within the article. The result was a characterization of two storage methods, which are using either borehole heat exchangers (BTES - Borehole Thermal Energy Storage) or layers of aquifers (ATES - Aquifer Thermal Energy Storage). Many sources of waste energy in industrial facilities were pointed out. Furthermore, a brief description was made on the experiences concerning the UTES technology (Underground Thermal Energy Storage) in the pioneers countries. Authors have demonstrated the necessity for energy storage, benefits were indicated and also safety of the UTES systems. Involvement of AGH Faculty of Drilling, Oil and Gas in the process of better understanding, describing the phenomena accompanying the process of energy storage in the subsurface and its effectiveness was also mentioned.

18

Doświadczenia związane z budową poligonu badawczego dla niskoenergetycznych źródeł energii uzyskiwanych z górotworu na terenie VSB Uniwersytet Techniczny Ostrawie-Porubie

Bujok P., Klempa M., Koziorek J., Rado R.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 1-2

69-82

PL

Podczas wykonania i obsługi poligonów badawczych na terenie VSB - Uniwersytet Techniczny w Ostrawie autorzy uzyskali doświadczenia, które mogą zostać wykorzystane przy przygotowywaniu podobnych obiektów badawczych. Artykuł omawia doświadczenia zdobyte przy projektowaniu i realizacji dużego poligonu doświadczalnego wykonanego w pobliżu Nowej Auli VSB (największego budynku w Republice Czeskiej ogrzewanego przy użyciu pomp ciepła) i małego poligonu doświadczalnego zlokalizowanego w pobliżu Centrum Bada Energetycznych. Oba poligony wykonano w obrębie campusu VSB - Uniwersytet Techniczny w Ostrawie.

EN

During realization and operating of Research Polygons in areas of VSB - Technical University of Ostrava and AGH Kraków authors took many experiences which can be used for next construction of similar. This article will discuss experiences from realization and construction of the Large Research Polygon near the building Nova Aula (the biggest building in the Czech Republic which use heat pumps) and Small Research Polygon near the building Research Energetic Centrum, both in campus of VSB - Technical University of Ostrava, and also the results of the similar research polygon situated in the area of Drilling, Oil-Gas Faculty AGH Kraków.

19

Analiza zmian parametrów eksploatacji złóż wody termalnej w przypadku stosowania dubletu odwiertów geotermalnych

Dubiel S., Batkiewicz K.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 1-2

95-104

PL

Na podstawie analizy danych przemysłowych przedstawiono objawy i skutki zmian parametrów eksploatacyjnych złóż wody termalnej, w przypadku stosowania dubletu odwiertów geotermalnych. Rozpatrzono możliwe przyczyny tych zmian oraz podano propozycje rozwiązań technologicznych dotyczące modyfikacji właściwości filtracyjnych skał wodonośnych w strefach złożowych przebicia temperaturowego.

EN

On the basis of industrial data analysis presents symptoms and effects of changes geothermal waters exploitation parameters in case of reinjection system. Examined possible reasons of changes and given proposals of technology solutions on modified filtration properties of field rock with geothermal water in thermal breakthrough field zone.

20

Analiza efektywności wymiany ciepła w wymiennikach otworowych o różnej konstrukcji

Śliwa T., Gonet A.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 3

555-570

PL

W publikacji opisano realizacje otworowych wymienników ciepła na świecie i w Polsce. Zaprezentowano podstawowe konstrukcje wymienników otworowych. Przedstawiono możliwości wymiany ciepła. Podano obliczenia przewodności cieplnej efektywnej wymienników otworowych Laboratorium Geoenergetyki WWNiG AGH w Krakowie, a także wartości oporności termicznej wymienników, które mają wpływ na efektywność energetyczną.

EN

There are described in the paper drilling of borehole heat exchangers (BHE) on the world and in Poland. The most popular constructions of BHE are described with possibility of heat extraction. There are also showed results of calculation of effective heat transfer coefficient of the Laboratory of Geoenergetics of Drilling, Oil and Gas Faculty of AGH University of Science and Technology BHEs with its heat resistivity. This parameters decided for energetic efficiency of the BHEs.