Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Feasibility analysis of groundwater abstraction for gas shale fracturing in the Lublin Basin (Eastern Poland)

Duda R., Macuda J.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

303--312

EN

Natural gas extraction from shale rock necessitates hydraulic fracturing of rocks, which involves large amounts of fracture fluids made of 90.5% of water. The authors focus on feasibility of groundwater abstraction for the purpose of applying fracture fluids in wells of the Lublin Basin – area of perspective unconventional gas exploitation from the Ordovician and the Silurian shales. These data refer to the expected specific capacity of wells abstracting groundwater from main useful aquifers. Specific capacity of a well (q) belongs to high-certainty empirical parameters, characterizing water-bearing capacity of rocks at a regional scale. The spatial evaluation of q was based on respective data coming from 7 sheets of the Hydrogeological Map of Poland (scale 1:200,000) covering research area. Specific capacity q was calculated for wells abstracting water from the Upper Cretaceous, Tertiary and Quaternary aquifers in areas presented on particular sheets of the map. Authors determined the variability distribution and the cumulative probability plots of q values, indicating a range which corresponded to a sum of standard deviation (SD) above and below median (X–), i.e. X– ± 1SD. On the total the interval included 68.2% of data. The results reveal that 0.6 ≤ q ≤ 40 m3h–1 per 1 meter of drawdown for the Upper Cretaceous rocks in the eastern part of the area, and 1.1 ≤ q ≤ 110 m3h–1 per 1 meter in the western part, being a result of more intense fracturing and fissuring. Owing to the scarcity of data, q values of wells screened at the Tertiary and Quaternary aquifers are given jointly for the whole area: 0.8 ≤ q ≤ 20 and 1.0 ≤ q ≤ 10 m3h–1 per 1 meter, respectively. The obtained specific capacities are high. When the wells are properly designed, their discharges may reach about ca. 100 m3h–1.

PL

Eksploatacja gazu ziemnego ze skał łupkowych wiąże się z wykonaniem w każdym poziomym odcinku otworu wielu zabiegów hydraulicznego szczelinowania skał. Zabiegi te realizowane są przy wykorzystaniu dużych ilości cieczy szczelinujących, które w 90.5% składają się z wody, 9.0% piasku właściwych parametrów technologicznych cieczy. Zapotrzebowanie na wodę do szczelinowania wzrasta wraz ze zwiększeniem zwięzłości i głębokości zalegania łupków gazonośnych. W związku z tym właściciele koncesji na eksploatację gazu ze skał łupkowych oczekują informacji o możliwościach poboru wód podziemnych w celu szczelinowania. W pracy przedstawiono ocenę realnych możliwości poboru wód podziemnych do przygotowania cieczy szczelinujących dla otworów eksploatacyjnych gazu niekonwencjonalnego w obszarze basenu lubelskiego, będącego rejonem perspektywicznej eksploatacji gazu z łupków ordowiku i syluru (dolny paleozoik). Możliwości poboru wody zbadano na podstawie oczekiwanych wydajności jednostkowych studni ujmujących wody głównego użytkowego poziomu wodonośnego (GUPW) w rejonie badań. GUPW na przeważającej części tego obszaru związany jest ze skałami górnej kredy – spękanymi marglami, kredą, opokami, wapieniami i gezami, a także utworami czwartorzędu i trzeciorzędu. Znajomość wartości wydatku jednostkowego umożliwia zaprojektowanie ujęcia stosownie do określonych potrzeb. Witczak et al. (1999) proponują przyjęcie wydatku jednostkowego studni (q), jako obiektywnej danej empirycznej cechującej się wysokim wskaźnikiem pewności, w celu charakterystyki wodonośności poziomów wodonośnych w skali regionalnej. Przestrzenną ocenę wartości q oparto na danych zestawionych w 7 arkuszach Mapy hydrogeologicznej Polski w skali 1:200,000 (MHP). Dane dotyczyły q uzyskiwanych przy określonych maksymalnych depresjach poziomu wody. Obliczono q studni ujmujących wodę z GUPW w formacjach kredy górnej, trzeciorzędu i czwartorzędu, w granicach obszarów arkuszy MHP lub ich części znajdujących się w zasięgu obszaru badań (Fig. 1). Zanalizowano rozkłady zmienności i skumulowanej gęstości prawdopodobieństwa w celu uzyskania odpowiednich zakresów zmienności wartości q studni ujmujących wodę z badanych trzech formacji litostratygraficznych (Fig. 2, 3). Wyróżniono na wykresach zakres równy sumie jednego odchylenia standardowego (SD) powyżej i poniżej wartości mediany (X–), czyli X– ± 1SD. W tym przedziale zawiera się po 34.1% danych o wartościach odpowiednio: większych i mniejszych od mediany; łącznie przedział zawiera 68.2% danych. Na będących źródłem danych arkuszach MHP obejmujących obszar badań, ilość danych dotyczących studni ujmujących wodę z utworów czwartorzędu i trzeciorzędu zazwyczaj jest mniejsza niż 30. Wykonano więc zestawienie q także dla danych skumulowanych w odniesieniu do poszczególnych poziomów litostratygraficznych (Fig. 3b). Uzyskane wyniki w odniesieniu do skał kredy górnej wskazują, że analizowany obszar dzieli się na bardziej wodonośną część położoną na zachód od rzeki Wieprz, tj. w granicach arkuszy „Łuków”, „Lublin”, „Rzeszów” oraz słabiej wodonośną część położoną na wschód od tej rzeki, czyli w obszarach arkuszy „Włodawa”, „Chełm” i „Tomaszów Lubelski”. W zakresie X– ± 1SD w strefach występowania margli ilastych i kredy piszącej (część wschodnia obszaru) q zawierają się w przedziale 0.6 ≤ q ≤ 40 m3h–1 na 1 m depresji. W rejonach występowania opok, gez, margli i wapieni (część zachodnia) q jest w przedziale 1.1 ≤ q ≤ 110 m3h–1 na 1 m. Wartości q studni zafiltrowanych w utworach trzeciorzędu i czwartorzędu, za względu na małą ilość danych analizowano łącznie dla całego obszaru badań i stwierdzono, że zawierają się w przedziale X– ± 1SD odpowiednio 0.8 ≤ q ≤ 20 m3h–1 na 1m oraz 1.0 ≤ q ≤ 10 m3h–1 na 1m. Oprócz zmienności litologicznej, rozkład zmienności q w skali regionalnej w danym poziomie litostratygraficznym ma charakter lognormalny. Projektując studnie ujmujące wodę w obszarze badań z utworów kredy górnej zaleca się przyjmowanie wartości dolnej granicy przedziału zmienności X– ± 1SD zestawionych w Tabeli 1. Projektując ujęcia wody z utworów trzeciorzędu lub czwartorzędu, z uwagi na małą liczbę danych dotyczących tych poziomów w zasięgach arkuszy bedących źródłem danych, zaleca się przyjmowanie wartości dolnej granicy przedziału zmienności określonego dla danych połączonych ze wszystkich arkuszy (Tabela 1). Obliczenie przewidywanej wielkości poboru wód podziemnych pojedynczą studnią w granicach koncesji na eksploatację gazu łupkowego w Basenie Lubelskim można wykonywać na podstawie wartości q przedstawionych w pracy. Stwierdzone w wyniku badań wartości q są wysokie i gwarantują, przy prawidłowym zaprojektowaniu lokalizacji i budowy studni, uzyskiwanie wydajności od kilkudziesięciu do ponad 100 m3h–1 wody.

2

Pollutant’s Horizontal Dispersion Along and Against Sinusoidally Varying Velocity from a Pulse Type Point Source

Singh M. K., Mahato N. K., Kumar N.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 1

214--231

EN

An analytical solution of a two-dimensional advection diffusion equation with time dependent coefficients is obtained by using Laplace Integral Transformation Technique. The horizontal medium of solute transport is considered of semi-infinite extent along both the longitudinal and lateral directions. The input concentration is assumed at an intermediate position of the domain. It helps to evaluate concentration level along the flow as well as against the flow through one model only. The source of the input concentration is considered to be of pulse type. In the presence of the source, it is assumed to be decreasing very slowly with time, and just after the elimination of the source it is assumed to be zero. The dispersion coefficient and the advection parameter are considered directly proportional to each other. The analytical solution may be used to predict the solute concentration level with position and time in an open medium as well as in a porous medium. The effect of heterogeneity on the solute transport may also be predicted.

3

Ocena wodonośności utworów fliszowych w rejonie Muszyny na podstawie badań źródeł

Józefko I., Oszczypko N., Kukuła M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/1

233--241

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań hydrogeologicznych prowadzonych w rejonie Muszyny. Na podstawie analizy wyników badań naturalnych wypływów wód podziemnych, po uwzględnieniu budowy geologicznej i wyników badań hydrologicznych, oceniono wodonośność utworów fliszowych, co umożliwiło dyskusję na temat zmienności wodonośności na obszarze współwystępowania wód zwykłych i mineralnych.

EN

This paper present the results of hydrogeological studies conducted in the Muszyna region. Based on the results of the analysis of natural groundwater discharges, and taking into account the geological structure and the results of hydrological studies, the water-bearing capacity of flysch rocks has been rated. This allowed discussing the water-bearing capacity in the area of drinking and mineral water co-occurrence.

4

Środowisko hydrogeologiczne utworów podłoża karbonu produktywnego w zapadlisku górnośląskim

Różkowski A.

Przegląd Geologiczny

|

2008

|

Vol. 56, nr 6

490-490

EN

The investigations carried out in the deep boreholes Goczałkowice IG-1 (3353.5 m) and Sosnowiec IG-1 (3442.6 m) in the Upper Silesian Foredeep allow to recognize the hydrogeological environment of the Paleozoic strata beneath the Productive Carboniferous. The results of investigations show that geological structure controls forming of hydrodynamic and hydrochemical conditions within the Upper Silesian Foredeep and it influences diversification of hydrogeological properties, water-bearing capacity and chemical composition of groundwater of the carbonate Lower Carboniferous-Devonian and siliciclastic Cambrian formations.

5

Wybrane problemy hydrogeologii regionalnej Dolnego Śląska

Bocheńska T.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2002

|

nr 400

57-75

PL

Artykuł prezentuje trzy wybrane problemy hydrogeologii regionalnej specyficzne dla Dolnego Śląska: odpływ podziemny na obszarze Sudetów i ich przedpola, z akcentem na wodonośność i rolę środowiska wód podziemnych w kształtowaniu tego odpływu, wodonośność typowych dla regionu struktur hydrogeologicznych i prawidłowości w kształtowaniu się tej wodonośności, znaczenie kopalń jako poligonów regionalnych badań hydrogeologicznych. Odpływ podziemny na obszarze Sudetów i ich przedpola zależy od czynników geologiczno-strukturalnych, geomorfologicznych i klimatycznych, a także od zróżnicowania wodonośności środowiska skalnego. Moduł odpływu podziemnego kształtuje się od wartości niskich (1-2 l/s.km2) na przedpolu Gór Sowich oraz w otoczeniu masywu Ślęży do ekstremalnie wysokich (powyżej 10 l/s.km2) w szczytowych partiach Sudetów. W strukturach hydrogeologicznych typu zlewni górskich i wysokogórskich zbudowanych ze skał krystalicznych podstawowe znaczenie w akumulacji wód podziemnych ma przypowierzchniowa strefa spękań i zalegające na niej utwory pokrywowe wykształcone w postaci gliniastych aluwiów, rumoszy, zwietrzelin piaszczystych i aluwiów piaszczystych. W zlewniach wysokogórskich moduł odpływu źródlanego jest wyższy i wynosi około 1,5 l/s.km2, w zlewniach położonych w niższych partiach gór jest on niski i wynosi 0,03-0,2 l/s.km2. W obszarach działalności górniczej, licznych na Dolnym Śląsku, istnieje możliwość ustalenia przestrzennych prawidłowości formowania się wód podziemnych z punktu widzenia regionalnych systemów wodonośnych. Takim nadrzędnym systemem regionalnym jest system Sudety-rzeka Odra.

EN

The paper presents three selected typical for Lower Silesia problems concerning regional hydrogeology: groundwater runoff in the Sudety Mts. and Fore-Sudetic block, water-bearing of hydrogeological structures typical for presented region, significance of mining areas as a testing field for regional, hydrogeological researches. Groundwater runoff in the Sudety Mts. and Fore-Sudetic block depends on many geological, geomorphological and climatic factors and on diversity of water-bearing aquifers. Groundwater runoff presented in a modular from ranges from low values i.e. 1-2 l/s.km2 in the Sowie Mts. foreland and Ślęża Mt. area to extremely high, above 10 l/s.km2 in the highest part of Sudety Mts. In mountainous catchments built of crystalline rocks the most important water-bearing zone is the subsurface, fissured zone covered by weathering - clayey or sandy layers and alluvial deposits. The springs runoff varies from 1.5 l/s.km2 in the highest part of catchements to 0.03-0.2 l/s.km2 in lower ones. In the areas of mining activity, numerous in Lower Silesia, there is a possibility to determine a groundwater flow in the regional groundwater systems. Sudety Mts.-Odra River groundwater system is such a superior regional system.

6

Wodonośność utworów kredy w synklinorium północnosudeckim

Tarka R.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

1998

|

R. 37, nr 5-6

29-38

PL

Wodonośny kompleks kredowy na obszarze synklinorium północnosudeckiego jest, obok utworów czwartorzędowych, najważniejszym zbiomikiem wód podziemnych, jednakże stosunki wodne panujące w osadach kredowych są mało zbadane. W utworach kredy, na całym obszarze wyróżnić można 3-4 poziomy wodonośne. Wodonośność utworów górnej kredy starano się określić na podstawie wyników próbnych pompowań. To piętro wodonośne nawiercone jest najczęściej na głębokości kilkunastu, kilkudziesięciu metrów. Zwierciadło wody ma zazwyczaj charakter naporowy. Ciśnienia hydrostatyczne wynoszą kilka, kilkanaście metrów i rzadko przekraczają 25 m. Wydajności studni są bardzo różne i zmieniają się od 1,7 do 145,3 m3/h, najczęściej jednak są mniejsze od 60 m3/h. Średnia wydajność analizowanych otworów wynosi 29,5 m3/h, a średnia geometryczna 19,8 m3/h. Największe wydatki związane są z warstwami wodonośnymi zalegającymi płytko pod powierzchnią terenu do 20-30 m. Wydajności jednostkowe zmieniają się, tak jak i wydajności całkowite, w szerokim zakresie, a średnia geometryczna wartość wynosi 2,045 m3/h/m. Zgodnie z klasyfikacją Krasnego (1993) warstwy wodonośne kredowego piętra wodonośnego na analizowanym obszarze charakteryzują się średnimi właściwościami hydraulicznymi oraz średnią ich zmiennością. Obliczona na podstawie wyników z próbnych pompowań średnia geometryczna wartość współczynnika filtracji wynosi 4,90 m/d (5,67 • 10~5 m/s). Wartość średnia współczynnika filtracji i współczynnika wodoprzewodności kredowego poziomu wodonośnego synklinorium północnosudeckiego jest większa od analogicznych współczynników z innych obszarów kredowych Dolnego Śląska. Utwory kredowe tego synklinorium są wiec jednym z lepszych wodonośców kredowych na Dolnym Śląsku.

EN

One of the major groundwater aquifer in the North Sudetic Synclinorum are Cretaceous aquifer and Quaternary formation. The hydrogeology of Cretaceous formation are poorly recognised. In this formation 3-4 water-bearing horizons could be distinguished. Base on pumping tests results water-bearing capacity has been described. Water table has been reported mainly on depth from 10 to 25 meters below land surface. Water table conditions are prevailing in aquifer. Wells discharge are variable and belong to range from 1.7 to 145.3 m3/h, mostly are lower than 60 m3/h. Arithmetic mean value is equal 29.5 m3/h when geometric average is 19.8 m3/h. The highest values of discharge are connected with shallow aquifer to depth 20-30 m. Specific capacity similar to discharge is variable with geometric mean 2.045 m3/h/m. According to Krasny classification (1993) Cretaceous formation is characterised by medium properties and its variability. The geometric average value of hydraulic conductivity is equal 4.9 m/d (5.6 10-5 m/s) base on pumping test results. This value together with average transmissivity is higher in comparison with other Cretaceous formation in this region. This formation is one of the best Cretaceous formation in Lower Silesia region.