Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Bielec B., Kępińska B.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2015

|

R. 54, nr 1

95--114

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.

2

Koncepcja metody zapobiegania powstawaniu osadów w chłonnych otworach geotermalnych

Noga B., Kosma Z., Motyl P.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

7872--7881

PL

Głównym problemem z eksploatacją ciepłowni geotermalnych jest zatykanie się geotermalnych otworów chłonnych. Otwory te zatykane są osadami powstającymi w wyniku schładzania wód termalnych. Rezultatem wieloletnich prac związanych z czyszczeniem otworów chłonnych było opracowanie metody super miękkiego kwasowania. Metoda ta jest obecnie w fazie wdrożenia na instalacji geotermalnej w Pyrzycach. Jej zastosowanie pozwoliło na ustabilizowanie pracy ciepłowni geotermalnej, zwiększenie wykorzystania odnawialnego źródła energii oraz obniżenie emisji CO2.

EN

The main problem occurring during the operation of the geothermal plants is clogging of the geothermal absorbent wells. These wells are plugged with the sludge produced during the process of thermal water cooling. As the result of many years of work related to the cleaning of the absorbent wells, the method of super soft acidizing was developed. This method is currently in the implementation phase of the installation of geothermal plant in Pyrzyce. The use of super soft acidizing method allows to stabilize the work of geothermal heat plant, increasing the use of renewable energy sources and reducing CO2 emissions.

3

Analiza porównawcza metod usuwania osadów w otworach chłonnych stosowane w Geotermii Pyrzyce

Noga B., Kosma Z., Motyl P.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

7882--7891

PL

W artykule przedstawiono metody czyszczenia chłonnych otworów geotermalnych. Do niedawna w Geotermii Pyrzyce stosowano znane na świecie metody mechanicznego i chemicznego czyszczenia zatykających się otworów. Polegały one na wtłaczaniu do otworu dużych ilości kwasu solnego. Metody te przynosiły bardzo dobre efekty w postaci zwiększenia chłonności i zmniejszenia ciśnienia zatłaczania. Efekty te jednak były krótkotrwałe. Obecnie w Geotermii Pyrzyce opracowano nowatorską technologię zapobiegania kolmatacji otworów chłonnych. Polega ona na ciągłym dozowaniu kwasu solnego i dyspergatora do instalacji geotermalnej i okresowym czyszczeniu otworów za pomocą miękkiego kwasowania. Zastosowanie super miękkiego kwasowania w połączeniu z miękkim kwasowaniem spowodowało zdecydowane ustabilizowanie pracy ciepłowni geotermalnej oraz zwiększenie udziału ciepła pochodzącego z geotermii.

EN

The article presents the methods of geothermal absorbent wells’ cleaning. Until recently, in geothermal plant in Pyrzyce, the world-known methods were used for mechanical and chemical cleaning of clogging holes. These methods were using a large amount of hydrochloric acids that were injected to the wells. It brought a good results in terms of absorption increase and pressure reduction. These effects, however, were short-term. Currently, in geothermal plant in Pyrzyce, the innovative technology for prevention of clogging in the absorbent wells, was developed. This innovative method involves a continuous dosage of hydrochloric acid and dispersant for the geothermal installation. Additionally it involves the periodic cleaning of wells with a soft acidizing. The usage of super soft acidizing method combined with the soft acidizing method resulted in strong stabilization of installation work in the geothermal plant and increase of heat acquired from geothermal energy.

4

Miękkie kwasowanie i super miękkie kwasowanie jako metody poprawiające efektywności działania ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach

Noga B., Biernat H., Martyka P., Kulik S., Zieliński B., Marianowski J., Nalikowski A.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2013

|

nr 143

147--156

PL

W pracy przedstawiono główne problemy związane z zatłaczaniem, do warstwy wodonośnej, schłodzonej na wymiennikach ciepła wody termalnej. Przedstawiono również analizę stosowanych w Geotermii Pyrzyce metod czyszczenia otworów chłonnych. W wyniku przeprowadzonych analiz fizyko – chemicznych, badań laboratoryjnych i obserwacji pracy instalacji geotermalnej, opracowano nową metodę zapobiegania wytrącania się osadów ze schłodzonej wody termalnej. Metoda będąca modyfikacją miękkiego kwasowania roboczo została nazwana metodą super miękkiego kwasowania.

EN

The paper presents the main problems associated with pumping the cooled water to the aquifer. It also presents the analysis of methods used in Geothermal Plant Pyrzyce for cleaning the absorbent wells. As a results of the physic-chemical analysis, laboratory tests and observations of geothermal installation’s working, the new method was developed. This new method prevents the precipitation of sediments from cooled thermal water. The method which is a modification of the soft acidizing is tentatively called super –soft acidizing method.

5

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.

6

Testowanie badawcze "miękkiego kasowania" w geotermalnych otworach chłonnych

Bielec B., Kępińska B.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2012

|

nr 82

71-87

PL

W trakcie eksploatacji złóż geotermalnych systemem otworów pracujących w "dublecie geotermalnym" występują często problemy związane z zatłaczaniem wody po odzysku energii lub wykorzystaniu jej do innych celów (rekreacja, balneoterapia). Jednym z takich problemów jest spadek chłonności na skutek procesów chemicznych oraz kolmatacji filtra i strefy okołofiltrowej. Filtr i część warstwy chłonnej w pobliżu filtra należą do najbardziej newralgicznych obszarów, w których zachodzą zjawiska mające decydujący wpływ na charakter pracy otworu chłonnego. W celu poprawy chłonności otworów ujmujących wodę geotermalną, przede wszystkim ze złóż w skałach węglanowych oraz piaskowcach o spoiwie węglanowym, stosuje się zazwyczaj zabieg kwasowania. Konwencjonalne kwasowanie wymaga jednak zazwyczaj użycia urządzenia wiertniczego, co czyni je dość kosztownym, stąd też stosowane jest głównie przy eksploatacji węglowodorów. Alternatywą dla konwencjonalnego kwasowania jest tzw. "miękkie kwasowanie" (ang. soft acidizing). W niniejszym artykule omówiono przebieg badawczych testów miękkiego kwasowania wykonanych w testowej instalacji geotermalnej. Badania w ramach projektu pn: "Opracowanie wytycznych projektowych poprawy chłonności skal zbiornikowych w związku z zatłaczaniem wód termalnych w polskich zakładach geotermalnych" przeprowadzi) zespół Pracowni Odnawialnych Źródeł Energii Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN we współpracy z Geotermią Mazowiecką S.A. Do badań wykorzystano nieeksploatowane wcześniej otwory geotermalne Skierniewice GT-1 i Skierniewice GT-2. W trakcie prac badawczych wykonano łącznie osiem testów miękkiego kwasowania. W trakcie sześciu z nich ciecz kwasująca o ściśle dobranym składzie podawana była przez przewód zabiegowy (ang. coiled tubing) bezpośrednio nad strefę złożową w otworze Skierniewice GT-2 na głębokość 2765 m. Natomiast w czasie dwóch testów ciecz kwasującą podawano bezpośrednio do obiegu wody złożowej. W artykule opisano przebieg jednego wybranego testu. Szczegółowe wyniki wszystkich badan opisane zostały w pracach Bujakowskiego i in. (2011) oraz Kępińskiej, Bujakowskiego [red. nauk.] i in. (2011). Do głównych przyczyn spadku chłonności otworu Skierniewice GT-2 należy zaliczyć zjawiska korozji i wytrącania wtórnych substancji mineralnych. Z analizy zmienności parametrów hydrodynamicznych wynika, że zabiegi stymulacji metodą miękkiego kwasowania dla odwiertu i skał zbiornikowych w Skierniewicach udrażniały w pewnym zakresie odwiert i strefę przyodwiertową, powodując wzrost chłonności. Ich efekty były jednak mniejsze i mniej trwałe niż efekty wywołane ciągłą korozją orurowania odwiertu i wtórnym wytrącaniem substancji mineralnych z wody geotermalnej, która ma wysoką mineralizację (ponad 100 g/dm3).

EN

During the exploitation of geothermal systems operating in the wells doublet scheme, problems are commonly encountered with water injection after energy extraction from geothermal water or its use for other purposes (recreation, spas). One such problem is the drop in injectivity due to chemical processes and clogging of the filter and near-filter zone. The filter and part of the injection near-filter layer are the most critical areas in which the occurring phenomena have a decisive influence on the performance of an injection well. Acid treatment is the procedure generally used to improve the injectivity of wells exploiting geothermal water primarily from carbonate rocks and sandstones with carbonate binders. Conventional acid, however, usually requires the use of drilling equipment, which makes it quite expensive. It is used mainly in the exploitation of hydrocarbons. An alternative to conventional acid treatment is so-called "soft acidizing". This article discusses the research process of soft acidizing treatment tests performed on a test geothermal installation. Research done under the project entitled: "Development of design guidelines to improve injectivity of reservoir rocks in relation to injection of geothermal waters in Polish geothermal installations" was conducted by a team from the Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences in collaboration with the Geotermia Mazowiecka S.A. During the project, previously unexploited geothermal wells, Skierniewice GT-1 and Skierniewice GT-2, were used. In total, eight tests of soft acidizing treatment were carried out during the research. During six of the tests acidizing fluid of a closely matched composition was injected by a coiled tubing just above the reservoir zone in the Skierniewice GT-2 well to a depth of 2,765 meters. During two other tests acidizing fluid was added directly into the geothermal water stream at the wellhead. This article describes one of the selected tests. The detailed results of all tests are described in the works by Bujakowski et al. (2011) and Kępińska, Bujakowski [sc. eds.] et al. (2011). The main reasons for the drop in injectivity of the Skierniewice GT-2 well include corrosion and precipitation of secondary minerals. These processes depend, among other things, on the flow rate and duration of injection of geothermal water. The analysis of the level of changes in the hydrodynamic parameters shows that stimulation procedures using a soft acidizing treatment for borehole and reservoir rocks in Skierniewice increased to some extent the injectivities of borehole and near-borehole zones. Their effects, however, were smaller and less persistent than the effects of the continuous well casing's corrosion and precipitation of secondary minerals from geothermal water (which has a high mineralization of ca. 110 g/dm3).

7

Problemy inkrustacji przy zatłaczaniu wykorzystanych wód termalnych

Biernat H., Kulik S., Noga B., Kosma Z.

Modelowanie Inżynierskie

|

2010

|

T. 8, nr 39

7-12

PL

Bardzo poważnym problemem niemal wszystkich zakładów geotermalnych jest inkrustacja strefy przyodwiertowej związkami chemicznymi wytrącającymi się z wysoko zmineralizowanych wód na skutek zmian warunków fizyko-chemicznych spowodowanych eksploatacją. Wydaje się, że tego procesu obecnie nie da się całkowicie wyeliminować przy zatłaczaniu wód do kolektorów porowych. Po ograniczeniu lub wręcz wyeliminowaniu korozji w Ciepłowni Geotermalnej w Pyrzycach, aby ograniczyć przytykanie strefy przyodwiertowej związkami chemicznymi, zastosowano ,,miękkie kwasowanie".

EN

Almost every Geothermal Heating Plant have a very severe problem of the incrustation of the drill zone with the chemical compounds precipitated from the high-mineralized water as a result of physical and chemical conditions changes caused by exploitation. It seems that nowadays it's impossible to eliminated the process from water exploitation from pore collectors. After corrosion reduction and elimination, the Geothermal Heating Plant in Pyrzyce implemented "soft acid treatment" in order to reduce blocking drill zone with chemical compounds. This process is in the course of researches, but it's already possible to draw conclusions that in long-term prospects the process will bring required effects.

8

Przegląd metod stymulacji złóż geotermalnych

Bujakowski W., Kępińska B.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2004

|

R. 43, nr 5-6

3-16

PL

Prowadzenie długofalowej eksploatacji złoża geotermalnego dla celów praktycznych wymaga utrzymywania na stałym poziomie jego podstawowych parametrów złożowych i eksploatacyjnych. Dotyczy to m.in. wydajności i chłonności odwiertów i złóż, gdyż mają one zasadnicze znaczenie ze względów zarówno technologicznych jak i ekonomicznych. Jak wskazuje praktyka, wymienione cechy z czasem ulegają nierzadko zmianom, wyrażonym jako spadek wydajności i chłonności odwiertów i złóż, na co mają wpływ głównie procesy korozji i wytrącania substancji mineralnych. Zjawiska te znane są ze złóż o niskiej i wysokiej entalpii, związanych zarówno ze środowiskiem skał magmowych jak i osadowych. W celu ograniczenia lub eliminacji wymienionych zjawisk w wielu krajach stosuje się metody stymulacji złóż i odwiertów geotermalnych. Artykuł zawiera przegląd najczęściej stosowanych metod, przy czym szczególną uwagę zwrócono na tzw. ”miękkie kwasowanie” z powodzeniem wykonywane we Francji dla złóż wód geotermalnych w skałach węglanowych (od końca lat 1980-tych) i Niemczech (w skałach piaskowcowych). Z pewnością metoda ta nadaje się do zastosowania także w Polsce, gdzie już eksploatowane jak i projektowane do eksploatacji złoża geotermalne związane są głównie ze skałami węglanowymi i piaskowcowymi, pojawiają się już lub też mogą pojawić się problemy utrzymania wydajności i chłonności. Można je kontrolować i ograniczać stosując skuteczne metody stymulacji sprawdzone w krajach z długoletnim doświadczeniem w eksploatacji i wykorzystaniu energii geotermalnej.

EN

Long-term exploitation of geothermal reservoir aimed at practical purposes requires to maintain its basic reservoir parameters at stable level. This statement refers to – among others – capacities and injectivities of wells and reservoirs as they are of essential importance for technological and economic reasons. The experience indicates that the mentioned factors may change with time, what is expressed by decrease of capacities and injectivities of the wells and reservoirs and caused by corrosion and scaling processes. Such phenomena have been known from low- and high-enthalpy reservoirs, occurring both in magmatic and sedimentary rock formations. To limit or eliminate them the stimulation methods of geothermal reservoirs and wells are implemented in many countries. The paper contains an overview of the most frequent stimulation methods with special attention being paid on “soft acidizing” that has been successfully performed for geothermal aquifers in carbonate rocks, France (since the end of 1980s) and in Germany (in sandstone rocks). This method is also adequate to be applied in Poland, where geothermal reservoirs – under exploitation or planned to be its subject – are connected mainly with carbonates and sandstones and the problems with keeping their stable flowrate and injectivity levels appear or may occur in some cases. They are possible to be controlled and limited by using efficient stimulation methods that have been already proved in the countries with long experience in geothermal exploitation and implementation.