Wtrysk solanki do studni głębinowej
- Potencjalne oddziaływanie na środowisko
- Kryteria i metody oceny wykonalności
- Koszty odwiertu iniekcyjnego
W tym przypadku solanka odsalania z każdej wielkości instalacji jest wtłaczana do odpowiednio głębokiego podziemnego poziomu wodonośnego (500 do 1500 m), który jest oddzielony od wyżej położonych poziomów wodonośnych słodkowodnych lub niskotemperaturowych.
Studnie odprowadzające solankę zazwyczaj składają się z trzech lub więcej koncentrycznych warstw rur: obudowy powierzchniowej, długiej rury osłonowej i rur iniekcyjnych. Głęboka studnia iniekcyjna składa się z głowicy odwiertu (wyposażonej w razie potrzeby w pompę) oraz wyłożonego szybu studni, chronionego wieloma warstwami obudowy i iniekcji.
Można również stosować płytkie systemy odsalania z wykorzystaniem studni plażowych. Odsalanie z studni plażowych odprowadza solankę do stosunkowo płytkiego, nieograniczonego poziomu wodonośnego przybrzeżnego, który ostatecznie odprowadza ją do otwartego oceanu przez osady denne. Studnie odprowadzające z wody są wykorzystywane głównie w małych i średnich zakładach odsalania z wykorzystaniem studni południowo-zachodnich.
- Potencjalne oddziaływanie na środowisko
Dwudziestoletnie doświadczenie w utylizacji solanki metodą głębokiego zatłaczania w Stanach Zjednoczonych wykazało jej niezawodność i niskie prawdopodobieństwo negatywnego wpływu na środowisko. Planując wdrożenie tej metody, należy jednak zwrócić uwagę na następujące czynniki, które mogą umożliwić migrację solanki w górę i ewentualne zanieczyszczenie płytkich warstw wodonośnych:
- Korozja lub nadmierne ciśnienie zasilania może spowodować uszkodzenie obudowy otworu wtryskowego i wyciek solanki przez otwór
- Pionowe rozprzestrzenianie się solanki poza obudowę otworu do płytkiej warstwy wodonośnej
- Jeśli nadległe złoże ograniczające ma wysoką przepuszczalność, kanały roztworowe, połączenia, uskoki lub pęknięcia, wystąpi pionowa migracja solanki
- Pobliskie odwierty, które są nieprawidłowo cementowane, zatkane lub mają nieodpowiednią obudowę, mogą stanowić drogę dla wtryskiwanej solanki
Podczas eksploatacji odwiertu prowadzony jest ciągły monitoring przepływu solanki i ciśnienia w głowicy odwiertu. Wzrost ciśnienia podczas stabilnej pracy może wskazywać na ewentualne zatkanie, natomiast nagły spadek ciśnienia wskazuje na nieszczelności w obudowie, zaprawie lub uszczelnieniu. Należy również co miesiąc przeprowadzać testy, aby upewnić się, że odwiert nie przecieka do gruntów podziemnych ani do źródeł wody. Należy unikać zatykania, zanieczyszczenia i dużych wahań natężenia przepływu i ciśnienia solanki. Zatykanie może być spowodowane rozwojem bakterii, wytrącaniem się zawiesiny lub napowietrzeniem.
- Kryteria i metody oceny wykonalności
Aby zastosować systemy głębokiego wtrysku do składowania solanki, konieczne jest posiadanie warstw wodonośnych o dużej pojemności i dobrej przepuszczalności gruntu. Należy unikać obszarów o wysokiej aktywności sejsmicznej lub miejsc w pobliżu uskoków geologicznych, które mogą prowadzić do bezpośredniego połączenia hydraulicznego między zbiornikiem a warstwą wodonośną słodkowodną.
Zwykle pozwolenia prawne wymagają określenia przepuszczalności i zawartości całkowitej substancji rozpuszczonej (TDS) warstwy wodonośnej, obecności warstwy strukturalnie izolującej i ograniczającej między warstwą wodonośną odbiorczą oraz obecności warstwy nadległej o zawartości całkowitej substancji rozpuszczonej (TDS) < 10 000 mg/l.
- Koszty odwiertu iniekcyjnego
Na koszty głębokiego wtrysku wpływają głównie głębokość odwiertu oraz średnica rur i pierścieni obudów. Poniższa tabela przedstawia przybliżone koszty budowy głębokich studni wtryskowych w funkcji przepływu solanki (m³/d) i głębokości studni (m).
Tabela 1, Koszty budowy głębokich studni wtryskowych do utylizacji solanki
|
Średnica studni (m)
|
Typowa wydajność rozładowania (m3/d) |
Koszty budowy ($) jako funkcja natężenia przepływu solanki, Q (m3/d) i głębokości studni, H (m) |
|
100 |
1,000-2,000 | 165 x Q + 310 x H + 100,000 |
|
200 |
4,500-6,500 | 180 x Q + 1,250 x H + 160,000 |
|
300 |
10,000-15,000 | 165 x Q + 2,000 x H + 290,000 |
|
400 |
15,000-30,000 | 160 x Q + 2,800 x H + 330,000 |
|
500 |
30,000-50,000 |
150 x Q + 4,500 x H + 370,000 |
Wtrysk solanki do studni głębinowej