| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Frakturer fra lodrette testboringer på Vestergade 10 Haslev

6 Hydraulisk test

• 6.1 Dual Phase Extraction (DPE)
• 6.2 Diskussion af resultaterne

6.1 Dual Phase Extraction (DPE)

Det overordnede formål med hydraulisk frakturering i dette projekt er at vurdere effekten af de hydrauliske forhold i testboringerne T1 og T2.

For at kunne vurdere effekten er der gennemført en test med Dual Phase Extraction  (DPE), også benævnt dobbeltfase ekstraktion, fra henholdsvis T1 og T2 før og efter udbygning med hydraulisk frakturering.

DPE-testen er udført ved at påtrykke testboringerne et kraftigt vakuum. Under testen er der gennemført en monitering af vandspejlssænkningen i de nærliggende moniteringsboringer for vurdering af influensradius, ligesom de oppumpede luft- og vandmængder fra boringerne er registreret for vurdering af deres hydrauliske kapacitet.

Ved DPE-testene blev boringerne påtrykt et vakuum ved hjælp af et forsøgsanlæg.

Forsøgsanlægget består af et sugespidsanlæg, der indeholder en 2 m³ tank med indbygget vakuum- og vandpumpe. Anlæggets kapacitet er ca. 60 m³ luft/time og 5 m³ vand/time. På afkastsiden er der monteret 2 kulfiltre til rensning af den afkastede luft og vand. Anlægget er tilkoblet testboringerne med en ø75 mm sugeslange fastgjort på en special boringshætte.

På figur 6.1 er vist en principskitse af anlægsopbygningen anvendt ved DPE testene på boring T1 og T2.

Figur 6.1 Principskitse af anlægsopbygning ved Dual-phase test

Pejling af grundvandsstanden blev i testperioderene udført i de i alt 20 moniteringsfiltre placeret omkring testboringerne. Mht. moniteringsboringernes dimensionering og opbygning henvises til afsnit 5.1. Placering af testboringer og moniteringsboringer er vist i figur 6.2.

Figur 6.2 Placering af testboring (T1-T2) og moniteringsboringer (MB1-MB8)

6.1.1 Moniteringsprogram

Moniteringsprogrammet i forbindelse med DPE-test før og efter frakturering af testboringerne er vist i tabel 6.1.

Efter frakturering blev pumpetestperioden øget fra 1 døgn til ca. 1 uge, idet der ikke blev opnået hurtig ligevægt under testene. Efter første DPE-test (testboring T2) blev der retableret i ca. 5 uger, idet vandstanden i moniteringsfiltrene meget langsomt blev retableret til udgangsniveau. Under retableringen blev vandstanden målt i udvalgte filtre.

Tabel 6.1 Oversigt over moniteringsprogrammets varighed under gennemførelse af DPE test

Som følge af, at boringerne hurtigt blev afsænket til bunden af filtrene ved pumpeforsøget fra testboring T2 efter frakturering, jf. afsnit 6.1.4, var der risiko for kortslutning mellem lagserien og atmosfæren via de tømte filtre. For at undgå påvirkning fra evt. kortslutning til atmosfæren er moniteringsprogrammet ændret i forbindelse med pumpetest af T1 efter frakturering. Før pumpestart blev alle filtre monteret med lufttæt prop, som blev tætnet omkring loggerkablet i de filtre, hvor der var installeret dataloggere. Der blev ligeledes monteret slangestuds i hvert filter til registrering af differenstrykket (trykforskel mellem atmosfæren og trykket i filteret). Såfremt der under testen blev registreret større differenstryk (over 10 mbar), blev vandstanden ikke pejlet i de filtre, hvor der ikke var installeret dataloggere, af hensyn til risikoen for påvirkningen af sænkningsudbredelsen, såfremt propperne blev demonteret under pejlingerne.

Som det fremgår af ovenstående er DPE-testen før og efter frakturering ikke udført med samme pumpe- og retableringsperioder ligesom forsøgsopstillingen ikke har været helt identisk (hætter monteret på moniteringsboringer efter frakturering). Alligevel vurderes det, at resultaterne af de udførte tests er sammenlignelige med henblik på at vurdere den hydrauliske effekt af fraktureringen.

6.1.2 Påvirkning fra nedbør

For at belyse den nedbørsbetingede påvirkning af de to DPE tests er der indhentet nedbørsdata fra DMI's observationspunkt ved Skuderløse, der er beliggende ca. 10 km fra lokaliteten.

Det har under testene ikke været muligt at konstatere en direkte sammenhæng mellem vandstanden i moniteringsfiltrene og den målte nedbør.

Under testene er der dog observeret tydelige variationer i vandspejlet på 20-30 cm/døgn, som ikke kan skyldes det påtrykte vakuum, men må tilskrives andre faktorer, som bl.a. normale vandstandsvariationer i moræneleren. På baggrund af de observerede variationer i vandstanden vurderes det, at vandstanden skal afsænkes minimum 0,5 m under testene, før det med sikkerhed kan bekræftes, at det pågældende filter er påvirket af det påtrykte vakuum.

6.1.3 Resultater af dual-phase test fra boring T1 (4,5 m.u.t.)

Ved DPE testene fra testboring T1 er de registrerede nøgleparametre anført i tabel 6.2.

Ændringen i vandspejlet i forhold til startniveauet for samtlige moniteringsfiltre er vist på figur 6.3-6.6, hvor de daglige værdier for nedbør ligeledes er afbildet. Figur 6.3 og 6.4 repræsenterer boringer beliggende nord-sydlig akse (snit A-A) mens figur 6.5 og 6.6 repræsenterer boringer beliggende i øst-vestlig akse (snit B-B), jf. figur 6.2.

Figur 6.3 Pejleresultater fra DPE af T1 før frakturering (snit A-A)

Figur 6.4 Pejleresultater fra DPE af T1 efter frakturering (snit A-A)

Figur 6.5 Pejleresultater fra DPE af T1 før frakturering (snit B-B)

Figur 6.6 Pejleresultater fra DPE af T1 efter frakturering (snit B-B)

Tabel 6.2 Nøgleparametre for DPE- test på T1 før og efter frakturering

Af tabel 6.2 fremgår det, at der ikke er påvist luft- eller vandflow under testen før frakturering.

Efter frakturering er der påvist et vandflow på ca. 500 liter pr. døgn. Endvidere er der konstateret et luftflow på ca. 12 m³/time. Det har således under testen været muligt at dræne formationen for porevand omkring boringen, således at det var muligt at ekstrahere luft fra filteret i ca. 4,5 m’s dybde.

Af figur 6.3-6.6 fremgår det, at registrering af vandspejlet i de enkelte filtre før frakturering viser, at det er meget vanskeligt at påvise nogen entydig påvirkning i de 3 filtersatte niveauer. De observerede variationer i vandspejlet vurderes at kunne tilskrives normale vandstandsvariationer samt måleusikkerheder.

I forbindelse med DPE testen efter frakturering er vandstanden endvidere registreret ved enkelte pejlinger i 4 eksisterende undersøgelsesboringer beliggende ca. 10 m fra T1, jf. figur 6.2. De 4 undersøgelsesboringer er ikke etableret med henblik på DPE testen og er derfor ikke filtersat niveauspecifikt omkring de frakturerede niveauer men over længere strækninger på 2-4 meter. Pejlingerne og filtersætning er vist i tabel 6.3.

Tabel 6.3 Pejlinger i udvalgte undersøgelsesboringer under test efter frakturering

Registrering af vandspejlet i de enkelte filtre efter frakturering viser, at det sker en entydig påvirkning i alle observerede 3 niveauer, og i flere boringer i de 2 øverste niveauer tørlægges filteret, således der registreres et kraftig vakuum (> 200 mbar) i boringen.

Baseret på de registrerede påvirkninger korrigeret for nedbør, er et konservativt skøn af den horisontale udbredelse af afsænkningen (> 10 cm) vist på figur 6.7 for de 3 observerede niveauer. Påvirkningen er størst i det mellemste niveau (4,2-4,5 m.u.t.), hvorfra der også suges. Influensradius i det mellemste niveau er på baggrund pejlinger i moniteringsboringerne MB1-MB9 >5 m. Ud fra pejlinger i undersøgelsesboringerne (B2, B6, B7 og B8) skønnes influensradius i det mellemste niveau at være op til 10 m, mens den tilsvarende radius i det nederste niveau (7,7-8,0 m.u.t.) skønnes at være op til 7 m. I det øverste niveau skønnes influensradius at være af størrelsesorden 4-5 m. Endvidere viser pejleresultaterne, at afsænkning udbredes nogenlunde radiært fra testboringen, dog med en tendens til større afsænkning i øst-vestlig retning.  På figur 6.8 er udbredelsen af afsænkningen ligeledes optegnet i 2 vertikale snit. Det ses af figur 6.8, at udbredelsen af afsænkningen er større i  øst-vestlig retning end i nord-sydlig retning samt at sænkningen har en tendens til at søge nedad, således at afsænkningen i 8 m’s dybde er større end i 2 m’s dybde.

I de fjernereliggende undersøgelsesboringer ses en tydelig påvirkning i boring B2 beliggende ca. 8 m fra testboringen. De registrerede vandspejlsændringer i de øvrige undersøgelsesboringer vurderes at ligge indenfor naturlige variationer, jf. afsnit 6.1.2. Det bemærkes, at disse undersøgelsesboringer i modsætning til moniteringsboringerne er filtersat over længere strækninger, hvilket kan være årsagen til store variationer i vandstandsændringer indbyrdes selvom afstanden mellem boringerne er forholdsvis lille. Desuden er boringerne generelt beliggende i en retning fra testboringen, og resultaterne kan således ikke anvendes til at bestemme influensradius fra testboringen. Det anbefales således, at moniteringsboringer til registrering af påvirkninger i forbindelse med gennemførelse af en DPE-test udbygges med korte niveaubestemte filtre, svarende til MB1-MB8.

Figur 6.7 Skønnet horisontal udbredelse af grundvandssænkning ved DPE af T1

Figur 6.8 Skønnet vertikal udbredelse af grundvandssænkning ved DPE af T1

6.1.4 Resultater af dual-phase test fra boring T2 (8,0 m.u.t.)

Ved DPE testene fra testboring T2 er de registrerede nøgleparametre anført i tabel 6.4.

Ændringen i vandspejlet i forhold til startniveauet for samtlige moniteringsfiltre er vist på figur 6.9-6.12, hvor de daglige værdier for nedbør ligeledes er afbildet. Figur 6.9 og 6.10 repræsenterer boringer beliggende nord-sydlig akse (snit A-A) mens figur 6.11 og 6.12 repræsenterer boriger beliggende i vest-østlig akse (snit B-B), jf. figur 6.2.

Figur 6.9 Pejleresultater fra DPE af T2 før frakturering (snit A-A)

Figur 6.10 Pejleresultater fra DPE af T2 efter frakturering (snit A-A)

Figur 6.11 Pejleresultater fra DPE af T2 før frakturering (snit B-B)

Figur 6.12 Pejleresultater fra DPE af T2 efter frakturering (snit B-B)

Tabel 6.4 Nøgleparametre for DPE- test på T2 før og efter frakturering

Af tabel 6.4 fremgår det, at der således ikke er påvist luft- eller vandflow under testen før frakturering.

Efter frakturering er der påvist et vandflow på ca. 250 liter pr. døgn, mens der ikke er konstateret et luftflow. Det har således under testen ikke været muligt at dræne formationen for porevand omkring boringen med porevand (fra terræn til filterinterval), og derved var det ikke muligt at ekstrahere luft fra filteret i ca. 8,0 m’s dybde.

Af figur 6.9-6.12 fremgår det, at registrering af vandspejlet i de enkelte filtre før frakturering viser, at det er meget vanskeligt at påvise nogen entydig påvirkning i de 3 filtersatte niveauer.  De observerede variationer i vandspejlet vurderes at kunne tilskrives normale vandstandsvariationer samt måleusikkerheder.

Registrering af vandspejlet i de enkelte filtre efter frakturering viser, at det sker en entydig påvirkning i alle observerede 3 niveauer. I det nederste niveau tømmes flere filtre i moniteringsboringerne, således at afsænkningen er af størrelsesorden 5-6 m. I de 2 øverste niveauer er afsænkningen af størrelsesorden op til 1 m i flere moniteringsboringer. I de nederste filtre fluktuerer vandstanden under retableringen kraftigt (op til 3 m), uden en plausibel forklaring. Ca. 2 døgn efter pumpestop afsænkes vandstanden næsten momentant svarende til start af pumpen, men der er ikke oplysninger, om at dette skulle være sket. 14 og 18 døgn efter pumpestop stiger vandstanden momentant ca. 2-3 m i flere af de dybe filtre, hvorefter vandstanden falder igen. Der er ikke umiddelbart nogen forklaring på disse hændelser. Tilsvarende store vandstandsændringer er ikke observeret i de mellemste eller de øverste filtre.

Baseret på de registrerede påvirkninger korrigeret for nedbør, er et konservativt skøn af den horisontale udbredelse af afsænkningen (> 10 cm) vist på figur 6.13 for de 3 observerede niveauer. Påvirkningen er størst i det nederste niveau (4,2-4,5 m.u.t.), hvorfra der også påtrykkes et vakuum. Influensradius i det nederste niveau er med sikkerhed > 5 m og skønnes at være af størrelsesorden 7-8 m, mens den tilsvarende radius i det mellemste niveau (4,2-4,5 m.u.t.) er ca. 5 m. I det øverste niveau skønnes influensradius at være af størrelsesorden 2-3 m. Endvidere viser pejleresultaterne, at afsænkningen udbredes nogenlunde radiært fra testboringen, dog med en tendens til større afsænkning i øst-vestlig retning. På figur 6.14 er udbredelsen af afsænkningen ligeledes optegnet i 2 vertikale snit. Det ses af figur 6.13, at udbredelsen af afsænkningen er større i øst-vestlig retning end i nord-sydlig retning.

Figur 6.13 Skønnet horisontal udbredelse af grundvandssænkning ved DPE af T2

Figur 6.14 Skønnet vertikal udbredelse af grundvandssænkning ved DPE af T2

6.2 Diskussion af resultaterne

DPE-testene før frakturering viser, at der er meget ringe hydraulisk kontakt mellem testboringerne og de installerede moniteringsfiltre, idet det ikke er muligt at registrere nogen entydig påvirkning fra pumpetestene.

Efter frakturering af testboringerne T1 og T2 ændres den hydrauliske kontakt mellem pumpeboringerne og moniteringsfiltrene markant, idet influensradius vurderes at blive forøget fra < 1m til > 5 m og skønnes at være op til ca. 10 m fra testboringerne ved de gennemførte pumpeforsøg (DPE-test). Endvidere forøges luft- og vandflowet fra testboringerne væsentlig i forbindelse med frakturering af boringerne, således at der måles et luftflow på ca. 12 m³/t og et vandflow 0,5 m³/døgn efter fraktureringen

Ved DPE-testen af T1 (4,5 mut) er der en god  hydraulisk kontakt til filtrene i 8 m’s dybde. Dette hænger sandsynligvis sammen med, at de etablerede sprækker er nedadrettet subhorisontale, samtidig med, at det indlejrede sandlag i ca. 8,5 m’s dybde vurderes at have stor indflydelse for udbredelsen af påvirkningen fra pumpetestene, idet den inducerede subhorisontale sprække i 8 m’s dybde har skabt direkte hydraulisk kontakt til det pågældende sandlag (jf. sprækkeidentifikation, afsnit 5.4).

Endvidere er der tydelige indikationer på, at der i nogle filtre registreres et momentant trykfald, hvilket må skyldes at der er direkte hydraulisk kontakt til pumpeboringen via den inducerede sprække og evt. naturligt forekomne sprækker i moræneleren. I øvrige filtre ses påvirkningen at ske mere jævnt, hvilket formodentlig skyldes, at filteret ikke står direkte i hydraulisk kontakt med pumpeboringen via sprækker, men at matricen generelt påvirkes relativt hurtigt som følge af trykudbredelsen via inducerede og naturlige sprækker i moræneleren.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.