KARAKTERISERING OG STIMULERING AF MORÆNELER/LERJORD

Transkript

1 KARAKTERISERING OG STIMULERING AF MORÆNELER/LERJORD Seniorforsker Knud Erik Klint Seniorforsker Bertel Nilsson GEUS Den Nationale Geologiske Undersøgelse for Grønland og Danmark

2 Formål 1. Præsenterer en systematisk metode til at klassificere moræneler i forskellige undertyper på baggrund af texturelle, geologiske og geotekniske egenskaber. 2. Redegøre for hvordan de forskellige morænelerstyper er fordelt i det danske istidslandskab. 3. At vurdere hvilke typer moræneler der potentielt er mest velegnede til udførelse af stimulering især frakturering.

3 Baggrundsdata Potientinal locations 1. Skudersløse 2. Aversi 3. Højbakkegård 4. Snubbekorsgård 5. Farre 6. Sigerslev 7. Syvbæk 8. 8 foreign locations

4 Till klassifikation moræneler Basal till type A Basal till type B Flow till Drop till Glacitectonite Melt out till Hver till-type har en typisk geologisk variabilitet herunder Sprække sandlinse indhold og de kan kombineres på mange måder Flow till Basal till type A Glacitectonite

5 Hvordan er de forskellige morænelerstyper fordelt i det danske istidslandskab?

6 Klassifikation af landskabsformer og fordeling af tilltyper i de enkelte landskabsformer Dominerende landskabsformer Randmoræne Dødislandskab Bundmoræne Smeltevandsslette Dalsystemer Marine flader

7 Det geomorfologiske kort Peter Roll Jakobsen 2008

8 S R D R M Ma M L Geomorfologiske landformer Polymorfologiske landformer S S R D M R M S R D M Ma M L R Houmark-Nielsen et al 2005

9 Det polymorfologiske kort over Sjælland Typiske PM-konfigurationer: M(M)S DMS R M(M)K DMK Dal MD DR Marin MR DMR ML

10 Andvendelse af det polymorfologiske kort FORMÅL Vurdering af sprækkeforkomst i moræneler

11 Udbredelse af moræneler

12 Moræneler + polymorfologi

13 Moræneler + polymorfologi + lertykkelse

14

15

16 Siteeval et nyt simpelt site karakteriserings værktøj Step 1: Till klassifikation (baseret på GIS-data, feltundersøgelser I udgravninger, boredata, geofysiske data. Input data er: fabric, skurestriber på sten, strukture, kornstørrelses fordeling, konsolidering, geomorfologisk ramme. Resultat: till type Step 2a: Bestemmelse af sprækkefordeling. (primært baseret på boredata) Input data er: Till type (fra step 1), tykkelse, dybde til redoxgrænse, lithologi af første lag under till, dybde til grundvandsspejl (primært og sekundært). Henviser til best fit geologisk model Resultat: potentiel sprækkefordeling Step 2b: Estimering af sprække og sandlinse fordeling (baseret på boredata) Input data er: till type fra step1, sandlinse frekvens. Akkumuleret tykkelse af sandlinser. Step 3: Hydraulisk karakterisering på baggrund af især sprækkefordeling. Step 4: Kalibrering af model baseret på hydrauliske test. Step 5: Evaluering af model.

17 Step 1 Multiple Choice Till klassifikation Tolket till Matrix struktur Klast fabric styrke sprækker geomorfologi type Massiv tilfældig foretrukken Hård Ingen sprækker systematisk moræneflade dødislanskab Basal till type B Lamineret lagdelt Ingen data Blød U-systematisk randmoræne Fissil shearet Foldet forkastet

18 Step 2 Multiple choice sprække spacing placering Till type Till tykkelse Redoxgrænse dybde Underliggende lag Umætte zone tykkelse Sprække spacing 0-5 m 1-2 m ler 0-2 m Basal till type B Basal till type A 5-10 m m 2-3 m 3-4 m 4-5 m sand kalk moræneler 2-4 m 4-6 m 6-8 m Inplacering C Flow till >15 m 5-6 m 8-10 m Drop till Melt-out till

19 Depth m b.g.s Cumulative fracture spacing m A B C D Silstrup Mammen Laidlaw 1 Laidlaw 2 Avedøre Havdrup Fårdrup Lillebæk Ranzausgade Slæggerup Vasby Flakkebjerg Haslev 1 Estrup Gedser Grundfør Højstrup 2 Højstrup Gjorslev haslev 2 Kamstrup Ringe Tune Sigerslev 1 Sigerslev 2 Scarborough bluff 1 Scarborough bluff 2 Rouge river 1 Rouge River2 Duffins Creek 1 Duffins Creek 2

20 Step 3 hydrauliske værdier (K, m/s) 1,0E-11 1,0E-10 1,0E-09 1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E Mammen M-S Grundfør M-S Ringe M-D Slæggerup D-M Silstrup M-R Fårdrup M-R Avedøre M-K Højstrup M-K Gjorslev M-K Haslev M-K Flakkebjerg MM-S Lillebæk MM-S Estrup MM-S

21 Slutprodukt: En konceptuel geologisk model

22 Hvilke typer moræneler er potentielt er mest velegnede til udførelse af stimulering især frakturering?

23 Hydraulisk frakturering

24 Case story 1 Kluszewo Polen Unit 1 (Fill/soil) Unit 2 Droptill Unit 3 Flow-till Upper Unit 4 Basal till type B Lower Unit 4 Basal till type A Unit 5 smeltevandssand

25 I alt 21 sprækker intruderet (5 kiksede) 0,5 m White fracture 2,05 m red fracture 3,1 m b.g.s Green fracture 3,6 m b.g.s.

26 Fracture distribution profile A-B From uplift and Well data Real Distribution (From Excavation)

27 Sprækedannelse i basal till type B samt flow-till Influence of geology UNIT 3 Flowtill UNIT 4 basal till

28 Sprækker i Drop till Sprækker i basal till type B

29 Vadsbyvey Case story 2 Vadsby Danmark HF D HF B HF A HF C Vadsbyvey GI-A GI-B,C,D 2 A 1 Miljø Boringer GeoProbBoring Geoteknisk Boring Hydraulisk Fakturering Boringer Hånd Boringer Geologisk Profiler B

30 Hydraulic Fracture 3 m.b.g.s 4 m 3,5 m b.g.s. 2 m invasion of dye from potentional underlying fracture Mayby the multifracture 6-7 m b.g.s. 4 m 1,8, m b.g.s m 0,8 m b.g.s. Injection point 3 m g.s. 2 m Extension of hydraulic fracture 2,0 m b.g.s. 3,5 m b.g.s. 2,0 m b.g.s. 4 m Area with observed and likely distribution of dye tracer

31 350 liter sand 40 m 2.

32 CPT målinger langs hydraulisk sprække A B 20 kg/cm* C1 C DNN kote C XUTM (Sys 32) E F C1 C2 C3 C DNN kote XUTM (Sys 32)

33 Konklusioner En ny metode til opdeling af glaciale landskaber i mindre områder med ensartet geologisk variabilitet er under udvikling og kombineret med simple webbaserede klassifikationsmetoder for moræneler vil metoden kunne udgøre et vigtigt skridt i retning mod en ny forbedret systematisk metode til geologisk karakterisering af punktkildeforureninger såvel som fladekilde forureninger Dybden har øjensynlig betydning for sprækkeformen idet især dybtliggende hydrauliske sprækker synes at skyde hurtigere opad end sprækker nær overfladen Sandlinser i flow tills synes ikke at påvirke sprækkeformen Naturlige sprækker i velkonsoliderede type B-basale tills påvirker de hydrauliske sprækker Det er vanskeligt at følge hydrauliske sprækker i bløde type A basale tills. Kan måske skyldes kanaldannelse i stedet for dannelse af pandkageformede sprækker. Endelig kan konfigurationen af flere lag med velkonsoliderede og dårligt konsoliderede egenskaber måske også have en betydning

34 Tak for opmærksomheden For mere information se: