Notat. Foreløbig rapport om injektionsforsøg på morænelerslokaliteten Vasbyvej, Hedehusene. Morænelerslokalitet Vasbyvej Hedehusene.

Transkript

1 Notat Morænelerslokalitet Vasbyvej Hedehusene Foreløbig rapport om injektionsforsøg på morænelerslokaliteten Vasbyvej, Hedehusene December 2008 Rekvirent Udarbejdelse af notat Region Hovedstaden DTU Miljø Jordforureningsafdelingen Miljøvej, bygning 113 Kongens Vænge Kgs. Lyngby 3400 Hillerød Camilla M. Christiansen Henriette Kerrn Jespersen Ida Damgaard Carsten Bagge Jensen Mette M. Broholm Poul L. Bjerg

2 Indholdsfortegnelse 1 Baggrund Kort sammenfatning af tidligere pneumatisk fraktureringsforsøg Formål Geoprobe injektion Hydraulisk frakturering Gennemførte injektionstests/udførte feltaktiviteter Geoprobe injektion Hydraulisk frakturering Kerneprøvetagning og analyser Foreløbige resultater Geoprobe injektion Hydraulisk frakturering Fraktur i 3 m u.t Fraktur i 6,5 m u.t Fraktur i 9,5 m u.t Multi fraktur Foreløbige konklusioner Fortsat arbejde Referencer... 23

3 1 Baggrund Industrigrunden Vasbyvej 16A, 2640 Hedehusene (Høje-Taastrup) er i 2005 kortlagt som forurenet som følge af oplag af kemikalier (bl.a. klorerede opløsningsmidler) og maskinværkstedsaktiviteter på lokaliteten i årrækken , hhv /1/. Maskinværkstedet er i dag nedlagt og lokaliteten anvendes til landbrug /1/. Figur 1: Luftfoto over Vasbyvejslokaliteten. Forureningens horisontale og vertikale udstrækning er blevet kortlagt, se nedenstående figur /2/. Det ses at forureningen gennem de sidste ca. 30 år har spredt sig i moræneleret, initielt via transport i sprækker i leren og siden via diffusion ind i lerens matrix. Den nuværende forureningstilstand på lokaliteten truer det underliggende grundvandsmagasin, og dermed drikkevands-indvindingen i området (Københavns Energis kildeplads Brokilde) /1,2/.

4 B1 A B g/m B M D4 20 M D6+B2 B106 B M D8+K7+D12B Moræneler med sprækker Redoxgrænsen Moræneler med få sprækker g/m ,3 kg Zone 1.1 4,2 kg Zone ,8 kg kg Zone 1.6 1,1 kg Zone ,4 kg Zone ,5 kg Zone 2.1 4,4 kg ,4 kg Zone 2.4 0,6 kg 2.5 9,8 kg Zone 2.6 0,2 kg Sand Mættet zone Moræneler med få sprækker Figur 2: Forureningens udbredelse horisontalt (top) og vertikalt (bund) på Vasbyvej (figurer fra Orbicon). Man kan vælge at oprense forureningen på Vasbyvej på flere forskellige måder, bl.a. ved en eller flere in situ metoder kombineret /2/. Det har dog på morænelerslokaliteter vist sig svært at opnå god kontakt mellem eksisterende forurening og reaktive stoffer in situ, og tidshorisonten på oprensningstiltag bliver styret af den langsomme diffusion, som stofferne spredes ved. For at lette in situ oprensning af lavpermeable lokaliteter er der udviklet flere metoder til at øge spredningen af de reaktive stoffer, man måtte ønske at tilsætte ved en given in situ oprensningsmetode. Disse metoder består af pneumatisk frakturering, hydraulisk frakturering og direkte Geoprobe injektion.

5 Ved frakturering bliver der groft sagt skabt kunstige sprækker i leren, hvori reaktive stoffer kan transporteres og hurtigere opnå kontakt til forurening i lerens matrix. Forskellene på metoderne ligger primært i de dannede sprækkers aperturer, tæthed og (influens)radius og/eller de injicerede væskers fordeling i jorden. Disse parametre er afgørende for oprensningstid og projektering af afværge. Der er derfor behov for kontrolleret afprøvning af metoderne på en morænelerslokalitet. Pneumatisk frakturering er allerede blevet afprøvet på Vasbyvejslokaliteten i december Ved fraktureringen injiceredes en række tracere (bl.a. brilliant blue, fluorescein og rhodamine WT) under højt tryk ved 5 forskellige dybder (8, 7, 6, 5 og 4 m u.t.) i én boring. Efterfølgende dokumentationsaktiviteter (kerneprøvetagning, udgravning og vandprøvetagning) blev udført i december 2005 og forår/sommer Disse har vist at fraktureringen formåede at sprede tracere ud i en radius på ca. 1-2 m omkring boringen. Man håbede at observere dannelsen af tætte, overlappende netværk af sprækker (i hvert fraktureringsinterval). Dokumentationsarbejdet afslørede dog ikke tegn herpå i de dybere injektionsniveauer, hvor sprækketætheden var 1 m. /1,3/ Hydraulisk frakturering og direkte Geoprobe injektion er afprøvet/anvendt på andre lokaliteter i Danmark /fx. 4 & 5/. Fokus har været forskelligt på lokaliteterne og dokumentationen væsentligt mindre detaljeret. Resultaterne derfra er således ikke direkte sammenlignelige med resultaterne fra den pneumatiske frakturering på Vasbyvej. Der er derfor behov for en sammenlignelig afprøvning og dokumentation af de andre teknikker. 1.1 Kort sammenfatning af tidligere pneumatisk fraktureringsforsøg Tests med pneumatisk frakturering blev udført af ARS Technologies Inc. i fem 1 m intervaller fra 3 til 8 m u.t i én boring (PF1) fra bunden og op i december Frakturerings væsken var nitrogen gas med atomiseret sporstofblanding. Igangsættelsen og udbredelsen af frakturer tog ca. 30 s i hvert fraktureringsniveau med igangsættelses og udbredelses tryk varierende fra henholdsvis 2,8 til 8,6 bar (276 til 862 kpa) og 1,4 til 5,9 bar (138 til 586 kpa). Sporstofblandingen indeholdt stoffer med forskellige egenskaber: mobil og fluorescerende (fluorescein), strærkt sorberende og fluorescerende (Rhodamine WT) og synligt i dagslys (brilliant blå). Alle sporstoffer var injiceret i en koncentration på mg/l for at sikre god synlighed. Ved fraktureringen ønskedes det at: 1. Dokumentere transportradius af sporstof. 2. Dokumentere den vertikale fordeling af sporstof. Direkte dokumentation af fraktureringseffekten bestod i at håndbore, udtage kerner og udgravning. Håndboringerne blev udført lige efter fraktureringen og udgravningen blev udført efter 6 uger. Der blev udtaget kerner (K1 til 12) af to omgange: én lige efter fraktureringen og én efter ca. 4 måneder. Endvidere blev der udtaget én reference kerne inden fraktureringen blev udført (K0). Kernerne blev udtaget i dybder varierende fra 2 til 10 m u.t. og de blev udtaget med Geoprobe i 1,2 m klare plastikrør. Håndboringer og

6 kerner blev lavet inden for en forventet 5 m frakturerings ROI, mens udgravningerne blev lavet i den nordvestlige periferi af ROI. De vigtigste kerneresultater og den opstillede konceptuelle model for fraktureringen kan ses i Figur 3. Figur 3: Vigtige resultater fra test med pneumatic frakturing. (a) Sporstof fyldt sprække observeret i udgravningen (dagslys). (b) Sporstof fyldt sprække observeret i kerne (under UV-lys) udtaget lige efter fraktureringen. (c) sporstof fyldt sprække observeret i kerne (under UV-lys) udtaget 4 måneder efter fraktureringen. (d) sporstof fyldt sandlinse observeret i kerne (under UV-lys) udtaget 4 måneder efter fraktureringen. (e) Konceptuel model af sporstoffordeling i undergrunden ved pneumatisk frakturering. 2 Formål I dette projekt ønskes det at afprøve og dokumentere hydraulisk frakturering og direkte Geoprobe injektion på Vasbyvejslokaliteten. Hermed vil man kunne opnå god dokumentation af begge disse metoders egenskaber på dansk grund, samt et direkte sammenligningsgrundlag for alle tre hjælpemetoder på en repræsentativ dansk morænelerslokalitet. 2.1 Geoprobe injektion Ved remediering benyttes direkte Geoprobe injektion til at injicere de reaktive stoffer i undergrunden overvejende via eksisterende højpermeable indslag i leret så som sandlinser.

7 I kommercielle sammenhænge er injektionerne typisk lavet med en vertikal afstand på 25 cm. Formålet med Geoprobe injektionsforsøgene på Vadsbyvej var at: 1. Dokumentere transportradius rundt om ét Geoprobe injektionspunkt i flere forskellige dybder. 2. Dokumentere den vertikale fordeling af sporstof rundt om ét Geoprobe injektionspunkt i flere forskellige dybder. 3. Dokumentere sporstoffordelingen i et injektionsområde på 10m 2 med flere injektionspunkter i flere forskellige dybder. 2.2 Hydraulisk frakturering Ved afværge kan hydraulisk frakturering benyttes med to forskellige formål: A. Flere frakturer laves over dybden i det forurenede område, hvorved diffusionsbegrænsningerne minimeres. B. Et net af frakturer dannes under det forurenede område, hvorved fluxen til underliggende magasiner minimeres (frakturerne fungerer som horisontal barriere). Hvis der skal opnås succes med A, har modelleringsstudier vist, at det er nødvendigt at opnå en sprække afstand på ~10 cm for at få oprensningstider inden for en ~10 års periode. Tidlige fraktureringsstudier (e.g. Murdoch et al. (1991)) har vist at det er muligt at lave forholdsvis tætte sprækker i nogle lav permeable sedimenter. Det vides dog ikke om det er muligt i dansk moræneler, og hvis det er, om det så er muligt at opnå en konkurrencedygtig pris herpå. For at opnå succes med B er det essentielt, at der kan laves relativt flade frakturer ned til en dybde på 8-10 m u.t., da in situ remediering overvejende benyttes ved dybe forureninger, hvor metoden både pris- og risikomæssigt kan konkurrere med en opgravning. Generelle geotekniske overvejelser af konsolideringsforhold siger at frakturer lavet i 8-10 m u.t. gradvist vil stige mod overfladen, men der ligger ingen tests til grund for disse overvejelser. Ved de hydrauliske tests på Vadsbyvej ønskes det derfor at: 1. Dokumentere mulige sprækkeafstand/densitet (A). 2. Dokumentere mulige sprække radius og form (B). 3 Gennemførte injektionstests/udførte feltaktiviteter Hydraulisk frakturering og geoprobeinjektioner ønskes afprøvet på Vasbyvej lokaliteten. Testfelterne er beliggende udenfor det forurenede areal og nær det tidligere testfelt for

8 pneumatisk frakturering. Placeringen af de to testfelter (Geoprobe og hydraulisk frakturering) kan ses i Figur 4. Vasbyvej Sewer Nabo HF B D C A Horisontal udbredelse af forureningen Horisontal udbredelse af forureningen GI Lade Halmballer Gras område PF 30 m Figur 4: Oversigt over Vadsbyvej lokaliteten. Testfeltet for de hydrauliske frakturer er markeret med HF og Geoprobefeltet er markeret med GI. Det pneumatiske fraktureringsfelt er markeret med PF. Til forsøgene er sporstoffer med forskellige egenskaber benyttet: brilliant blue (synlig i dagslys), fluorescein (fluorescent, mobil) og rhodamine WT (fluorescent, sorberende). Formålet med at benytte disse tracere var at vurdere bade den advektive og diffusive stoftransport efter injektionen med tiden. De injicerede koncentrationer var: fluorescein mg/l, Rhodamine WT mg/l og brilliant blue mg/l. Forsøgene er indtil videre dokumenteret ved: kerneprøvetagning rundt om injektionspunkterne lige efter injektionen Feltaktiviteterne i forbindelse med Geoprobe injektionerne og den hydrauliske frakturering er beskrevet i det følgende. 3.1 Geoprobe injektion I Figur 6 ses en den vertikale forureningsfordeling på Vadsbyvej. Endvidere er injektionsdybderne i single og klyngeboringerne illustreret. Injektionsaktiviteterne er designede således at de nødvendige informationer indhentes for at dokumentere de opstillede formål (2.1 Geoprobe injektion) samt i overensstemmelse med den vertikale forureningsfordeling på Vadsbyvej, så den indhentede information kan benyttes i det videre design af en afværge på lokaliteten. Følgende aktiviteter er udført på lokaliteten i forbindelse med Geoprobe injektionerne: 1. Geoprobe injektion af sporstofblanding i én boring (GI-A, se Figur 6) i forskellige dybder (2,5-3,5, 6-7 and 8,5-9,5 m u.t.). 2. Injektion med minimum 1,5 m afstand mellem injektionsintervallerne. Sporstofferne blev injiceret i 5 dybder i hvert interval (f.eks. 6, 6,25, 6,5, 6,75 og 7 m u.t.).

9 3. Injektion af sporstof i 3 boringer (GI-B, C and D, se Figur 6) med en afstand på 1,5 m (placeret på baggrund af resultater fra GI-A) i 3 dybdeinterval (2,5-3,5, 6-7 og 8,5-9,5 m u.t.). Det øverste interval i GI-B blev fravalgt til fordel for at øge antallet af injektionspunkter i det mellemste interval, således at der her blev injiceret i 10 punkter med 10 cm interval. 4. Udtagning af 13 kerner ved de to injektionsfelter. Geoprobe injektionerne blev udført af Ejlskov Consult A/S. Der blev injiceret 10 l sporstof i hver injektionsdybde med et tryk varierende mellem bar (tryktabet i ledninger osv. var ca. 16 bar). Trykket blev noteret under injektionen. Injektionerne blev lavet som topdown. Efter injektionen blev hvert injektionspunkt forseglet med bentonite for at undgå præferenceret styring af efterfølgende injektioner. GI-A blev lavet den 20. oktober Fra den 21. til den 22. oktober blev der udtaget 4 kerner rundt om injektionspunktet. Kernerne blev udtaget med Geoprobe fra 0 til 11 m u.t. i 6 cm, 1,2 m lange klare plastikrør. Afstanden mellem GI-B, -C og D blev planlagt på baggrund af resultaterne fra GI-A. Afstanden blev 0,75 m. GI-B, -C og D blev lavet den 27. og 28. oktober Fra den 28. til den 30. november 2008 blev der udtaget 9 kerner fra 0 til ca. 11 m u.t., 2 ved GI-A og 7 ved klyngefeltet. Placeringen af kernernerne i de to felter kan ses i Figur 5. GI-A 1,0 K5 GI-B,C,D K10 0,75 GI-D K3 K2 0,5 0,25 GI-A K6B K6 40 K1 K4 K9 K8 GI-B 0,25 0,5 0,75 K11 K12 K7 GI-C K13 N 7,8 m 1,5 m GI-A GI-B,C,D Figur 5: Placeringen af kernerne i de to felter.

10 Excavation Ckay till with many fractures Redox boundary Core sampling depth?? Clay till with few fractures Sand saturated zone Clay till with few fractures Figur 6: Den vertikale forureningsfordeling på Vadsbyvej (Orbicon, 2008) (v), samt injektionsdybderne for både single og klynge Geoprobeinjektionerne (h).

11 3.2 Hydraulisk frakturering I Figur 7 ses den vertikale forureningsfordeling på Vadsbyvej. De hydrauliske fraktureringer og de efterfølgende injektionsaktiviteter er designet således at de nødvendige informationer indhentes for at dokumentere de opstillede formål (2.2 Hydraulisk frakturering) samt i overensstemmelse med den vertikale forureningsfordeling på Vadsbyvej, så den indhentede information kan benyttes i det videre design af en afværge på lokaliteten. Følgende aktiviteter er udført på lokaliteten i forbindelse med den hydrauliske frakturering på lokaliteten: 1. Hydraulisk frakturering i én boring (F-A, se Figur 7) i 4 tætte dybder: 6,25, 6,5, 6,75 og 7 m u.t. (20. og 21. november 2008). 2. Hydraulisk frakturering i tre boringer (F-B, -C og D, se Figur 7) henholdsvis 3 (10. november 2008), 6,5 og 9,5 m u.t (12. november 2008). 3. Landhævningen under og efter fraktureringen blev målt med en totalstation. 4. Udtagning af 14 kerner ved frakturboring HF-A, HF-C og HF-D. Frakturerne er fyldt med farvet sand (epoxy-coated sand granules) i forskellige farver, for at kunne genkende de specifikke frakturer. Farverne på de forskellige frakturer kan ses i Figur 7. COWI udtog kerner med Geoprobe i 4 cm 1,2 m klare plasticrør. Brøker udtog 2 m kerne af gangen med en diameter på ca. 6 cm med vibrosonisk udstyr i tagrender. Ejlskov udtog kerner med Geoprobe i 6 cm 1,2 m lange klare plasticrør. I Tabel 1 kan en oversigt over de udtagne kerner ses. I Figur 8 kan placeringen af kernerne ved frakturboringerne ses. Tabel 1: Oversigt over udtagne kerner i det hydrauliske frakturfelt samt boreentreprenør og tidspunkt. Kerne Udtaget af Dato Dybde (m u.t.) HF-K1 COWI 17/ HF-K2 COWI 19/ HF-K3 COWI 26/ HF-K4 Brøker 28/ ,6 HF-K5 COWI 27/ HF-K6 COWI 27/ HF-K7 Ejlskov 2/ ,2-8 HF-K8 Ejlskov 2/ ,2-8 HF-K9 Ejlskov 2/ ,2-8 HF-K10 Ejlskov 2/ ,2-8 HF-K11 Ejlskov 3/ ,2-8 HF-K12 Ejlskov 3/ ,2-8 HF-K13 Ejlskov 3/ ,2-8 HF-K14 Ejlskov 3/ ,2-8

12 Ckay till with many fractures Redox boundary Excavation Clay till with few fractures Sand saturated zone Clay till with few fractures Figur 7: Den vertikale forureningefordeling på Vadsbyvej (Orbicon, 2008) (h). (v) dybderne hvor der er udført hydraulisk frakturering.

13 HF D (9,5 m u.t.) K3 N K1 HF- D 0,5 1,0 1,5 Vadsbyvej 2,0 2,5 14,35 m N HF-D 7 m HF C (6,5 m u.t.) HF-C 7 m HF-B HF-A K6 7 m K14 HF-C K12 0,5 K7 1,0 K5 1,5 K2 2,0 2,5 HF D (3 m u.t.) HF A (multi) K4 K8 HF- D 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Figur 8: Placering af udtagne kerner ved forskellige hydrauliske frakturboringer. 3.3 Kerneprøvetagning og analyser Kernerne er efter udtagelse opbevaret mørkt ved 10 C. Opbevaringstiden inden analyse er hold så kort som muligt. Kernerne er analyseret én af gangen. Kernerne er delt på langs og den ene halvdel er undersøgt for tilstedeværelse af sporstoffer under UV-lys. Alle områder indeholdende sporstof er fotograferet under UV-lys samt i dagslys. Efterfølgende er den geologiske sammensætning af kernen beskrevet. Afslutningsvis er der fra den anden kernehalvdel udtaget jordprøver fra de fluorescerende områder til koncentrationsbestemmelse af sporstofferne fluorescein og rhodamin WT. Disse prøver er opbevaret i roterkasse ved 10 C i minimum ét døgn K11 K9 HF-A 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 K13 K10

14 inden analyse. Koncentrationerne af fluorescein og Rhodamine WT er målt på et fluorometer. Der er udtaget prøver til beregning af massebalance samt adskillige diffusionsprofiler i forskellige dybder for at undersøge sporstoftransporten i og omkring sprækkerne. 4 Foreløbige resultater I det følgende vil resultaterne der er behandlet indtil 10. december 2008 blive præsenteret, og en foreløbig vurdering af resultaterne vil blive lavet på denne baggrund. Der tages forbehold for at vurderingerne kan ændres i den endelige afrapportering, når udgravningerne er lavet, og al data er behandlet. 4.1 Geoprobe injektion I Figur 9 ses en optegning af, hvor der er fundet sporstof i kernerne, der er udtaget rundt om injektionspunktet. Resultaterne viser, at sporstofferne spredes/udbredes i flere dybder, end der er injiceret i, i det øverste injektionsinterval (2,5-3,5 m u.t.). Grunden til denne store spredning kan forklares med at injektionen er lavet over redoxgrænsen, hvor der naturligt findes mange naturlige sprækker (horisontal såvel som vertikale), hvor sporstoffet kan spredes. Det er endvidere muligt at sprede sporstofferne i mere end 1 meters afstand fra injektionspunktet. I 6-7 m u.t. genfindes alle injektionspunkterne i 2 kerneboringer (GI-K3 og GI-K1) med en afstand på 0,5 meters til injektionspunktet. Sprækkerne er ikke fundet i forbindelse med naturlige sprækker, hvilket indikerer, at sprækkerne er lavet ved injektionen. I GI-K1 findes der sporstof i flere dybder end der er injiceret i, hvilket kan tyde på at de opstartede sprækker deler sig naturligt eksisterende sprækker eller lag med højere permeabilitet. Flere af injektionsdybderne genfindes endvidere i en afstand på mere end 1 meter fra injektionsboringen. Ved at betragte de fundne koncentrationer af sporstof i GI-K3, ses det, at der findes stort set samme koncentrationsniveau i 3 af 4 dybder (40 mg/kg Rhodamine WT og 100 mg/kg fluoroscein). Det ses, at fluorosceinen er diffunderet ind i ler matricen, på billedet at kernen under UV-lys. Der findes kun få kerner der dækker det dybeste injektionsinterval (8,5 til 9,5 m u.t.). Dette skyldes at der i ca. 8 m u.t. var et sandlag (sandsynligvis smeltevandssand fra en mellemistid, hvor den underste moræne er aflejret under en tidligere istid og den øverste moræne er aflejret under den sidste sitid). Da Geoprobeboreriggen udtager kernerne uden stempel, var det ikke muligt at komme forbi sandlaget i alle kernerne. I de kerner der er udtaget, er der fundet sporstof i én dybde helt ude i 1 meters afstand fra injektionsboringen. I 0,5 meters afstand er flere dybder med sporstof identificeret. I kernerne fra 7-8,5 m u.t. er der fundet flere dybder indeholdende sporstof. Hvis hypotesen om, at der findes to morænebænke på lokaliteten holder, kan den underste morænebænk kan være mere opsprækket i toppen lige under sandlaget. Dette kan

15 være med til at øge spredningen af sporstof både opad mod sandlaget, samt forklare hvorfor der findes sporstof dybere, end der er injiceret. m b.s. K2 GI-A K6 K3 K1 K5 K N 7,8 m 1,5 m GI-A GI-B,C,D Sporstof i sprække (<10 cm) Diffust sporstofområde (>10 cm) Figur 9: Fordelingen af sporstof i kernerne udtaget ved GI-A (h). (v) viser et injektionsinterval fotograferet under UV-lys samt de målte sporstofkoncentrationer i intervallet. I Figur 10 ses fordelingen af sporstof i kernerne udtaget i geoprobe klyngefeltet. Der er en god spredning af sporstof i det øverste injektionsinterval. Der er endda fundet sporstof i flere dybder fra 1-3,5 m i GI-K8 og GI-K9, hvor der ikke er injiceret. Hvis det er spredning via naturlige sprækkesystemer tyder det på, at der er en transport radius på mere end 2 m. Dog kan spredningen også skyldes opskydning ved injektion i dybere intervaller. I de dybere injektionsinterval er det muligt at genfinde stort set alle injektionspunkter i flere boringer helt ud i en afstand på 1 m. Der synes at være en tendens til at der er flere injektionsintervaller i større afstand til injektionspunktet ved injektionen i 10 cm interval (GI-K8 og GI-K9 i forhold til GI-K13). I kernerne der kan være påvirket af sporstof fra flere injektionspunkter (GI-K12, GI-K11 og GI-K7) synes der at en god fordeling af sporstof over dybden. Ud fra det tilgængelige data er det ikke muligt at afgrænse radius for spredningen af sporstoffet omkring injektionsboringen i injektionsintervallerne. For at afgrænse denne er det nødvendigt at udtage flere kerneprøver.

16 m b.s. 0 K9 K8 K12 K11 K7 K K12 K7 K13 K9 K8 GI-B K11 GI-C Sporstof i sprække (<10 cm) N 7,8 m Diffust sporstofområde (>10 cm) 1,5 m GI-A GI-B,C,D Figur 10: Fordelingen af sporstof i kernerne udtaget ved injektionspunkt GI-B og GI-C. 4.2 Hydraulisk frakturering Landhævningen under og efter fraktureringen blev målt med en totalstation til måling af koordinater og koter. Totalstationen blev placeret ca. 10 meter fra fraktureringsboringen. Den specifikke afstand til fraktureringsboringen blev dog ikke målt, da totalstationen selv skulle lagre denne information. Det blev dog senere erfaret at dette ikke var tilfældet, hvorfor kun den relative vinkelændring ved fraktureringen er målt. I den endelige rapport vil dette bliver omregnet til afstande Fraktur i 3 m u.t. Der er ikke udtaget kerner ved fraktureringen udført i 3 m u.t., da denne bliver udgravet i starten af Ved at betragte hævningsdata fra fraktureringen (Figur 11) forventes frakturen at have en sydvestlig gående retning, hvor den gradvist går mod overfladen og er tættest på overfladen, hvor landhævningen er størst. Under fraktureringen blev landhævningen

17 mellem A2 og C2 (markeret på Figur 11) målt til max. 1,6 cm med en nivelleringsinstrument (David White 3100). Dette vurderes ud fra at landhævningen er størst i sydvestlig retning. For at undersøge om dette er tilfældet, vil det blive udført håndboringer i området inden udgravningen starter, så denne bliver placeret korrekt i forhold til udbredelsen. Relativ vinkelændring 3 m 3 m 0-10 min min min min min min min N Placering af Teolit Figur 11: Hævningsdata under (0-33 min) og efter fraktureringen i 3 m u.t Fraktur i 6,5 m u.t. Ved at betragte hævningsdata fra fraktureringen i 6,5 m u.t. forventes denne at have en udbredelse mod syd, hvor den tilsvarende går gradvist mod overfladen.

18 Relativ vinkelændring 0-5 min 5-10 min min N min min min min Figur 12: Målte landhævninger under fraktureringen i 6,5 m u.t. (0-26 min) og efter fraktureringen var afsluttet. Der er udtaget 6 kerner ved frakturboringen i 6,5 m. placeringen af kernerne er baseret på landhævningsdata. Der er fundet fraktursand i 1 kerneboring (HF-K7, 6.7 m.u.t.). Fraktursandet er fundet lidt dybere end det er injiceret, hvilket tyder på, at frakturen ikke er søgt mod i overfladen i 0,75 m syd for boringen, som det umiddelbart ville forventes ud fra landhævningsdata. I 5 kerneboringer blev der ikke fundet fraktursand (HF-K2, HF-K5, HF-K6, HF-K12 og HF-K14). Til gengæld blev der fundet sporstof i disse boringer (dybderne kan ses i Tabel 2), hvilket kan forklares ved at der er dannet en sprække, der går længere ud, end fraktursandet er nået til. I kerne HF-K14 er der fundet tracer over redoxgrænsen, hvilket kan indikere at der er kontakt hertil. Denne kontakt kan enten være via naturlige vertikale sprækker, eller ved at den skabte fraktur har kontakt hertil. I Figur 13 ses en skitse over den forventede udbredelse af frakturen i 6,5 m u.t. Dog bør det tages i betragtning, at der i grundlaget for denne kun er set fraktursand i en enkelt kerneboring. Tabel 2: Dybder hvor der blev fundet tracer. Kerne Dybde (m u.t.) HF-K2 7 HF-K5 6,8 HF-K6 7,3 HF-K12 6,9 HF-K14 2,1-2,4; 3

19 HF C (6,5 m u.t.) N Figur 13: Den formodede udbredelse af frakturen i 6,5 m u.t. (mørkerødt område). Det lyse røde område markerer, hvor sporstoffet er transporteret til Fraktur i 9,5 m u.t. Der ses umiddelbart ikke nogen landhævning. I de sidste minutter af fraktureringen i 9,5 m u.t. blev der observeret opskydning til overfladen (Figur 14). Opskydningen blev observeret i en afstand på ca. 1,5 meter fra fraktureringsboringen, og den var ca. 2 meter lang i nordlig retning. Ved bortgravning af det øverste lag, blev der kun fundet fraktursand over ca. 0,75 m af den i alt 2 m lange sprække i overfladen. K3 (h) Billeder Observeret sprække i jordoverfladen (v) N K1 HF- D 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Figur 14: (top) Fraktureringsfeltet ved 9,5 m u.t. fraktureringen, med opskydningen indtegnet. (v) sprække dannet i sidste minutter af fraktureringen i 9,5 m u.t. i en afstand på ca. 1,5 m fra fraktureringsboringen. (h) Opskydning af fraktursand og formationssand i de sidste minutter af fraktureringen i 9,5 m u.t. i en afstand på ca. 2 m til fraktureringsboringen.

20 Der er udtaget 2 kerner ved frakturboringen for at undersøge, hvorfor frakturen søgte mod overfladen. Der blev ikke fundet nogen grund til, at opskydningen var sket på baggrund af geologien i boringen. Det vurderes at frakturen i 9,5 m u.t. går direkte mod overfladen i nordlig retning (Figur 15). Årsagen til dette kendes ikke. Det vil være anvendeligt at få kendskab til jordens horisontale og vertikale stressforhold for bedre at vurdere, hvorfor opskydningen er sket. Fraktur Frakturboring Terræn Figur 15: Konceptuel model af frakturen i 9,5 m u.t. set fra vest Multi fraktur Landhævningsdata tyder på, at frakturen i 6,25 m u.t. er gået direkte mod overfladen. Frakturen er sandsynligvis bøjet af over redoxgrænsen, da der ikke er observeret nogen opskydning til overfladen. Hvis dette betragtes i forhold til de udtagne kerner, er der kun fundet grønt fraktursand i en boring (Figur 16). Dybden (~7 m u.t.) og den meget vertikale orientering af sprækken indikerer, at sprækken er gået nedad mod sydøst.

21 Figur 16: HF-K10 fra 6,93 m til 7,05 m. Den grønne sprække ses som en vertikal lilla sprække gennem kernen. Ud fra landhævningen forventes frakturen i 6,5 m at gå mod overfladen i nordvestlig retning. Det forventes ikke at udbredelsen er særlig stor, da der ikke er fundet rødt fraktursand i nogen af kerneboringerne. Landhævningen under fraktureringen i 6,75 m u.t. indikerer, at frakturen er gået gradvist mod overfladen i nordvestlig retning. Tilsvarende ses for fraktureringen i 7 m u.t. Ved at betragte resultaterne fra kerneprøvetagningen passer dette med at frakturen i 6,75 m u.t. og 7 m u.t. er gået sammen i en fraktur. Dog har frakturen i 6,75 m u.t. ikke samme udbredelse som frakturen i 7 m u.t. I Tabel 3 ses dybderne, hvor frakturerne er fundet. Tabel 3: Afstand og dybde hvor de forskellige frakturer er fundet. Fraktur Kerne Afstand til Dybde (m u.t.) frakturboring (m) Grøn HF-K10 1,5 7 Rød Hvid HF-K10 1,5 5,5 HF-K9 0,75 7 Gul HF-K9 0,75 7 HF-K8 1 7 HF-K4 1,75 6 HF-K13 0,5 6,5 I Figur 17 ses en skitse over den forventede horisontale udbredelse af de 3 frakturer der er fundet i kerneboringerne. For at afgrænse frakturerne og udbredelsen af sporstoffer er det nødvendigt at udtage flere kerner i multifrakturfeltet.

22 ? HF-A Figur 17: Konceptuel model af den forventede udbredelse af frakturerne omkring multifrakturen. 5 Foreløbige konklusioner Geoprobeinjektion: Resultaterne fra Geoprobeinjektionerne ser lovende ud. Det er muligt at sprede sporstof ud til minimum 1 meters afstand i flere dybder end der injiceres i ved injektion over redoxgrænsen. Under redoxgrænsen genfindes stort set alle injektionspunkter i en afstand på 0,5 m og flere af punkterne genfindes også 1 meters afstand. Ved injektion med interval på 10 cm i 6-7 m u.t. genfindes stort set alle injektionspunkter i en afstand på 1 m. Der synes at være en større vertikal fordeling af sporstof ved injektion med 10 cm interval frem for 25 cm interval. Det er ikke muligt at afgrænse den horisontale spredning af sporstof omkring injektionsboringerne. Hydraulisk frakturering Det forventes ud fra landhævningen under fraktureringen.at frakturen i 3 m u.t. har en sydvestlig udbredelse. Frakturen har en hældning mod overfladen i sydvestlig retning. Udbredelsen af frakturen i 6,5 m u.t. forventes at have en oval form (nord syd). Det synes at være dannet en sprække, der har en større udbredelse end selve den sandfyldte fraktur. Det var ikke muligt at lave en horisontal hydraulisk fraktur i 9,5 m u.t. Det var muligt at lave 4 frakturer fra en boring. Udbredelsen af frakturerne er dog ikke som forventet. Alle frakturerne synes at have en oval facon. Sprækketykkelse varierende fra 1-3 fraktursandkorn, svarende til max. 4 mm. Der findes ikke direkte nogen sammenhæng mellem landhævningsdata og observationerne fra kerneboringerne.

23 Frakturerne synes at være centreret bedre omkring frakturboringerne end landhævningsmålingerne indikerede. 6 Fortsat arbejde Følgende arbejde vil blive udført: Boring filtersat i det sekundære sandmagasin for at sikre at sporstofferne ikke er spredt uden for det ønskede område. Denne kunne med fordel udføres som en geoteknisk boring, inklusiv måling af stressforhold. Stressforholdene er afgørende for, hvordan de hydrauliske frakturer vil sprede sig i sedimentet, hvorfor de vil være anvendelige at benyttet i analysen af spredning af de hydrauliske frakturer. Hvis stressforholdene ønskes målt skal denne udføres før udgravningen opstartes, da denne vil ændre på stress forholdene i området. Udgravning til ca. 5 m af Geoprobe klyngefelt og hydraulisk fraktur i 3,5 m u.t. u.t. Ved denne udgravning bliver det naturlige sprækkesystem på lokaliteten analyseret. Endvidere bliver der udført flere geotekniske undersøgelser i forbindelse med arbejdet. Udgravning vil finde sted i uge 3 og Ud fra dataanalysen er det nødvendigt at udtage flere kerner i både Geoprobefeltet (4 ved enkelt injektionen og 4 ved klyngefeltet) og ved den hydrauliske multi fraktur (2 kerner) (HF-A). I Geoprobefelterne vil der være fokus på at indhente information fra det dybeste injektionsinterval, samt at afgrænse den horisontale transportradius. Ved den hydrauliske multi fraktur ønskes den horisontale transport radius tilsvarende afgrænset. Endvidere ønskes frakturudbredelsen tæt på frakturboringen undersøgt. Detaljeret dataanalyse og afrapportering til Region Hovedstaden, april Referencer /1/ Københavns Amt. Pneumatisk Frakturering Dokumentation af pilotforsøg Vasbyvej 16A, Hedehusene. Februar NIRAS. /2/ Region Hovedstaden, Skitseprojekt, Vadsbyvej 16A, Taastrup, Juni 2008, Orbicon /3/ Christiansen et al. (2008): Characterization and Quantification of Pneumatic Fracturing Effects at a Clay Till Site. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, /4/ Miljøstyrelsen. Oprensning af klorerede opløsningsmidler i moræneler med stimuleret reduktiv deklorering. Lok. Nr , Rugårdsvej , 5210 Odense NV. Pilotforsøg Hovedrapport. November COWI, DTU Miljø, Geosyntec Consultants og Region Syddanmark. /5/ Miljøkontrollen. Test af reduktiv dechlorering som afværgeteknologi, Gammel Kongevej 39. Januar Hedeselskabet.