Cím:

A regionális pórusnyomásviszonyok jelentősége a termálvíz feltárásában és a készletek megújulásában

Significance of Regional Pressure Conditions in Thermal Water Exploration and the Rejuvenation of Geothermal Resources

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Mádlné Szőnyi Judit

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

PhD, Eötvös Loránd Tudományegyetem Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék, Budapest

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

szjudit@ludens.elte.hu
 
Összefoglalás
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Hazánkban megfigyelhető a felszín alatti fluidumokkal és hasznosításukkal foglalkozó jogszabályok összehangolatlansága. A Pannon-medencében a vízfogó és vízvezető képződmények összefüggő rendszerében a termálvíztározó a vízfogókon és szerkezeti elemeken keresztül kölcsönhatásban áll az ivóvíztermelésre használt rétegekkel és a medence szénhidrogén-rezervoárjaival is. A tanulmány rámutat arra, hogy a rezervoármérnöki megközelítés mellett szükség van a medence különböző fluidumai hidraulikai összefüggéseinek megértésére ahhoz, hogy összehangoljuk a hasznosításukat. Ebben segíthet a regionális nyomásviszonyok megértése, amelyet a tanulmány a termálvíz feltárása és a készletek megújulása szempontjából értékel.
 
Abstract
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

The legislation for underground fluids of Hungary is diverse and not harmonized. In the aquifer and aquitard systems of the Pannonian basin the thermal water reservoirs are connected through aquitards and tectonic elements to ‘drinking water’ and hydrocarbon reservoirs. The study reveals the necessity of understanding the hydraulic interrelationships of the basin simultaneously with the existing reservoir-engineering approach, to plan the aligned utilization of different fluids. For this purpose we propose the approach of regional pressure conditions which is discussed from perspective of thermal water exploration and rejuvenation of the fluid.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Kulcsszavak: geotermia, folyadékpotenciál, regionális nyomásviszonyok, kockázat, jogi szabályozás
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Keywords: geothermics, fluid potential, regional pressure regime, risk, legislation
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

DOI: 10.1556/2065.180.2019.12.6
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

 
Bevezetés, problémafelvetés
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Amikor geotermikus kutatásba kezdünk egy-egy területen, először a természetes geotermikus rendszer (Dickson–Fanelli, 2013) elemeit kell számba vennünk, ezek a hő, a megfelelő tározókőzet (rezervoár) és a fluidum jelenléte. Ezek felmérése és ezek alapján a geotermikus potenciál értékelése segít megtalálni a geotermikus energia feltárására és kiaknázására leginkább megfelelő technológiát. Mára a rendszer valamely elemének hiányában annak mesterséges pótlása is lehetséges (például Enhanced Geothermal Systems). A geotermikus potenciál értékelése során – a mai gyakorlat alapján – feltételezik, hogy megfelelő vízvezető képességű vagy permeabilitású tározókőzet (például homokkő vagy mészkő) esetén a geotermikus fluidum is rendelkezésre áll.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Gondot okozhat, ha az alkalmazott koncepcionális modellünk és a „készletek működése” nincs összhangban (Lovekin, 1998). A geotermiában használatos, előzőekben vázolt modell a litológia alapján feltételezi elegendő pórusfluidum rendelkezésre állását, azonban nem számol azzal, hogy a vizsgált rezervoár hidro­geológiai környezete és a terület fejlődéstörténete is befolyásolhatja azt. S bár kis valószínűséggel, de előfordulhat olyan helyzet, hogy egy előzetesen minden tekintetben (a rezervoár porozitása, permeabilitása és a várható hőmérséklet, magas geotermikus gradiens szempontjából) kiváló potenciálú helyen sem lesz sikeres a termálvízfeltárás. Maga a fogalom, a „termálvíztározó” kifejezés is megtévesztő abban az értelemben, hogy belőle a víz lokalizált (elkülönült) víztározóban való jelenlétére asszociálhatunk.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Feltehetjük a kérdést, hogy a jelenleg használt modellünk valóban leképezi-e a „készletek működését”? Több évtizede tudjuk, hogy üledékes medencékben, így a Pannon-medencében is, hidraulikailag összefüggő víztartó és vízfogó képződmények rendszerével számolhatunk. Ezekben a termálvíztározó nem kezelhető elkülönült egységként, ugyanis az a vízfogókon és szerkezeti elemeken keresztül kölcsönhatásban áll az ivóvíztermelésre használt rezervoárokkal és a medence szénhidrogénrendszereivel is.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A föntiekből adódó problémák igen sokrétűek, amelyek az érvényben lévő törvényi szabályozásban is tükröződnek, a végrehajtásában pedig gondot okoznak. Az 1993. évi XLVIII. törvény a bányászatról mesterséges, 2500 m-es mélységhatárral választja el az alatta elhelyezkedő zárt geotermikus rendszereket és a fölötte lévő nyitott tározókat. A zárt rendszerben, kizárólag energetikai célra használt termálvíz visszasajtolása a törvény szerint kötelező, de ez csak a zárt tározókra vonatkozik. Megfigyelhető a felszín alatti vizekkel foglalkozó jogszabályok, valamint a geotermikus és szénhidrogén-koncesszióra vonatkozó törvények összehangolatlansága is, amire számos példát lehetne felsorolni. Megállapíthatjuk, hogy a Pannon-medencére vonatkozóan a csapadékból pótlódó1 (nyitott) és nem pótlódó2 (zárt) készletek tudományos értelmű elkülönítése medenceszinten és hidraulikai értelemben még nem történt meg.
 
Megközelítés, célok
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Következésképpen a lokális, ún. rezervoármérnöki közelítés mellett – amely a tározó termelése szempontjából nélkülözhetetlen – szükség van a felszín alatti régió fluidumai (felszín alatti víz – ivóvíz vagy termálvíz –, olaj, gáz) hidraulikai összefüggéseinek megértésére is ahhoz, hogy azok hasznosítását összehangoljuk. Ez pedig a lokális megközelítéstől fogalmi használatában és értelmezésében is elkülönülő, medenceléptékű közelítést igényel. Ebben kíván elmozdulást elérni az a Horizon 2020 projekt (ENeRAG, Excellency Network Building for Comprehensive Research and Assessment of Geofluids), mely 2018-ban indult az Eötvös Loránd Tudományegyetem konzorciumvezetésével a Milánói Egyetem és a Finn Földtani Intézet közreműködésével, és amely a témában együttműködést kezdeményez a Magyar Bányászati és Földtani Szolgálat, az Országos Vízügyi Felügyelet, a Budapest Gyógyfürdői és Hévizei Zrt., valamint geotermikus cégek bevonásával.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A medenceléptékű megközelítés igényli a „természetes geotermikus rendszer” előzőekben vázolt elemeinek medenceméretekben való megértését, kiegészítve azt a hidraulikai, azaz a víztartó és a vízfogó rétegek között fennálló összefüggések megismerésével. Jelen tanulmányban ezek közül csak a fluidumpotenciál-tér3, ezen belül is a regionális pórusnyomásviszonyok jelentőségével és értelmezésével foglalkozom. Tanulmányomban ennek értékelési módszereit mutatom be. Az elvek alkalmazásának lehetséges gyakorlatát is tárgyalom egy értékelési séma formájában, mely a geotermikus készletek megújulásával és az injektálás hidraulikai lehetőségeivel foglalkozik. Az elveket a Budai-termálkarszt és a Gödöllői-dombság tágabb környezete példáján szemléltetem.
 
Nyomásrezsimek és a fluidumpotenciál-tér medenceléptékű hidraulikai értékelése
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A medenceléptékű hidraulikai megközelítés módszertanát Tóth József (2009) könyve részletesen tárgyalja. Az elemzés alapját a kutak létesítéskori dokumentációi adják (kútadatok, kútkönyvek, víz- és hévízföldtani naplók: Egységes Országos Vetület (EOV) koordináták, a hidraulikai/nyomásmérési hely tengerszint feletti magassága, a hidraulikus emelkedési magasság, pórusnyomás, a kútban megnyitott szakasz teteje és alja, valamint ezek tengerszint feletti magassága). A medenceléptékű hidraulikai elemzés során a hidraulikus folytonosság elvét használjuk, amely a teljes vizsgált területet − a felszíntől a medence aljáig, beleértve a víztartókat és vízfogókat − egységesen kezeli és értékeli (Tóth, 1995; Tóth, 2009). A kutakban mért hidraulikus emelkedési magasság és pórusnyomás adatai alapján a folyadékpotenciál-teret vizsgáljuk.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Az alkalmazott módszerek közül ebben a tanulmányban csak a vertikális nyomásprofilt és a potenciáltérképet említem. A nyomás–eleváció/tengerszint feletti magasság, azaz a p(z) profilokat néhány 10 km2-en belül található, különböző szintre szűrőzött kutak pórusnyomására (vagy nyugalmi vízszintből4 számolt pórusnyomására) vonatkozó adatokból szerkesztjük (1. ábra). Ezekből a fluidumáramlás vertikális komponensének nagyságára, irányára, valamint az adott szintben várható hidrosztatikus nyomástól való eltérés mértékére következtethetünk. Hidrosztatikus nyomásviszonyok fennállása esetén a függőlegesen lefelé irányuló nyomásnövekedés mértékét kifejező vertikális nyomásgradiens, γ = 9,81 kPa/m. A vertikális nyomásgradiens a pórusfolyadék sűrűsége függvényében eltérő lehet, ezért a medenceléptékű értékeléshez egy viszonyító gradienst alkalmazunk. Jelen esetben a viszonyító gradiens: az édesvíz fajsúlya alapjánst). Ekkor nincs vertikális folyadékáramlás, ugyanis az elemi folyadékrészecskére ható gravitációs erő és a hajtóerő vertikális komponense kiegyenlítik egymást. Hidrodinamikai állapotban a hajtóerő a rendszert kimozdítja egyensúlyi állapotából, ennek következtében vertikális irányú áramlási komponens is generálódik, így a vertikális gradiens dinamikussá válik (γdyn). Utánpótlódási területeken γdyn < γst, azaz a nyomásgradiens szubhidrosztatikus, ami lefelé történő vertikális áramlást jelez. Kiáramlási területeken γdyn > γst, ami feláramlásra utal, ez esetben a γdyn szuperhidrosztatikus. A középvonal- (átáramlási) területeken a vertikális nyomásgradiens hidrosztatikus, γdyn = γst, azaz, bár a folyadékáramlásnak nincs vertikális komponense, laterális folyadékáramlás lehetséges. A szaturált pórusfolyadék-sűrűségtől eltekintve a mért adatokból levezetett gradiensvonal lefutása és értéke a környező kőzetváztól is függ. Az adatok értékeléséből levezetett nyomásgradiensben látható éles változások rendszerint a kőzetek hidraulikus vezetőképességének megváltozását is tükrözik (Czauner–Mádl-Szőnyi, 2013).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A kutakban mért hidraulikus emelkedési magasság és nyomásértékek alapján nemcsak a nyomásgradiens határozható meg, de a felszín alatti nyomásrezsim is, amely lehet túlnyomásos (szuperhidrosztatikus), hidrosztatikus vagy alulnyomásos (szubhidrosztatikus). A hidrodinamikai analízis során az alulnyomás (–Δp) és a túlnyomás (+Δp) mértéke a dinamikus nyomáseltéréssel fejezhető ki, ami az adott eleváción várható nominális vagy statikus nyomás (pnom) és a dinamikus vagy valós nyomás (preal) különbsége (Tóth, 2009). A folyadékpotenciál-tér anomáliái rendszerint földtani folyamatokra vezethetők vissza.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

1. ábra. A nyomás–tengerszint feletti magasság profil p(z) kiegészítve a hidrosztatikus (1000 kg/m3 sűrűségű vízre vonatkoztatott) és a litosztatikus nyomást reprezentáló vonalakkal. A hidrosztatikus vertikális nyomásgradiens vízszintes áramlásra utal vertikális komponens nélkül; a szuperhidrosztatikus vertikális nyomásgradiens vertikális feláramlást, míg a szubhidrosztatikus vertikális nyomásgradiens vertikális leáramlást jelez. A szuper- (+Δp) és a szubhidrosztatikus (–Δp) nyomáseltérés a folyadékpotenciál anomáliáit jelzi (mBf: a Balti-tenger szintjétől mért magasság)
(Az ábrák a szerző szerkesztései)
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A folyadékpotenciál-térkép (potenciáltérkép) a hidraulikus emelkedési magasság egy adott elevációtartományba eső értékeinek (vízszintes, X-Y síkban történő) kontúrozásával állítható elő. E térképeket a tengerszint feletti magasság egymásra következő intervallumaira szerkesztjük (a kutak szűrőközépértékei mint a mérési pontok eleváció szerinti eloszlása alapján). Az ekvipotenciálok mentén a folyadékpotenciál (hidraulikus emelkedési magasság) értéke állandó. A vízszintes hajtóerő első közelítésben (homogén, izotrop közeg esetében) merőleges az ekvipotenciálokra. A földtani heterogenitások – mint már utaltam rá – anomáliát okoznak a folyadékpotenciál-térben, így hidraulikai hatásuk az okozott anomália alapján értékelhető. Az egymás után következő térképek összehasonlításával a vertikális áramlási komponensekre is következtethetünk.
 
Földtani környezet és nyomásrezsimek
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A nyomásrezsim nem egy pontban mért nyomást jelent, hanem egy nagyobb medencerészre jellemző karakterisztikus nyomást. A különböző nyomásrezsimek szisztematikus eloszlást mutatnak az üledékes medencékben5 (Deming, 2002). Normál vagy hidrosztatikus nyomásrezsim a kontinenseken található üledékes medencékben fordul elő, amelyek kőzetvázát a csapadékból származó vizek részben (felszínközelben) vagy egészben már átjárták. Földtani és hidrogeológiai értelemben az ilyen területek vízáramlási rendszereiről feltételezhetjük, hogy időbeli változásuk medenceléptékben nem számottevő, emiatt ezeket kvázi stacionárius nyomásállapotok és vízáramlási viszonyok jellemzik.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Ezekben a medencékben hidraulikai kapcsolat áll fenn a vízfogók és a rezervoárok között. Erre utal, hogy a nyomásértékek a hidrosztatikus nyomás közelében vannak, és csak minimális nyomáseltérések figyelhetők meg a hidrosztatikus nyomáshoz viszonyítva. Amennyiben a nyomásgradiens szubhidrosztatikus, vertikális, azaz lefelé irányuló áramlást, míg a szuperhidrosztatikus vertikális nyomásgradiens felfelé irányuló áramlást jelez.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A túlnyomásos nyomásrezsim süllyedő medencékben fordul elő, elsődlegesen az üledékképződéssel járó kompakció hatására. Földtani értelemben a folyamatos üledékképződés tranziens viszonyokat idéz elő. Ugyanakkor egyéb folyamatok, például tektonikai kompresszió (a litoszféra és a benne található pórusfluidum tektonikai hatásra történő összenyomódása), akvatermális hatás (a pórusnyomás növekedése a hő hatására kitáguló pórusfolyadék miatt), konvekció (a folyadék hőmérséklet- vagy sűrűségkülönbsége miatt indukált áramlása következtében kialakuló túlnyomás vagy alulnyomás) is szerepet játszhatnak kialakulásában. A kontinenseken belül található medencék esetében, ha süllyedésük jelenleg is zajlik, akkor a medencék hidrosztatikus nyomással jellemezhető területei alatt is előfordul. Ez a helyzet a Pannon-medencében is.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Ezeket a medencéket fölülről, a normál nyomásrezsim felől „zárt” hidraulikai helyzet és szuperhidrosztatikus (+Δp) nyomáseltérés jellemzi. A kapcsolat a felső hidrosztatikus és az alsó túlnyomásos rezsim között egyirányú, azaz a túlnyomás disszipációja révén felszabaduló folyadék bekerülhet a normál nyomásrezsimű régióba. Fordítva ugyanakkor ez nem lehetséges.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Emelkedő területeken az erózió csökkenti a porózus közegre nehezedő tömeget, így alulnyomásos rezsim alakulhat ki (Ingebritsen et al., 2006). Ez olyan földtani helyzetben következhet be leginkább, ahol a víztartót vastag, kis permeabilitású fedő borítja. A kis permeabilitású fedő részleges lepusztulásának hatására a víztartó kőzetvázának relaxációja következik be, viszont az alacsony permeabilitás miatt a fedőrétegen át történő utánpótlódás mértéke földtani időskálán nem tart lépést a víztartó fluidum befogadóképességének növekedésével. A hőkonvekció is okozhat alulnyomást. Ezek mindegyike geológiai értelemben tranziens folyamat.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Alulnyomásos esetben a nyomásértékek számottevően alacsonyabbak a hidrosztatikus nyomás alapján várható értékeknél. Az alulnyomás mértékét a szubhidrosztatikus nyomáseltéréssel (–Δp) jellemezhetjük. Ebben a helyzetben a fedett víztartó nyelőként funkcionál, vizet fogad be környezetéből.
 
A regionális nyomásrezsimek értelmezése a geotermikus készletek megújulása és a visszasajtolás szempontjából
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A normál vagy hidrosztatikus nyomásrezsim azt fejezi ki, hogy a kőzetvázban (a vízvezetőkön és vízfogókon keresztül) lehetséges a fluidum mozgása, ennek megfelelően a nyomás ki tud egyenlítődni. Ebből arra is következtethetünk, hogy a kőzetváz direkt kapcsolatban van a vízkörforgalommal, azaz első közelítésben megújuló készleteket tartalmaz. (A vízrészecskék tényleges kicserélődésének és az utánpótlódás módjának, mennyiségének meghatározásához azonban további módszerek, hidrológiai vizsgálatok, numerikus szimuláció, stabil és radioaktív izotópok alkalmazása szükséges.) Amennyiben a termelés az utánpótlódás mértékét nem haladja meg, a felszín alatti vízkészletek megújulása lehetséges. Ugyanakkor az utánpótlódásnál intenzívebb termelés már visszasajtolást igényel. A visszasajtolási nyomás mértéke a vertikális nyomásgradiensek ismeretében előzetesen tervezhető. Ha feláramlás vagy horizontális irányú áramlás zajlik, akkor kis nyomású besajtolás szükséges. Ezzel szemben lefelé történő vízáramlás esetén a víz energiabefektetés nélkül elnyelethető a kútban (2. ábra).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Abnormálisan magas pórusnyomás esetén a hidrosztatikus nyomáshoz képest számottevően nagyobb nyomás miatt a régió vízbefogadásra nem képes, ugyanakkor a túlnyomás lecsengése révén fluidumot adhat le kisebb nyomású környezete felé, azaz a fölötte található közel hidrosztatikus nyomású régióba. Ezekbe a túlnyomásos rendszerekbe tehát csapadékbeszivárgás nem lehetséges, így vízkészletük nem megújuló. Belőlük a pórusfluidum a rétegek rugalmas összenyomódása és a víz kitágulása révén szabadítható fel. A rugalmas tulajdonságok folyamatos kimerülése időben csökkenő térfogatú vízmennyiség kitermelését teszi lehetővé, ezért a termelés itt csak visszasajtolással lehetséges.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Az alulnyomásos rezsim a környezetéből fluidumbefogadásra képes, azaz injektálásra alkalmas, a folyadék elnyeletése hidraulikai értelemben ezekbe a rétegekbe energiabefektetés nélkül lehetséges. Ugyanakkor, mivel ezeknél az utánpótlódás geológiai időskálán korlátozott, ezért vízkészletük nem megújuló, mi több, ebből adódóan nem is termelhető.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Természetesen mind az injektálás, mind a termelés csak megfelelő permeabilitású vízvezető képződményekbe vagy rezervoárokba lehetséges, ezzel azonban itt nem foglalkozom bővebben.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

2. ábra. Értékelési séma a regionális nyomásviszonyok és a hidraulikai helyzet figyelembevételére a geotermikus készletek megújulása és a visszasajtolási lehetőségek szempontjából
 
A nyomásrezsimek értékelése a Budai-termálkarszt és Gödöllői-dombság tágabb környezetében
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A Budai-termálkarszt és a Gödöllői-dombság a Pannon-medence geotermikus szempontból kulcsfontosságú területe. Itt találhatók a budapesti meleg és langyos vizű források, amelyek a felszín alatti vízáramlások kiáramlási területei. E területen karbonátos (mészkő és dolomit) triász (HSG1 VV) és eocén víztartók (HSG2 VV-[VF]) jellemzőek, amelyek közepes/jó/kiváló vízvezető képességgel jellemezhetők (K = 10–6 – 10–3 m/s) (3. ábra).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Ezek a víztartók a Dunától Ny-ra a felszínen, DK felé egyre mélyebb helyzetben, dominánsan sziliciklasztos (agyagmárga, agyag, homok) képződmények alatt fedett állapotban találhatók (–2000 mBf-től egészen –3500 mBf-ig). A víztartók ÉNy–DK-i irányú szerkezeti elemekkel tagoltak, a területen belül kulcsfontosságú oldaleltolódási zóna a Balaton–Tóalmás-vonal. A víztartóban a hőmérsékleti viszonyok is többnyire kedvezőek, –1000 mBf alatt 30–130 °C közötti hőmérsékletértékekkel. A terület karbonátos víztartói tehát alkalmasak a hévízfeltárásra. Hagyományos megközelítéssel a vízadók hidraulikus vízvezető képessége és a hőmérsékletviszonyok alapján értékelhető a geotermikus feltárás lehetősége.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

3. ábra. Potenciometrikus térkép a (–1000 mBf alatti szűrőzésű) karbonátos víztartóba mélyült kutak h adataiból szerkesztve, a horizontális áramlási irány és a felszín alatti vízválasztók feltüntetésével
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A terület regionális hidraulikai feldolgozási eredményei Mádl-Szőnyi Judit és szerzőtársai (2019) tanulmányában olvashatók. A karbonátos víztartókra szerkesztett (–1000 mBf alatti szűrőzésű) kutak hidraulikus emelkedési magasság (h) adataiból szerkesztett potenciometrikus térképen a kutak által megnyitott víztartót is megjelenítettük (HSG1 vagy HSG2). A h értékek alapján kvázi normál potenciáleloszlású területeket (~120 m) és karakterisztikus anomáliákat (pozitív, h > 160 m és negatív, h < 80 m) is el tudtunk különíteni a potenciáltérben a Balaton–Tóalmás-vonal környezetében (3. ábra).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A p(z) profilok alapján Diósd (1) környezete normál hidrosztatikus nyomásrezsimmel és leáramlással, a Margit-sziget (2) környezete szintén hidrosztatikushoz közeli nyomásrezsimmel és feláramlással jellemezhető (4. ábra). Isaszegnél (3) a normál, leáramlással jellemezhető nyomásrezsim mellett már megjelenik a tényleges alulnyomás. A Balaton–Tóalmás-vonaltól D-re található Gomba (4) terület karbonátjai alulnyomással jellemezhetők. Ugyanakkor a turai (5) blokk túlnyomásos, míg Tóalmásnál (6) a túlnyomás és alulnyomás együttes jelenlétével számolhatunk, Nagykátán (7) normál-alulnyomásos a rezervoár. Mindezek, mint korábban bemutattuk, a hőmérséklet és a rezervoár paraméterei mellett szintén befolyásolják a geotermikus lehetőségeket a készletek termelhetősége (azaz utánpótlódása) és az injektálás szempontjából.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

4. ábra. A potenciáltérképből levezetett nyomásrezsimtérkép, amely a normál, hidrosztatikus, valamint a túlnyomásos és alulnyomásos medencerészeket jelzi, kiegészítve a p(z) profilok helyével és értelmezett nyomásrezsimével
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A regionális nyomásrezsim mint figyelembe nem vett kockázati tényező lehetséges jelentőségét egy, a területen felhagyott fúrásos geotermikus feltárás is megerősíti. Bár a kutatás felhagyásának valós oka pontosan nem ismert, a feltárás a minden szempontból perspektivikus gödöllői területen nem vezetett eredményre. Ugyanakkor a turai első geotermikus kiserőmű a nyomásrezsimek szempontjából is kedvező régióban létesült.
 
Összefoglalás, következtetések
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A geotermikus készletek hagyományos értékelése során a természetes geotermikus rendszer elemeit veszik számba, ugyanakkor nem számolnak azzal, hogy a fluidumok rendelkezésre állása még kiváló vízvezető képességű kőzet esetén sem garantált. E kockázati tényező kiküszöbölésére szolgál a regionális nyomásrezsimek értékelése, ami medencehidraulikai módszerekkel (potenciometrikus térképek és vertikális nyomásprofilok) történhet. A nyomásrezsimek lehatárolása révén információ nyerhető a normál, valamint a túlnyomásos, alulnyomásos régiók medencén belüli helyzetéből. Mi több, ez alapot ad egy előzetes értékelési séma kialakítására a geotermikus készletek megújulására és az injektálásra vonatkozóan. A bemutatott esettanulmány a nyomásrendszerek értékelését, geotermikus célú értelmezését és gyakorlati hasznosíthatóságát szemlélteti. A bemutatott medencehidraulikai megközelítés a jogi-szabályozási kérdések megvitatásához és hatékonyabb kezeléséhez is hozzájárulhat.
 
Köszönetnyilvánítás
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

A szerző köszönetét fejezi ki a MOL NyRt. (UX2315.39.78/95), NKFI/OTKA (101356) és az ENeRAG (810980) projektek támogatásáért, valamint a kutatásban közreműködő kollégáknak: Szkolnikovics-Simon Szilvia, Zentainé Czauner Brigitta, Iván Veronika, Tóth Ádám, Erőss Anita, Pulay Eszter, Kovácsné Bodor Petra, Sőreg Viktor, Boncz László, Havril Tímea és Szijártó Márk. Az utóbbi két kollégának köszönöm a kézirat alapos átolvasását.
 
Irodalom
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Czauner B. – Mádl-Szőnyi J. (2013): Regional Hydraulic Behavior of Structural Zones and Sedimentological Heterogeneities in an Overpressured Sedimentary Basin. Marine and Petroleum Geology, 48, 260–274. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2013.08.016

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Deming, D. (2002): Introduction to Hydrogeology. New York: McGraw-Hill

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Dickson, M. H. – Fanelli, M. (2013): Geothermal Energy: Utilization and Technology. Routledge

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Ingebritsen, S. E. – Sanford, W. E. – Neuzil, C. E. (2006): Groundwater in Geologic Processes. Cambridge University Press

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Lovekin, J. W. (1998): Sustainable Geothermal Power: The Life-cycle of a Geothermal Field. GRC Transactions, 22, 515–519. https://catalog.data.gov/dataset/sustainable-geothermal-power-the-life-cycle-of-a-geothermal-field

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Mádl-Szőnyi J. – Czauner B. – Iván V. et al. (2019): Confined Carbonates – Regional Scale Hydrau­lic Interaction or Isolation? Marine and Petroleum Geology, 107, 591–612. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2017.06.006, http://real.mtak.hu/80484/1/Madl_Szonyi_et_al_2017_confined_carbonates_u.pdf

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Tóth J. (1995): Hydraulic Continuity in Large Sedimentary Basins. Hydrogeology Journal, 3, 4, 4–16. DOI: 10.1007/s100400050250

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépjen be!

Tóth J. (2009): Gravitational Systems of Groundwater Flow: Theory, Evaluation, Utilization. Cambridge University Press
1 Csapadék beszivárgása útján a készletek pótlódása lehetséges.
2 E készletek a kőzetváz és a fluidum rugalmas tulajdonságai révén termelhetők ki. Pótlódásuk a csapadékból nem lehetséges.
3 A folyadékpotenciál a felszín alatti fluidum egységnyi tömegre eső összes mechanikai energiáját fejezi ki. Jelentősége, hogy eloszlása meghatározza a felszín alatti fluidumokra ható hajtóerőteret. A fluidumok a nagyobb potenciálú felől a kisebb potenciálú medencerészek felé áramlanak.
4 A kutakban mérhető h nyugalmi vízszint azért nagy jelentőségű, mert azt a nehézségi gyorsulással megszorozva megkapjuk a folyadékpotenciál értékét, azaz a nyugalmi vízszintet a folyadékpotenciál fokmérőjeként értékelhetjük a felszín alatti térrészben.
5 Itt csak a földtani fejlődésük során mára szárazra került medencékkel foglalkozunk.