188920. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szennyezésmentes sekélyszerkezeti rétegvíz előfordulások feltárására és környezeti szennyezésvédelmére
1 188 920 2 lyukba lebocsálott mérőszonda (5) elektródáihoz, az alacsonyfrekvenciás induktív vezetőképességmérő egység (V) a mérőszonda (5) indukciós tekercsrendszeréhez, a természetes potenciál és radioaktivitás mérőberendezés szintén a mérőszondáoan (5) elhelyezett érzékelőkhöz (E) csatlakozik, és a termelésgeofizikai mérőegysége (3) legalább két termelési paramétert mérő egységet tartalmaz (1. és 2. ábra). A bejelentés tárgya eljárás és berendezés szennyezésmentes sekélyszerkezeti rétegvíz előfordulások feltárására és környezeti szennyezésvédelmére felszíni, lyukgeofizikai és termelés geofizikai vizsgálatok és vizsgálóeszközök komplex alkalmazásával. A technika fejlődésével egyre nagyobb mennyiségű felszíni környezetszennyező szerves és szervetlen — részben oldódó — kémiai hatóanyag jut be a talajvízbe, sőt kúttelepítések során a tároló réteg megnyitásával a felső záróréteg alatti porózus tárolóréteg vize is gyakran szennyeződik. Vízkutatások során ezen körülmények figyelembevétele ma már nélkülözhetetlen. Víztároló és záró rétegek kutatására ismertek a Wenner és Schlumberger-féle felszíni geofizikai vizsgálati módszerek és mérőeszközök, amelyek legfőbb jellemzője a felszíni rétegekbe elektródák segítségével történő árambevezetés és ennek alapján a rétegek elektromos ellenállásának mérése, más szóval az ellenállás szelvényezés. Ismeretes továbbá mélyfúrási geofizikai méréseknél alkalmazott Doll-féle irányított áram terű mérési módszer és az induktív vezetőképesség-mérés is. Az ismert módszeiekbő! fakadóan rendkívül sokféle, egy-egy adott célra alkalmazható, korlátozott számú információt szolgáltató eszköz született a szakterületen. Valamennyiük közös hátránya, hogy külön-külön vagy felszíni, vagy lyukgeofizikai mérések végzését teszi lehetővé, nem kis kutatási mélységű és nagy felbontóképességű vízkutatásra orientáltak. A felszíni kiterjedés és a mélységi viszonyok vonatkozásában nem szolgálnak együttesen és egyidejűleg optimális kutatási információkat. A kutatások a jelenlegi eszközökkel elnyújtottak, költségesek és a sokféle nem összehangolt eszközzel körülményesek. A jelen találmánnyal célunk a fenti hátrányok kiküszöbölése és olyan optimális célra orientált, nagypontosságú, komplex mérési eljárás és mérőberendezés létrehozása, amely külön-külön már részben ismert eszközök technológiai rendszerbe foglalásával a felszíni és lyukgeofizikai vizsgálatok összehangolt elvégzése mellett lehetőséget ad a termelés geofizikai vizsgálatok szakaszos vagy folyamatos végzésére is. Ily módon mind a kutatás, mind a termeltetés folyamán biztosítja a feltárt, illetve termelt víz szennyezésmentességét és a szennyezett rétegek kizárását. További feladat a találmány szerinti komplex kutatási eljárással és berendezéssel a növekvő vízigények gyorsabb kielégítése mellett a szennyezésmentes vízkutatás és termelés költségeinek minimalizálása is. Jelen találmánnyal kitűzött cél tehát a víztároló sekélyszerkezet 10—100 m mély tároló—záró rétegsorának kijelölése, a rétegmegnyitás (kúttelepítés) helyének optimális megválasztása, a felső szennyezett réteg (sor) harántolása a szennyező rétegtartalom kizárása mellett, a fúrás továbbmélyítése a kiválasztott tisztavízadó rétegig, a termelő réteg szűrőzése és végleges megnyitása, valamint a termelés alatti ellenőrzése. A találmány szerinti feladatokat megoldó eljárás lényege, hogy a felszín alatti rétegsor minőségét és a záróréteg(ek) mélységi helyét mélybehatolású, nagy felbontó képességű és szelektív elektromos ellenállásméréssel határozzuk meg, mérjük továbbá a záróréteg dőlési irányát, a fúrási helyet a rétegjellemzők és mélységi adatok, valamint a topológiai és felszíni geológiai kifejlődés alapján telepítjük, és a kutat csak a felső zárórétegig mélyítjük, itt saruzással béléscsövezünk és tömedékelünk, ezután a fúrást továbbmályítjük a kővetkező zárórétegig és lyukgeofizikai mérésekkel mérjük a harántolt talajrétegek kőzetfizikai paramétereit, amelyek alapján meghatározzuk a porózus víztároló rétege(ke)t és ezeket a béléscsőbe iktatott szőrözött szakaszokkal termeltetjük, majd meghatározzuk a víz szennyezettségét, és a meddő vagy szennyezett rétegeket kizárjuk, és a víztermelés folyamán időközönként vagy folyamatosan ellenőrizzük a termelési paramétereket. A találmány szerinti eljárás alapján történő kutatásnál úgy járunk el, hogy a topológiai és felszíni geológiai kifejlődésjellemzők alapján megválasztott, egymásra merőleges két mérési irányban — 100 m lehatolásí mélységen belül - legalább három tárolót tartalmazó rétegsort vizsgálunk meg - a maximális és minimális behatolásé mérés eredményei alapján megválasztott közbenső behatolási mélységek mellett. A felszín alatti rétegsor minőségének és a zárórétegfek) mélységi helyének meghatározását mélybehatolású, nagy felbontóképességű, szelektív elektromos ellenállásinéréssel végezzük oly módon, hogy a felszínen a fentiek szerint kiválasztott mérési irányokban a talajba alacsonyfrekvenciás Jo merőáramot és J i terelőáramot vezetünk, ahol a Jo mérőáramot bevezető elektródát az Jx ... terelőáramokat bevezető elektródák közrefogják és ebben az áramtérben legalább két közbenső ponton elhelyezett figyelőelektrddák közötti feszültségkülönbséget mérjük. A mérés során alkalmazott Jo mérőáram és J1,J1... terelőáramok frekvenciája célszerűen azonos, 6—90 Hz közötti érték, azonos továbbá fázishelyzetük is, jelalakjuk pedig célszerűen négyszöghullám. A mérőáramok földvisszavezetési pontjai egymástól és a mérő áram bevezető mérőelektródától legalább 3 z távolságra vannak elhelyezve, ahol z a tervezett behatolási mélység. A feszültségkülönbség mérését úgy hajtjuk végre, hogy a mérőáramot állandó értéken tartjuk és a terelőáram szabályozásával potenciál kiegyenlítést hajtunk végre, illetve a feszültségkülönbséget 0-hoz közelítjük. Ezt a műveletet a figyelőelektródáknak a mérőáram bevezető elektródákhoz való közelebb helyezése után megismételjük. Ily módon a záróréteg jelenlétét és mélységi helyét a figyelőelektródák áthelyezése és a feszültségkülönbség minimumra állítása után megnövekedett terelőáram értékének indikálásával határozzuk meg. A találmány szerinti eljárással a záróréteg esetleges dőlési irányát a figyelőelektródáknak az áramtérben szimmetria síkok mentén történő lépcsőzetes áthelyezése és a lépcsőkhöz tartozó feszültségkülönbségek minimumra állítása után megnövekedett terelőáramértékek indikálásával határozzuk meg. Amennyiben ugyanis a záróréteg (agyag) a felszínhez képest dőlési szöggel rendelkezik, a mérőáram bevezető elektródákat a négy tengelyszimmetrikus pontra sorban 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 65 2
