Realizzazione dei piezometri nel campo geotermico sperimentale del C.R. ENEA-Casaccia e misure di conducibilità tecnica

The activity described in this report is part of the research project, related to the 2022-2024 ThreeYear Implementation Plan of the National Electricity System Research, activity line 1.7 “Tecnologie per la penetrazione efficiente del vettore elettrico negli usi finali”. Specifically, this activity is L.A. 4.1 (WP4). In the first year and a half of activity, two boreholes equipped with piezometers were drilled, to monitor temperature and groundwater level in the geothermal field constructed in 2021 and consisting of 4 boreholes at different depths (from 35 to 85 m), with a closed circuit and a double U configuration (see RT/2023/23/ENEA). The two 45 m deep boreholes (PZ1 and PZ2) were drilled by continuous coring in March 2023. The value of the permeability coefficient and effective porosity was extrapolated for each lithotype. The unit flow rate through the different layers was determined, considering the permeability of the lithotype and the effectively calculated hydraulic gradient. In addition, the lithologies crossed in each borehole were characterised and the lithostratigraphic correlation between the two sites was carried out. Direct measurements of thermal conductivity were carried out, upon recovery, on the cores of boreholes PZ1 and PZ2 under substantially undisturbed conditions. The values were compared with laboratory measurements on the cores of geognostic survey S1 (corresponding to borehole 1 of the geothermal field) by correlating the lithostratigraphic successions up to a depth of 45 m. From 45 to 85 m, the mean thermal conductivity values measured in the laboratory on the S1 samples were considered. Density and specific heat were calculated on all samples from S1, PZ1 and PZ2, to use these values in future thermal modelling of the geosonde field. The data collected every 12 hours from the piezometers made it possible to define the static level of the aquifer and to record its variations as a function of the rainfall.

L’attività descritta in questo report è parte del progetto di ricerca, relativo al Piano Triennale di realizzazione 2022-2024 della Ricerca di Sistema Elettrico Nazionale, linea di attività 1.7 “Tecnologie per la penetrazione efficiente del vettore elettrico negli usi finali”. Nello specifico, l’attività in oggetto è la L.A. 4.1 (WP4). Nel primo anno e mezzo di attività sono stati realizzati due fori attrezzati a piezometri, per monitorare temperatura e livello dell’acqua di falda nel campo geotermico realizzato nel 2021, costituito da 4 pozzi a diversa profondità (da 35 a 85 m), a circuito chiuso e con configurazione a doppia U (cfr. RT/2023/23/ENEA). Le due perforazioni (PZ1 e PZ2), profonde 45 m, sono state eseguite a carotaggio continuo nel marzo 2023. Di ogni litotipo è stato estrapolato il valore del coefficiente di permeabilità e di porosità efficace. È stata determinata la portata unitaria attraverso i diversi strati, tenuto conto della permeabilità del litotipo e del gradiente idraulico effettivamente calcolato. Inoltre, sono state caratterizzate le litologie attraversate in ogni foro ed è stata effettuata la correlazione litostratigrafica tra i due siti. Misurazioni dirette di conducibilità termica sono state eseguite, all’atto del recupero, sulle carote dei sondaggi PZ1 e PZ2, in condizioni sostanzialmente indisturbate. I valori sono stati confrontati con le misure effettuate in laboratorio sulle carote del sondaggio geognostico S1 (corrispondente al pozzo 1 del campo geotermico) correlando le successioni litostratigrafiche fino alla profondità di 45 m. Da 45 a 85 m sono stati considerati i valori di conducibilità termica media misurati in laboratorio sui campioni del sondaggio S1. Su tutti i campioni dei sondaggi S1, PZ1 e PZ2 sono stati calcolati densità e calore specifico, con l’intento di utilizzare tali valori nelle future fasi di modellizzazione termica del campo geosonde. I dati rilevati ogni 12 ore dai piezometri hanno permesso di definire la quota del livello statico della falda acquifera e di registrarne le variazioni in funzione della pluviometria.