Czy markery magnetyczne mogą być przydatne do przedeksploatacyjnego odmetanowania złóż węgla kamiennego – wybrane wnioski z badań nad łupkami gazonośnymi

Zawadzki, J.; Bogacki, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Czy markery magnetyczne mogą być przydatne do przedeksploatacyjnego odmetanowania złóż węgla kamiennego – wybrane wnioski z badań nad łupkami gazonośnymi

Autorzy

Zawadzki J. , Bogacki J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Domagnetic markers could be useful for pre-operation demethanization of hard coal deposits – selected conclusions from studies on gas-bearing shales

Języki publikacji

Abstrakty

W pracy przedyskutowano możliwości zastosowania markerów magnetycznych do przedeksploatacyjnego odmetanowania złóż węgla kamiennego. W dyskusji tej wykorzysta-no wcześniejsze doświadczenia autorów związane z wytwarzaniem markerów magnetycznych przeznaczonych do wydobycia gazu łupkowego metodą szczelinowania hydraulicznego. Materiały magnetyczne mogą być dodawane do płynu szczelinującego w celu lepszego oszacowania zasięgu i skuteczności szczelinowania hydraulicznego. Zastosowanie właściwego markera może spowodować znaczący wzrost skuteczności szczelinowania i wydobycia metanu związanego w pokładach węgla kamiennego. Skuteczniej przeprowadzone szczelinowanie powinno z kolei w istotny sposób zmniejszyć zagrożenie metanowe występujące podczas wydobycia węgla kamiennego. Potencjalne proppanty do szczelinowania złóż węgla kamiennego mogą charakteryzować się znacznie mniejszymi wymaganiami, w porównaniu do proppantów stosowanych przy eksploatacji gazu łupkowego, co w konsekwencji może spowodować znacznie większą opłacalność ich stosowania oraz mieć decydujący wpływ na wybór technologii ich wytwarzania. Zagadnienia te wymagają jednak dalszych szczegółowych badań.

The paper discusses the possibilities of using magnetic markers for pre-operation demethanization of hard coal deposits based on the knowledge and experience of the authors, related to fabrication of magnetic markers for shale gas exploitation by means of hydraulic fracturing and literature review. Magnetic materials may be added to the fracturing fluid, as the magnetic marker allowing to better determine the range and efficiency of hydraulic fracturing. The application of appropriate magnetic markers can significantly improve the efficiency of coal-bed methane gas extraction. Thus, effective coal-bed methane fracturing should also significantly reduce the methane hazard occurring during hard coal mining. Selected properties of potential magnetic materials for pre-operation demethanization of hard coal deposits were discussed in the work. Potential proppants for hard coal deposits fracturing can be characterized by much smaller requirements in comparison to proppants used for shale gas extraction which, as a consequence, may result in much higher cost-effectiveness of their use and have a decisive influence on the choice of their production technology. However, these issues require further detailed research.

Słowa kluczowe

metan z pokładów węgla kamiennego odmetanowanie proppanty magnetyczne technologie górnicze szczelinowanie hydrauliczne

coal-bed methane demethanization magnetic proppants mining technologies hydraulic fracturing

Wydawca

STE GROUP

Czasopismo

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

Rocznik

2018

Tom

Vol. 7, iss. 1

Strony

40--51

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Zawadzki J.

j.j.zawadzki@gmail.com

Politechnika Warszawska Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Zakład Informatyki i Badań Jakości Środowiska ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, Polska

autor

Bogacki J.

jan.bogacki@is.pw.edu.pl

Politechnika Warszawska Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Zakład Informatyki i Badań Jakości Środowiska ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, Polska

Bibliografia

1. Ameen, M.S., 2008. Method of Characterizing Hydrocarbon Reservoir Fractures in Situ with Artificially Enhanced Magnetic Anisotropy. Patent WO 2008153656 A2.
2. Barron, A.R., Skala, R.D., Coker, C.E., Chatterjee, D.K., Xie, Y., 2009. Method of Manufacture and the Use of a Functional Proppant for Determination of Subterranean Fracture Geometries. Patent US 2009/0288820 A1.
3. Barron, A.R., Potter, D.K., Maguire-Boyle, S.J., Pena, E., Morrow, L., 2014. Methods, Apparatus, and Sensors for Publication Classification Tracing Frac Fluids in Mineral Formations, Production Waters, and the Environment Using Magnetic Particles. Patent US 2014/0357534 A1.
4. Bogacki, J., Zawadzki, J., 2017. Magnetic markers use for monitoring of environmental pollution caused by fracturing fluids during shale gas exploitation, Journal Of Civil Engineering, Environment and Architecture, 64 (2), 59-70.
5. Bogacki, J., Zawadzki, J., 2016. The influence of ferrite particle size on the quality of the magnetic marker in shale gas hydraulic fracturing”, Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji. Review Of Problems And Solutions, 3 (15), 25-33.
6. Byerlee, J.D., Johnston, M.J.S., 1976. A magnetic method for determining the geometry of hydraulic fractures. Pageoph 114, pp. 425-433.
7. Chen, S., 2012. Precision Making of Subsurface Locations. Patent no US 2012/0234533 A1.
8. Cocuzza, M., Pirri, C., Rocca, V., Verga, F., 2012. Current and Future Nanotech Applications in the Oil Industry. Am. J. Appl. Sci. 9 (6), pp. 784-793.
9. Curtis, J.B., 2002. Fractured shale-gas systems, AAPG Bulletin, 86, 1921-1938.
10. Dziubak, C., Taźbierski, P., Zawadzki, J., Bogacki, J. 2016. Wstępne wyniki wytwarzania proppantów o właściwościach magnetycznych, Szkło i ceramika, 2016, 6, pp. 6-10.
11. Ersoz, H.V., 2014. Use of Magnetic Liquids for Imaging and Mapping Porous Subterra-nean Formations. Patent US 2014/0041862 A1.
12. García-Arribas, A., Gutierrez, J., Kurlyandskaya, G.V., Barandiaran, J.M., Svalov, A., Fer-nandez, E., Lasheras, A., de Cos, D., Bravo-Imaz, I., 2014. Sensor applications of soft magnetic materials based on magneto-impedance, magneto-elastic resonance and magneto-electricity. Sensors 14, pp. 7602-7624.
13. Gonet, A., Nagy, S., Rybicki, C., Siemek, J., Stryczek, S., Wiśniowski, R., 2010. Technologia wydobycia metanu z pokładów węgla (CBM), Górnictwo i geologia 5 (3), pp. 5-25.
14. Javadpour, F., Fisher, D., Unsworth, M., 2007. Nanoscale Gas Flow in Shale Gas Sedi-ments, Journal Of Canadian Petroleum Technology, 46, pp. 55-61.
15. Konieczyńska, M., Woźnicka, M., Antolak, O., Janica, R., Lichtarski, G., Nidental, M., Otwinowski, J., Starzycka, A., Stec, B., Grzegorz, W., 2011. Badania aspektów środowiskowych procesu szczelinowania hydraulicznego wykonanego w otworze Łebień LE-2H, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
16. Morrow, L., Potter, D.K., Barron, A.R., 2015. Detection of magnetic nanoparticles against proppant and shale reservoir rocks. Journal of Experimental Nanoscience, 10 (13), pp. 1028-1041.
17. Morrow, L., Snow, B., Ali, A., Maguire-Boyle, SJ., Almutairi, Z., Potter, DK., Barron, AR., 2018. Temperature dependence on the mass susceptibility and mass magnetization of superparamagnetic Mn–Zn–ferrite nanoparticles as contrast agents for magnetic imaging of oil and gas reservoirs. Journal of Experimental Nanoscience, 13, (1), pp. 107-118.
18. Nawrat, S., Kuczera, Z., Łuczak, R., Życzkowski, P., Napieraj, S., Gantar, K., 2009. Utyliza-cja metanu z pokładów węgla w polskich kopalniach podziemnych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.
19. PIG, 2012, Ocena zasobów wydobywalnych gazu ziemnego i ropy naftowej w formacjach łupkowych dolnego paleozoiku w Polsce (basen bałtycko-podlasko-lubelski) raport pierwszy, Warszawa.
20. Potter, D.K., Barron, A.R., Maguire-Boyle, S.J., Orbaek, A.W., Ali, A., Harrison, L., 2011. Magnetic Particles for Determining Reservoir Parameters. Patent WO2011153339.
21. Raport roczny (2006) o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych i technicznych w górnictwie węgla kamiennego, GIG, Katowice, 2006.
22. Zawadzki, J., Bogacki, J., 2016. Smart magnetic markers use in hydraulic fracturing. Chemosphere, 162, pp. 23-30.
23. Zawadzki, J., Bogacki, J., 2016. On the possibility of magnetic nano-markers use for hydraulic fracturing in shale gas mining, Geophysical Research Abstracts, Vol. 18, EGU2016-6749-1.
24. Zawadzki, J., Bogacki, J., 2016. Rozwój technologii magnetycznych w wydobyciu gazu łupkowego, Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji. Górnictwo – perspektywy i zagrożenia, 1 (13), pp. 25-37.
25. Zawadzki, J., Fabijańczyk, P., Badura, H., 2013. Estimation of methane content in coal mines using supplementary physical measurements and multivariable geostatistics, International Journal of Coal Geology 118, pp. 33-44.
26. http://www.ratonbasinwatershed.org/images/assets/hydraulic_fracturing/2011%20CBM%20Fracturing061611.pdf , dostęp 14.02.2018
27. http://pgnig.pl/aktualnosci/-/news-list/id/pgnig-rozpoczelo-szczelinowanie-hydrauliczne-w-pokladach-wegla-w-gilowicach/newsGroupId/10184?changeYear=2016&currentPage=1, dostęp 01.03.2018

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-49f8d26e-24e3-4de4-8103-0352f9148f71