Przegląd metod intensyfikacji wydobycia kopalin i uwarunkowań zwiększenia chłonności odwiertów

• Autorzy: Krogulec E. , Sawicka K. , Zabłocki S.

Warianty tytułu

EN

Review of methods for intensification of mine exploitation and conditions of increasing injection well efficiency

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metody intensyfikacji wydobycia są to zabiegi wykonywane w odwiertach, mające na celu zwiększenie dopływu do odwiertu, zmniejszonego lub ograniczonego na skutek przyczyn naturalnych oraz prac wiertniczych i eksploatacyjnych. Stosowane metody i zabiegi intensyfikacji mają na celu oczyszczenie samego odwiertu oraz polepszenie właściwości filtracyjnych utworów w otoczeniu, co daje możliwość znaczącego wzrostu produktywności i ekonomiczności całego złoża. Obecnie w Polsce najpowszechniej stosowane jest kwasowanie matrycy skalnej. Jest to metoda chemiczna, która umożliwia zarówno poprawę warunków eksploatacji złoża, jak i chłonności odwiertu poprzez likwidację skutków kolmatacji w otworze oraz zwiększenie przepuszczalności poziomu złożowego. Najważniejsze, z punktu widzenia hydrogeologii, są efekty kwasowania wyrażone poprzez wzrost wartości parametrów przepuszczalności kp i porowatości efektywnej skał potwierdzone badaniami polowymi oraz laboratoryjnymi. Osobnym problemem jest jednak utrzymanie raz osiągniętej intensyfikacji wydobycia lub poprawionej chłonności odwiertu, co wiąże się z koniecznością rozpoznania cech hydrochemicznych płynów występujących w złożu, składu chemicznego matrycy skalnej i stosowanego płynu w zabiegach intensyfikacji, dlatego ocena i prognoza zjawiska kolmatacji powinna być realizowana przy zastosowaniu modelowania hydrogeochemicznego z wykorzystaniem specjalistycznych programów dedykowanych dla modelowania procesów chemicznych w roztworach o wysokiej sile jonowej. Modelowanie hydrogeochemiczne, zrealizowane w oparciu o znajomość podstawowych czynników fizykochemicznych, w konkretnych warunkach geologicznych (złożowych) mających zasadniczy wpływ na korozyjność roztworu, w sposób ilościowy umożliwia ocenę korozyjności wraz ze zmianą zakresu temperatury i odczynu pH. Symulacje na modelach hydrogeochemicznych charakteru procesów chemicznych powinny poprzedzać bezpośrednie badania testowe zabiegu kwasowania w otworze w warunkach in situ.

EN

The main purpose of intensification performed in boreholes, is an increase the inflow, reduced or limited due to natural or mine work causes. The applied methods of intensification are conducted to clean the well and improving the filtration parameters, which gives the possibility of a significant increase in the productivity of the entire deposit. The acidizing of the rock matrix is most commonly used in Poland at present. It is a chemical method that allows both the improvement of deposit exploitation conditions and effectiveness of well injection by eliminating the effects of clogging and increasing the permeability of deposits. The most important, from the hydrogeological point of view, are the effects of acidizing expressed through the increase in the values of permeability kp and effective porosity confirmed by field and laboratory tests. A separate problem, however, is the maintenance of the achieved intensification or the improved effectiveness of well injection, which requires the recognition of hydrochemical features of deposit fluid, chemical composition of the rock matrix and the fluid used in intensification operations, therefore the assessment and prognosis of the clogging should be carried out using hydrogeochemical models with the use of programs dedicated to the modeling of chemical processes in solutions with high ionic strength. Hydrogeochemical modeling, based on the knowledge of basic physico-chemical factors in specific geological conditions has a fundamental meaning for proper definition of the fluid corrosivity and its quantitative assessment with the temperature and pH changes. Simulations of chemical processes should be preceded by direct in-situ tests before acidizing.

Słowa kluczowe

PL

metody intensyfikacji wydobycia; wtłaczanie wód; kwasowanie; warunki hydrochemiczne

EN

methods of intensification of exploitation; water injection; acidizing; hydrochemical conditions

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 59, nr 2
• Strony: 57--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Krogulec E.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski

autor

Sawicka K.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski

autor

Zabłocki S.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski

Bibliografia

• [1] Banaś Jacek, Mazurkiewicz Bogusław, Solarski Wojciech, Ochrona przed korozją systemów eksploatacji wód geotermalnych, Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 2007, Nr 2, s. 13–21
• [2] Biały Elżbieta, Kasza Piotr, O rozwoju stymulacji wydobycia w polskim górnictwie naftowym, Wiek Nafty, Krosno, 2011, nr 3-4/2011 (75), s.3-7
• [3] Biernat Henryk, Kulik Stanisław, Noga Bogdan, Kosma Zbigniew, Próba zapobiegania kolmatacji geotermalnych otworów zatłaczających w wyniku zastosowania super miękkiego kwasowania, Modelowanie Inżynierskie, 2011, ISSN 1896-771X, 42, s.59-66
• [4] Ferguson R.J., The Pot of Gold at the End of the Rainbow: The Chemistry of Shale Gas Fracturing and Flowback Systems. French Creek Software, Inc., 2013, http://www.frenchcreeksoftware.com/online-library/
• [5] Frodyma Antoni, Wilk Zenon, Metody perforacji kumulacyjnej w udostępnianiu złóż węglowodorów, Wiertnictwo, Nafta, Gaz, Kraków, 2007, Tom 24, Zeszyt 2, s. 733-755
• [6] Ghommema Mehdi, Zhaoa Weishu, Dyerb Steve, Qiua Xiangdong, Bradya Dominic, Carbonate acidizing: Modeling, analysis, and characterization of wormhole formation and propagation, Journal of Petroleum Science and Engineering, Volume 131, July 2015, Pages 18-33, doi.org/10.1016/j.petrol.2015.04.021
• [7] Górski Witold, Wykonywanie zabiegów intensyfikacji wydobycia ropy naftowej. Poradnik, Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007, s.49
• [8] Kalia Nitika, Balakotaiah Vemuri, Modeling and analysis of wormhole formation in reactive dissolution of carbonate rocks, Chemical Engineering Science, Volume 62, Issue 4, February 2007, Pages 919-928, doi.org/10.1016/ j.ces.2006.10.021
• [9] Kapusta Piotr, Turkiewicz Anna, Mikrobiologia w przemyśle naftowym, NAFTA-GAZ, 2005, nr 1/2005
• [10] Kasza Piotr, Zmniejszenie szybkości reakcji dla zwiększenia efektywności zabiegów kwasowania złóż węglanowych o wysokiej temperaturze, Wiertnictwo, Nafta, Gaz, Kraków, 2007, Tom 24, Zeszyt 1, s. 263-268
• [11] Li Yongming, Liao Yi, Zhao Jinzhou, Peng Yu, Pu Xuan, Simulation and analysis of wormhole formation in carbonate rocks considering heat transmission process, Journal of Natural Gas Science and Engineering, Volume 42, June 2017, Pages 120-132, doi.org/10.1016/j.jngse.2017.02.048
• [12] Liszka Kazimierz, Eksploatacja złóż ropy naftowej, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa – Kraków, 1972. s.310
• [13] Lubaś Jan, Szott Wiesław, Dziadkiewicz Mariusz, Analiza możliwości zwiększenia stopnia sczerpania zasobów złóż ropy naftowej w Polsce, NAFTA-GAZ, 2012, nr 8/2012, s. 481-489
• [14] Masłowski Mateusz, Testy laboratoryjne symulacji procesu selektywnego kwasowania złóż z udziałem azotu, NAFTA- -GAZ, 2010, nr 4/2010, s. 257-266
• [15] Noga Bogdan, Biernat Henryk, Martyka Piotr, Kulik Stanisław, Zieliński Bogusław, Marianowski Jan, Nalikowski Arkadiusz, Analiza poprawy efektywności działania ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach w wyniku zastosowania modyfikacji odczynu pH zatłaczanej wody termalnej, Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 2013, Nr 1, s. 59-71
• [16] Parkhurst David L., Appelo Tony, Description of Input and Examples for PHREEQC Version 3 – A Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations. U. S. Geological Survey, 2013, Techniques and Methods, book 6, chap. A43, s. 497
• [17] Rychlicki Stanisław, Stopa Jerzy, Uliasz-Misiak Barbara, Zawisza Ludwik, Kryteria typowania złóż do zastosowania zaawansowanej metody wydobycia ropy naftowej poprzez zatłaczanie CO2. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2011, Tom 27, Zeszyt 3, s.125-140
• [18] Shutemov Danila, Modeling and Management of Scale Potential in an Oil Field Production Network, Norwegian University of Science and Technology, 2013, http://www.divaportal.org/smash/get/diva2:648700/FULLTEXT01.pdf
• [19] Tarkowski Radosław, Uliasz-Misiak Barbara, Podziemne magazynowanie dwutlenku węgla, Przegląd Geologiczny, 2003, 51, s. 402–409
• [20] Tomaszewska Barbara, Prognozowanie kolmatacji instalacji geotermalnych metodą modelowania geochemicznego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2008, Tom 24, Zeszyt 2/3, s. 399-407
• [21] Waligóra Jan, Jakóbczyk-Karpierz Sabina, Witkowski Andrzej, Zastosowanie modelowania geochemicznego w badaniach nad przyczynami kolmatacji filtru otworu chłonnego uzdrowiska „Ustroń”, VII Konferencja Naukowa - Modelowanie Przepływu Wód Podziemnych, 2016, s. 195-201
• [22] Zalewska Jadwiga, Dohnalik Marek, Kaczmarczyk Jan, Masłowski Mateusz, Biały Elżbieta, Wizualizacja kanalików robaczkowych, wywołanych zabiegiem kwasowania rdzeni wiertniczych, uzyskana metodą mikrotomografii rentgenowskiej, NAFTA-GAZ, 2010, nr 9/2010, s. 774-781
• [23] Acidizing and hydraulic fracturing of wells, U.S. Patent no. 3252904, 1966
• [24] Method of fracture acidizing a well formation, U.S. Patent no. 3842911, 1974
• [25] Acidizing with chemically heated weak acid, U.S. Patent no. 4482016, 1984
• [26] Corrosion inhibitor for well acidizing treatments, U.S. Patent no. 4698168, 1987