Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metody efektywnego i bezpiecznego magazynowania wodoru jako warunek powszechnego jego wykorzystania w transporcie i energetyce

Siekierski Maciej, Majewska Karolina, Mroczkowska-Szerszeń Maja

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

114--130

PL

Uwarunkowania ekologiczne, ale także polityczne, a w ostatnim czasie również ekonomiczne związane z galopującym wzrostem cen surowców energetycznych, jak i samej energii, stały się powodem silnie rosnącego zainteresowania zarówno wydajnymi źródłami energii, jak też „czystymi” paliwami, w tym wodorem. Wprowadzenie wodoru do powszechnego użytku w transporcie i energetyce wiąże się jednak z szeregiem problemów natury technicznej, często rozwiązanych w skali laboratoryjnej, jednak ciągle oczekujących na wdrożenia. Katalog zagadnień związanych z wykorzystaniem wodoru jako paliwa do powszechnego użytku jest bardzo długi, jednak w niniejszej pracy skupiamy się na przybliżeniu problematyki dotyczącej przechowywania wodoru. Jako istotne omówione są kwestie metod sprężania, skraplania i lokalnego wytwarzania wodoru, a także przechowywania go i transportu w postaci związków chemicznych o różnej budowie. Pośród omówionych związków znalazły się między innymi wodorki metali o wysokiej aktywności chemicznej, borowodorek sodowy, amidoborany. Jako osobna grupa organicznych nośników wodoru mogą być rozpatrywane związki takie jak kwas mrówkowy, toluen, naftalen, a także inne mogące ulegać odwracalnemu uwodornieniu, jak pary aren–cykloalkan. Naświetlone zostały także problemy technologiczne związane z wykorzystaniem wspomnianych związków w przechowywaniu i transporcie wodoru. Istotną kwestię stanowią także metody wielkoskalowego magazynowania tego gazu, dlatego też w artykule zasygnalizowane zostały zagadnienia dotyczące problematyki podziemnych magazynów gazu (PMG) wykorzystywanych do magazynowania wodoru czy wreszcie – magazynowania go w istniejącej infrastrukturze przesyłowej. Ponadto przybliżony został zarys najistotniejszych uwarunkowań prawnych oraz strategii dotyczących wodoru, zarówno w skali kraju, jak i wspólnoty europejskiej.

EN

Environmental, political, and currently also economic factors related to the galloping increase in prices of raw materials and energy have become the reason for the growing interest in both efficient energy sources and so-called “clean” fuels, including hydrogen. However, the introduction of hydrogen for widespread use in transport and energy sectors is associated with several technical difficulties and challenges, often solved at the laboratory scale but still awaiting industrial implementation. The catalogue of issues related to the introduction of hydrogen as a fuel of general use is quite extensive. However, this paper focuses on explaining the problems associated with hydrogen storage. These include methods of hydrogen compression, liquefaction and in situ production as well as its storage and transportation in the form of various chemical compounds. The compounds discussed include metal hydrides of high chemical activity, sodium borohydride, and amidoboranes. As a separate group of organic hydrogen carriers compounds such as formic acid, toluene, and naphthalene as well as other capable of reversible hydrogenation such as arene-cycloalkane pairs, can also be considered. The paper also discusses technological issues related to the use of these compounds. The issue of customization and development of underground gas storage (UGS) towards hydrogen storage and storing it in the existing transmission infrastructure and the methods critical for a large-scale storage of this gas are also covered. Furthermore, an overview of the most critical legal regulations and strategies for hydrogen on the national and European Community level is provided.

2

Szacowanie ilości materii organicznej na podstawie zawartości pierwiastków śladowych

Przelaskowska Anna, Zagórska Urszula, Mroczkowska-Szerszeń Maja, Ziemianin Konrad

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 4

219--226

PL

Wiele pierwiastków śladowych wykazuje związki z materią organiczną TOC. Zależności te pozwalają na wykorzystanie pomiarów składu chemicznego do modelowania zawartości TOC. Celem przedstawionej pracy była ocena możliwości szacowania ilości materii organicznej na podstawie zawartości pierwiastków śladowych takich jak: Ni, Cu, Mo, U, V, Zn, Cr, Sr, Pb i Co dla głębokomorskich łupków sylurskich. Przebadano związki korelacyjne pomiędzy poszczególnymi pierwiastkami i zawartością materii organicznej. Następnie utworzono modele pozwalające na wyliczenie ilości materii organicznej na podstawie zawartości pierwiastków, dla których zaobserwowano znaczące związki z TOC. Wykorzystano zarówno bardziej dokładne badania składu chemicznego wykonane metodą spektrometrii masowej ICP-MS, jak i pomiary o niższej wykrywalności wykonane przenośnym spektrometrem fluorescencji rentgenowskiej EDXRF. Stwierdzono zależności pomiędzy zawartością pierwiastków śladowych a ilością materii organicznej TOC dla pierwiastków takich jak: V, Cu, U, Ni, Mo, Cr (metoda ICP-MS) oraz V, Cu, Cr i Ni (metoda XRF). Za pomocą metody regresji wielorakiej skonstruowano modele o współczynnikach determinacji R2 od 0,84 do 0,92 (dla metody ICP-MS) i od 0,75 do 0,78 (dla metody XRF) umożliwiające szacowanie ilości materii organicznej na podstawie zawartości pierwiastków śladowych. Uzyskane modele matematyczne pozwalają na wyliczanie zawartości materii organicznej TOC dla głębokomorskich, bogatych w materię organiczną łupków sylurskich na bazie pomiarów pierwiastków śladowych wykonanych metodą spektrometrii masowej ICP-MS oraz metodą fluorescencji rentgenowskiej XRF. Szczególnie istotna jest możliwość wykorzystania pomiarów przeprowadzonych przenośnym spektrometrem fluorescencji rentgenowskiej. Badania te są szybkie, mogą być prowadzone na próbkach okruchowych w trakcie trwania wiercenia. Modele oparte na wynikach XRF pozwalają więc w szybki sposób modelować zawartość TOC jeszcze w trakcie wiercenia.

EN

Many trace elements are associated with organic matter. The total organic carbon (TOC) content can be thus calculated basing on the chemical composition measurements. The aim of the presented paper was to evaluate the possibility of estimating the organic matter amount on the basis of trace elements such as: Ni, Cu, Mo, U, V, Zn, Cr, Sr, Pb and Co, for Silurian black shales. Correlations between individual elements and total organic carbon were analysed. Next, mathematical models allowing to calculate the amount of organic matter based on the content of elements significantly related to TOC were constructed. Both more accurate chemical composition analyses (ICP-MS mass spectrometry method) and measurements of lower detectability performed with portable X-ray fluorescence spectrometer EDXRF were used. The relationships between the content of trace elements and the total organic carbon content TOC were found for such elements as: V, Cu, U, Ni, Mo, Cr (ICP-MS) and V, Cu , Cr and Ni (XRF). Mathematical models allowing for TOC quantification based on trace elements, characterized by determination coefficients R2 from 0.84 to 0.92 (for ICP MS method) and from 0.75 to 0.78 (for XRF method) were obtained with the use of the multiple regression method. The mathematical models allow to calculate the content of organic matter TOC for Silurian black shales on the basis of trace element data obtained by both mass spectrometry ICP-MS and X-ray fluorescence spectrometry EDXRF. The possibility of using measurements made with a portable X-ray fluorescence spectrometer is particularly important. Such measurements are fast and can be carried out on cuttings during the drilling process. Models based on XRF results therefore allow for quick modelling of the TOC content during the drilling process.

3

Wpływ zailenia na wartości parametrów sprężystych w osadach miocenu

Lis-Śledziona Anita, Mroczkowska-Szerszeń Maja

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 1

18--21

PL

Parametry sprężyste minerałów ilastych są słabo rozpoznane głównie z powodu niewielkich rozmiarów ziaren tych minerałów i trudności w wyizolowaniu pojedynczych kryształów tak, aby pomierzyć ich własności akustyczne. Do tej pory własności sprężyste minerałów ilastych określano za pomocą obliczeń teoretycznych lub przez połączenie wyników badań eksperymentalnych i obliczeń teoretycznych. Celem artykułu było określenie wpływu zawartości minerałów ilastych na wartości prędkości fali P oraz fali S. Jak wiadomo, wartości parametrów sprężystych ściśle zależą od porowatości. Jednak niebagatelny wpływ na te wartości ma także zawartość minerałów ilastych. W badanym ośrodku do głównych minerałów ilastych zaliczamy: illit (25–30%), minerały mieszanopakietowe illit/smektyt (5–10%) oraz kaolinit (0,5–1,3%). Występują także krzemiany warstwowe w postaci chlorytu (2–9%). Pierwszym etapem pracy było przeprowadzenie badań laboratoryjnych na dziewięciu próbkach pochodzących z osadów miocenu z profilu odwiertu R-1. Pomiary zawartości poszczególnych minerałów wykonano metodą spektroskopii w podczerwieni FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) za pomocą przystawki ATR (attenuated total reflectance). Ponadto przeprowadzono pomiary prędkości fali P i fali S. Z uwagi na wysoką kruchość badanych próbek pomiary prędkości wykonano w warunkach statycznych. Na podstawie otrzymanych prędkości policzono wartości modułów sprężystości. W oparciu o pomierzone parametry zbudowano model mineralogiczny oraz wyliczono porowatość. Pomierzone statyczne wartości prędkości fal P i S przeliczono do wartości dynamicznych. Korzystając ze wzoru Castagny, obliczono wartości prędkości fali S. Finalnym etapem pracy było określenie zależności pomiędzy zawartością minerałów ilastych a wartościami prędkości fali P, prędkością fali S oraz modułami sprężystości: modułem Younga i modułem sprężystości objętościowej. Przedstawiono także zależność prędkości fali P od wartości prędkości fali S dla różnych zakresów zawartości materii ilastej przy wykorzystaniu modelu Greenberga–Castagny dla utworów piaszczysto-ilastych.

EN

The elastic parameters of clay minerals are poorly recognized mainly due to the small size of clay minerals and the difficulty in isolating individual crystals to measure their acoustic properties. So far the effective elastic properties of clays have been derived either by theoretical computation, or by a combination of theoretical and experimental investigations on clay mixtures. The aim of the article was to determine the effect of clay mineral content on the values of P-wave velocity and S-wave velocity. In the research area, the main clay minerals are: illite (25–30%), interstratified clay minerals illite/smectite (5–10%) and kaolinite (0.5–1.3%). There are also silicates present in the formation in the form of chlorite (2–9%). The first stage of the work consisted in laboratory tests on nine samples from Miocene deposits from the R-1 well. The FTIR (Fourier Transformed Infrared Spectroscopy) was used to measure the content of individual minerals using ATR (Attenuated Total Reflectace) technique. In addition, P- and S-waves velocity measurements were performed. Due to the high brittleness of the tested samples, the velocity measurements were performed under static conditions. The values of the elastic modulus were calculated based on measured velocities. The mineralogical model was built and calibrated based on the measured clay content and porosity was calculated. As is well known, the values of elastic parameters are closely related to the porosity. However, the content of clay minerals also has a considerable impact on the values of elastic parameters. Static values of P-wave and S-wave velocity were converted to dynamic values. Using the Castagna formula, the values of S-wave velocity were calculated. The final stage of the work consisted in determining the relationship between the clay mineral content and P-wave velocity values, S-wave velocity and elastic moduli: the Young modulus, the bulk modulus. The relationship between P-wave velocity and S-wave velocity for different ranges of clay content was presented using the Greenberg–Castagna model for clastic silicate rocks.