Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Drilling muds for coal deposits

Błaż Sławomir

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 10

701--709

EN

The instability of coal beds, both in the overburden and in the production zone during drilling, in particular with directional borehole, is well known. One of the main coal attributes is presence of cracks and micro-fractures in it. This linked network of cracks is considered as the main source of many problems related to coal instability. Stresses occurring in such formations exceed the coal compressive strength. During drilling, coal becomes unstable, which can result in borehole wall collapsing, stuck pipe, or even complete loss of the borehole. Using improper drilling muds can cause additional problems. In coal, a poorly selected drilling mud can damage the natural permeability of the near-well zone. Drilling muds penetrating the pores and cracks in the coal can lead to permanent destruction of the near-well zone, partially or completely limiting the supply of methane to the borehole. Muds used for drilling in coal deposits should therefore both stabilize the borehole wall and affect minor damage to the drilled formation. The experience acquired while drilling low-permeability shale rocks generally does not correlate with the practices and guidelines used to drill holes in coal deposits due to the unique physical and mechanical characteristics of coal. One of the ways to improve the stability of coal deposits when using water-based drilling muds is to prevent the penetration of mud filtrate into the rock matrix, which can be achieved by chemical modification of the drilling mud composition or physical sealing of pores and fractures with special materials. The article presents research on the development of a new drilling mud system dedicated to coalbed methane (CBM) drilling.

PL

Niestabilność pokładów węgla zarówno w nadkładzie, jak i w strefie produktywnej podczas ich rozwiercania, w szczególności otworami kierunkowymi, jest powszechnie znana. Jedną z głównych cech węgla jest występowanie w nim systemu spękań i mikroszczelin. To właśnie tę połączoną sieć spękań uważa się za źródło wielu problemów związanych z niestabilnością węgla. Występujące naprężenia w takich formacjach przewyższają wytrzymałość węgla kamiennego na ściskanie. Podczas realizacji prac wiertniczych węgiel kamienny staje się niestabilny, może dochodzić do obsypywania ścian otworu, przychwycenia przewodu, a niekiedy do całkowitej utraty otworu. Zastosowanie do wiercenia niewłaściwych płuczek wiertniczych może powodować dodatkowe problemy. W skale, jaką jest węgiel kamienny, źle dobrana płuczka wiertnicza może uszkodzić naturalną przepuszczalność strefy przyotworowej. Płuczka, wnikając w pory oraz spękania węgla, może doprowadzić do trwałego zniszczenia strefy przyotworowej, ograniczając częściowo lub całkowicie dopływ metanu do otworu. Płuczka wiertnicza stosowana do przewiercania pokładów węgla powinna zatem zarówno stabilizować otwór podczas fazy wiercenia, jak też wpływać na niewielkie uszkodzenie przewiercanej formacji. Doświadczenia nabyte podczas przewiercania skał łupkowych o niskiej przepuszczalności na ogół nie korelują z praktykami i wytycznymi w zakresie wiercenia otworów w pokładach węgla z uwagi na wyjątkową charakterystykę fizyczno-mechaniczną węgli. Jednym ze sposobów poprawy stabilności utworów węgla przy wykorzystywaniu wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych jest przeciwdziałanie wnikaniu filtratu płuczkowego do matrycy skały, co można osiągnąć poprzez chemiczną modyfikację składu płuczki wiertniczej lub fizyczne uszczelnianie porów i szczelin specjalnymi materiałami. W artykule przedstawiono badania nad opracowaniem nowego systemu płuczki wiertniczej przeznaczonej do rozwiercania złóż metanu zlokalizowanego w pokładach węgla kamiennego.

2

Wpływ zmian wybranych parametrów pokładu węgla kamiennego na przebieg i efektywność procesu eksploatacji metanu

Majkrzak Marcin

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 5

254--264

PL

Pierwsze próby eksploatacji metanu pokładów węgla miały miejsce w Stanach Zjednoczonych w latach 70. XX wieku. Intensywny rozwój badań nad tego typu niekonwencjonalnymi zasobami gazu w Polsce na początku lat 90., a także podjęte w ostatnim czasie ponowne próby eksploatacji CBM (coalbed methane) w naszym kraju potwierdzają wysokie znaczenie metanu pokładów węgla jako źródła energii. W artykule przedstawiona została analiza przebiegu procesu eksploatacji metanu ze złóż węgla kamiennego niezagospodarowanych górniczo oraz ewaluacja wpływu wybranych parametrów pokładu węgla na wielkość sczerpania zasobów metanu. W realizacji pracy wykorzystano oprogramowanie firmy CMG (Computer Modelling Group Ltd.) wraz z dedykowanym do symulacji przepływu gazu w ośrodkach o złożonym systemie porowatości – określanym mianem porowatości podwójnej – modułem GEM (Compositional and Unconventional Simulator). Na podstawie dostępnych danych geologicznych i złożowych utworów węglonośnych pochodzących z obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) zbudowano prosty, statyczny model pokładu węgla kamiennego oraz przeprowadzono symulację eksploatacji metanu (model dynamiczny). Poważnym ograniczeniem był brak kompletnego zestawu danych stanowiących minimum wymaganych informacji, co uniemożliwiło stworzenie pełnego modelu dla sprecyzowanego obszaru czy konkretnego pokładu węgla. W tej sytuacji dane wejściowe stanowił zbiór (często uśrednionych) wartości, czy to z wykonanych pomiarów laboratoryjnych czy zaczerpniętych z innych opracowań oraz publikacji. W pracy podjęto próbę charakterystyki wskazanych parametrów: porowatości (matrix, szczeliny), przepuszczalności (matrix, szczeliny), gęstości występowania szczelin, czasu desorpcji, metanonośności oraz stopnia nasycenia pokładu metanem, pod kątem wpływu zmian ich wartości na przebieg i wielkość symulowanego wydobycia. Zbudowany model „bazowy” stanowił punkt wyjściowy dla dalszych symulacji. Zestawienie krzywych produkcyjnych (metan, woda złożowa) dla 5 różnych wartości każdego z wybranych parametrów pozwoliło na zobrazowanie zakresu i trendu zmian przebiegu eksploatacji metanu z pokładu węgla kamiennego.

EN

The history of methane production from coal seams dates back to the 1970s in the United States. Increasing development activities for this kind of unconventional gas resources in Poland took place in early 90s, and other attempts over recent years were made for CBM exploitation. These activities confirm that coalbed methane is a new and important energy source. The paper presents an analysis of coalbed methane (CBM) production and the impact of changes in coal seam parameters that affect gas recovery. CMG software (Computer Modelling Group Ltd.) was used for the implementation of the research. The GEM (Compositional and Unconventional Simulator) module was used for gas flow simulation through coal, as a heterogeneous deposit with dual porosity system. Based on the available geological and deposit data from coal-bearing deposits in the Upper Silesian Coal Basin, a simple, static model of a coalbed was built and a simulation of methane production was performed (dynamic model). One of the biggest limitations was the lack of a full set of data constituting the minimum information required, which made it impossible to create a complete model for a specified area or specific seam model. As a result of the narrow scope of available data, the input data for the model were averaged from laboratory results or other available studies and articles. This article attempts to characterize the main coal parameters: porosity (matrix, fractures), permeability (matrix, fractures), cleats density, coal desorption time, initial gas content, and initial gas saturation for the sensitivity analysis of modeling methane production according to their changes. The comparison of production curves (methane, reservoir water) for 5 different values of each of the selected parameters made it possible to visualize the scope and trend of changes in the course of methane exploitation from the coal seam.

3

Metan z pokładów węgla (CBM) – doświadczenia światowe i perspektywy rozwoju w Polsce

Słoczyński T., Drozd A.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 11

851--856

PL

W artykule przedstawiono rozmieszczenie i wartości udokumentowanych zasobów geologicznych metanu w pokładach węgla (CBM) na świecie oraz dane dotyczące ich wydobycia. Scharakteryzowano warunki występowania akumulacji metanu w pokładach węgla kamiennego. Omówiono korzyści płynące z wykorzystania metanu w procesach technologiczno-produkcyjnych oraz zagrożenia związane z jego wydobyciem.

EN

The paper presents the distribution and value of documented coalbed methane (CBM) geological resources in the world and presents the history of the production of coaldbed gas. Conditions of the CBM accumulations occurrence were characterized. The benefits of using methane in the process of technological production – and the risks associated with its extraction were discussed.

4

Metan pokładów węgla: zasoby i eksploatacja

Hadro J., Wójcik I.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 7

404--410

EN

Gas produced from coal can be subdivided into three categories: coalbed methane (CBM), coal mine methane (CMM) and abandoned mine methane (AMM). CBM is extracted from virgin coal using wells drilled from the surface. In recent years horizontal drilling is widely used as a primary CBM recovery technique. A pair of wells - a vertical production well intersected by a horizontal multilateral well - is considered the most effective in dewatering a coal reservoir and thus enables maximizing its productivity. Although CBM world resources are huge (100-216 bcm), only a few countries produce coalbed gas commercially. While the US is still the leader, Australia has the fastest CBM production growth. It has been observed that many mature CBM plays reveal highly variable productivity, possibly due to coal heterogeneity. Therefore, CBM reserves/resources should be estimated using probabilistic methods. In spite of its substantial CBM resource potential, Poland has produced only coal mine methane (CMM) whereas significant efforts of CBM exploration conducted in the 1990s failed to flow gas in commercial quantities due to low permeability. Dart Energy operates a CBM exploration license in the Upper Silesia and has recently finished testing the CBM production pilot using a surface-to-inseam horizontal well with vertical production well intersection. This state-of-the-art CBM completion technology has been used for the first time in Poland and, hopefully, will unlock the sizeable CBM resource of the Upper Silesian Coal Basin.