Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kompleksowa analiza ryzyka środowiskowego dla procesów poszukiwania i eksploatacji niekonwencjonalnych złóż węglowodorów typu shale gas w Polsce

Wójcik M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 3

208--214

PL

Poszukiwanie i wydobycie gazu ze złóż niekonwencjonalnych typu shale gas może stwarzać potencjalne zagrożenia dla środowiska. Praca prezentuje propozycję analizy ryzyka środowiskowego, która może być wstępem do zarządzania ryzykiem podczas procesów poszukiwania i wydobycia gazu z łupków w warunkach polskich.

EN

Shale gas exploration and extraction processes create a potential threat to the environment. This paper presents an environmental risk assessment which can be used for the risk management during shale gas exploration and extraction processes in Polish conditions.

2

Naturalne pierwiastki promieniotwórcze w odpadach generowanych w trakcie poszukiwań i wydobycia gazu z łupków w północno-wschodniej Polsce

Nowak J., Macuda J., Jodłowski P., Nguyen C. D.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 8

1709--1711

PL

Dokonano oceny zagrożenia radiacyjnego wynikającego z prowadzonych prac poszukiwawczych gazu ziemnego ze źródeł niekonwencjonalnych, przeprowadzając analizę zawartości naturalnych pierwiastków promieniotwórczych (K-40, U-238, Ra-226, Pb-210, Ra-228 i Th-228) w próbkach fazy stałej zużytych płuczek wiertniczych, płynu szczelinującego, płynu zwrotnego powstałego po procesie szczelinowania, propantu zwrotnego oraz odpadów stałych wiertniczych (tzw. zwiercin) pobranych z odwiertów poszukiwawczych zlokalizowanych w północno-wschodniej Polsce (w pasie od Pomorza Gdańskiego po Mazowsze i Lubelszczyznę) w dwóch najbardziej perspektywicznych obszarach (basen bałtycki i basen lubelski).

EN

A total of 64 samples of drill cuttings, solid phase of waste drilling muds, waste proppants, fracking fluids and return fracking fluids were collected and studied for activity concns. of 40K , 238U, 226Ra, 210Pb, 228Ra and 228Th. The activity concns. of the radionuclides in solid samples varied up to 1100 Bq/kg, 393 Bq/kg, 415 Bq/kg, 391 Bq/kg, 516 Bq/kg and 515 Bq/kg, resp. and were generally at the level of their worldwide av. values in soil. In the waste proppants, the activity concns. of radionuclides from both U and Th series were significantly elevated (to several hundreds of Bq/ kg). The av. 226Ra and 228Ra activity concns. in return fracking fluids were at the level of their activity concns. observed in waste waters from coal and Cu mines in Poland. Addnl., a significant growth of activity concns. of the Ra isotopes after hydraulic fracturing process was obsd. in the case of return fracking fluids.

3

Effect of Drilling for Shale Gas on the Quality of Atmospheric Air

Macuda J., Bogacki M., Siemek J.

Problemy Ekorozwoju

|

2017

|

Vol. 12, nr 1

91--100

EN

Shale gas is an alternative for conventional energy sources. When extracted in compliance with environmental and sustained development rules, it favors the concept of diversification of energy sources, giving spur to the development of economy and technology, and before all, to the energy safety of the country. Poland is among countries, where expectations regarding shale gas are very high. Most of the exploration works for shale gas there are performed with the use of rigs, whose subassemblies are driven by electrical motors powered by mobile generators driven by diesel engines. The number of aggregates and their total power are selected each time on the basis of power balance of particular technological subassemblies and the emergency generation system. Diesel combustion motors used for powering generators are the only source of dust and gaseous emissions to the air. A mobile technological boiler room fed with oil is another source of emissions in the winter period. For the purpose of evaluating impact of rigs on the air environment in the course of prospecting for shale gas an emission model was worked out with five emission points. Four sources were connected with the operation of combustion motors (each 1257 kW) powering generators, and the fifth one (375 kW) feeding technological boiler room. The results of the tests on the environmental impact on motors and boiler room used during shale gas prospecting on the quality of air have been presented in the paper. The tests were performed with the use of mathematical modeling employing real technological data from existing installations.

PL

Gaz z formacji łupkowych stanowi alternatywę dla konwencjonalnych źródeł energii. Wydobywany z poszanowaniem wymogów ochrony środowiska oraz w zgodzie z regułami zrównoważonego rozwoju jest elementem bezpieczeństwa energetycznego państwa, wpisuje się w logikę dywersyfikacji źródeł energii oraz stanowi impuls do rozwoju gospodarczego i naukowo-technicznego kraju. Polska należy do krajów, w których z gazem łupkowym wiąże się duże nadzieje. Tutaj proces wiercenia otworów poszukiwawczych za gazem ziemnych w skałach łupkowych w większości przypadków prowadzony jest przy wykorzystaniu urządzeń wiertniczych, w których poszczególne podzespoły napędzane są silnikami elektrycznymi. Jednak źródłem energii elektrycznej są dla nich mobilne zestawy generatorów napędzane silnikami wysokoprężnymi dużej mocy. Ilość agregatów oraz ich sumaryczna moc dobierana jest każdorazowo w oparciu o wykonany bilans mocy poszczególnych podzespołów technologicznych i systemu zasilania awaryjnego. Wysokoprężne silniki spalinowe dużej mocy, wykorzystywane do napędu generatorów prądu, stanowią istotne źródło emisji zanieczyszczeń pyłowo-gazowych do powietrza. Ponadto w okresie zimowym dodatkowym źródłem emisji do powietrza jest mobilna kontenerowa kotłownia technologiczna zasilana olejem opałowym. Dla potrzeb oceny wpływu pracujących urządzeń wiertniczych na jakość powietrza w trakcie prowadzenia prac poszukiwawczych za gazem ziemnym w skałach łupkowych, w stworzonym modelu emisyjnym założono pracę 5 punktowych źródeł emisji zorganizowanej. Cztery źródła są związane z pracą silników spalinowych, każdy o mocy 1257 kW, napędzających generatory, a piąty z pracą kotłowni technologicznej o mocy 375 kW. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu na jakość powietrza silników spalinowych oraz kotłowni wykorzystywanych przy realizacji prac wiertniczych związanych z poszukiwaniem gazu ziemnego w skałach łupkowych. Badania prowadzone były metodą modelowania matematycznego w oparciu o rzeczywiste dane technologiczne pochodzące z obszaru wierceń poszukiwawczych.

4

Charakterystyka parametrów sprężystych określonych na podstawie pomiarów geofizyki otworowej i modelowań teoretycznych w wybranych formacjach w otworach basenu bałtyckiego i wierconych na szelfie

Bała M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 8

558--570

PL

W niniejszej pracy zawarto wyniki badań parametrów sprężystych pomierzonych akustyczną sondą dipolową lub obliczonych na podstawie teoretycznych modeli z kilku otworów położonych w basenie bałtyckim i trzech na szelfie. Badania ograniczono do pięciu formacji, poczynając od charakterystycznego poziomu sylurskiego ogniwa mułowców wapnistych z Redy, stanowiącego reper sejsmiczny Sb, a kończąc na kambrze środkowym – poziom Paradoxides paradoxissimus (PP). Zauważono pewne podobieństwa w kształtowaniu się takich parametrów sprężystych jak: prędkości fal podłużnych i poprzecznych, modułów Younga, odkształcenia objętości i postaci – w analizowanych otworach basenu bałtyckiego i odwierconych na szelfie. Otwory te znajdują się w strefie średniej perspektywności dla ropy naftowej i kondensatu oraz dobrej dla gazu ziemnego [14]. Przedstawiona charakterystyka parametrów sprężystych może być wykorzystana w modelowaniach sejsmicznych do badania zmienności poziomów stratygraficznych i wyjaśnienia szeregu problemów pojawiających się przy zintegrowanej interpretacji danych geofizyki otworowej i sejsmicznych pól falowych. Wspomaga również ocenę skał ilastych pod kątem prognozowania zabiegów szczelinowania hydraulicznego i udostępniania węglowodorów ze skał zbiornikowych o niskich przepuszczalnościach. Skały te charakteryzują się zróżnicowaną „kruchością” (brittleness), którą można rozpatrywać w aspekcie składu mineralnego i parametrów sprężystych, takich jak współczynnik Poissona, moduł Younga, moduł odkształcenia objętości, postaci oraz stałe Lamégo.

EN

The paper shows the results of studies of elastic parameters determined on the basis of well acoustic measurements and theoretically modeled in selected boreholes located in the Baltic Basin and offshore Baltic Sea. The study was limited to five formations, starting from the characteristic level of the Silurian Reda calcareous sandstone Member, which is the seismic Sb benchmark and ending with the Middle Cambrian level Paradoxides Paradoxissimus (PP). It was noted, that there were similarities in the distribution of the elastic parameters, such as the velocity of compressed and shear waves, dynamic Young’s modulus, bulk and shear moduli in analyzed boreholes in the Baltic Basin and those drilled in the shelf. These boreholes are located in a zone of average prospects for oil and condensate and good for natural gas [14]. The presented characteristics of elastic parameters may be used in seismic modeling to study the variability of stratigraphic levels and to clarify a number of problems occurring during the integrated data interpretation of well logs and seismic wave fields. It also supports the evaluation of clay rocks for the prediction of hydraulic fracturing and the production of hydrocarbons from reservoir rocks with low permeability. Sedimentary rocks are differentiated in brittleness, which can be seen in terms of the mineral composition and elastic parameters, such as Poisson’s ratio, Young’s modulus, and bulk and shear moduli as well as Lamé’s constant.

5

Technologia otrzymywania środków poprawiających właściwości gleby na bazie zwiercin, płuczek i osadów ściekowych

Gluzińska J., Rusek P., Paszek A., Turkowska M., Tomanek G., Borowik K.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 6

1125--1128

PL

Przedstawiono wyniki badań nad możliwością wykorzystania odpadowych płuczek i zwiercin z procesu wydobywania gazu z łupków oraz osadów ściekowych do wytwarzania środków poprawiających właściwości gleby. Uzyskane dane doświadczalne pozwoliły na opracowanie technologii wytwarzania środków o projektowanych właściwościach poprawiających właściwości gleby.

EN

Spent drilling fluids and drill cuttings from the extn. of shale gas were mixed with waste residues, sewage sludges and burnt lime and used for prodn. of mixts. improving soil properties. The mixts. were studied for chem. compn. and then recommended for agricultural use.

6

Specyfika udostępniania złóż niekonwencjonalnych w Polsce

Kasza P., Kenar P., Piętka W.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 10

799--804

PL

Zasoby węglowodorów w złożach niekonwencjonalnych zaczynają odgrywać coraz większą rolę w globalnym bilansie energetycznym. Ich pozyskanie staje się wiodącym celem wielu firm naftowych z całego świata. Polski przemysł ma już pewne doświadczenia w tym obszarze poszukiwań. W minionych latach prowadzono prace nad uzyskaniem komercyjnej produkcji węglowodorów z łupków gazonośnych. Polskie firmy udostępniły formacje łupkowe znaczną liczbą odwiertów. Wiele z prac nad udostępnianiem tych formacji miało charakter eksperymentalny. Ich celem było znalezienie efektywnej techniki i technologii pozyskiwania gazu z łupków. Firma ORLEN Upstream wykonała interesujące prace stymulacyjne w odwiercie Stoczek-OU1K. Zabiegi szczelinowania zostały przeprowadzone z wykorzystaniem różnych technologii płynowych, a opróbowanie odwiertu odbywało się w sposób selektywny. Jednocześnie krajowe firmy wykazują coraz większe zainteresowanie również innymi, niekonwencjonalnymi akumulacjami gazu (np. tight gas). W Polsce istnieją potwierdzone zasoby gazu w niskoprzepuszczalnych piaskowcach, natomiast sposoby ich udostępniania dotychczas nie zawsze okazywały się efektywne. Intensywny rozwój w obszarze dodatków chemicznych, jak również ciekawe koncepcje w zakresie technologii zabiegowych pozwalają z optymizmem patrzeć na przyszłe wyzwania związane ze stymulacją złóż typu tight. Interesującym obszarem poszukiwań nowych zasobów gazu ziemnego w Polsce jest też metan zakumulowany w pokładach węgla. Po pierwszych, niezbyt udanych eksperymentach w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia, mając na względzie postęp techniczny i technologiczny, jaki się od tego czasu dokonał, można ponownie przystąpić do realizacji projektów w tym obszarze, z nadzieją na większą efektywność. Wspomniane działania i aktywność krajowych firm w poszukiwaniu węglowodorów w niekonwencjonalnych akumulacjach mogą doprowadzić do wypracowania efektywnej metody udostępniania tych formacji, a w konsekwencji do osiągnięcia sukcesu komercyjnego.

EN

The hydrocarbon resources in unconventional reservoirs are beginning to play an increasingly important role in the global energy mix. Their completion is becoming a leading target for many oil companies all over the world. Polish industry has already had some experience in this area of exploration. In recent years, lots of projects have been conducted to obtain commercial production of hydrocarbons from shale. Polish companies have drilled significant amount of wells, to shale gas formation. Much of the work to make available these formations has been experimental. Their goal, was to find effective techniques and technologies for the production of shale gas. The company ORLEN Upstream, has done some interesting stimulation work in the Stoczek-OU1K well. Fracturing treatments were performed in different wellbore technologies and testing was performed in a selective manner. Meanwhile, national companies are more and more interested in other unconventional gas accumulations. In Poland there are proven reserves of tight gas in low permeability sandstones, and methods of their stimulation have not always been effective. Intensive development in the area of chemical additives as well as interesting ideas in treatment technology, allow to be optimistic for the future challenges in the field of stimulation of tight gas reservoirs. An interesting area of exploration of new natural gas resources in Poland is also methane accumulated in coal seams. After previous unsuccessful experiments in the past years, new projects in this area can be realized with greater efficiency, having regard to the technical and technological progress which has been made These activities will lead to the development of effective completion methods in terms of these formations and consequently to commercial success.

7

Analiza możliwości użytkowania gazów z łupków w urządzeniach gazowych

Gebhardt Z.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 11

968--974

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości zasilania urządzeń gazowych certyfikowanych dla gazu grupy E według EN 437 gazem uzyskiwanym z polskich łupków. Analizę oparto na ocenie porównawczej i badaniach dla wybranych gazów otrzymanych w symulacji separacji gazu złożowego. Ocena porównawcza wskazuje na możliwość zagospodarowania polskich gazów dla urządzeń kategorii 2E po mniejszych lub większych modyfikacjach polegających na odseparowaniu wyższych węglowodorów, natomiast badania, które skupiły się na gazie z końcowej separacji ropy, wykazały możliwość spalania tego gazu w urządzeniach przystosowanych do zasilania gazem propan-butan.

EN

The article presents the analysis of the possibility, to power gas appliances certified for the E gas group according to EN 437, with gas obtained from Polish shale. This analysis is based on a comparative assessment and tests for gases taken from the simulation of the raw gas separation. The comparative assessment indicates the potential for the development of Polish shale gases for 2E category appliances, after minor or major modifications involving the separation of higher hydrocarbons, while a tests that focused on gas from the final separation of oil, have shown the possibility of burning this gas in appliances adapted to be powered by propane-butane gas.

8

Wpływ eksploatacji złóż gazu łupkowego na wody ujmowane do celów pitnych. Przypadek Lubelszczyzny

Cel W., Kujawska J., Czechowska-Kosacka A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1224--1238

EN

The energy supply which would not contribute to climate change is biggest challenge facing modern civilization Bottom line is that the supply of energy is essential for the development of human civilization. In the very near future, shale gas may constitute an important source of energy. Poland has significant shale gas deposits. Polish Geological Institute estimated its amount at around 346–768 billion cubic meters. However, exploration works meets with large protests of residents, who are afraid of the contamination of drinking water. Considering the number of protests, it seems reasonable to undertake research on the development of water quality monitoring system in the shale gas exploitation site. The basic rule of this monitoring is to determine what chemicals are introduced into wells. The next step is to select water intakes located nearby. This paper presents and evaluates the quality of water taking into account inorganic compounds added to drilling fluids and fracturing fluids. The study contains the results on the content of trace metal ions, chlorides, nitrates, phosphates and sulphates. The study does not assess organic compounds content which can be added to the fluids in the process of hydraulic fracturing.

9

Gospodarka wodno-ściekowa przy wydobywaniu gazu z łupków

Pawłowski A., Pawłowski L.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 12

2236-2239

PL

Omówiono wpływ poszukiwania i wydobycia gazu z łupków na środowisko wodne. Scharakteryzowano pod względem ilościowym i jakościowym ścieki powstające w trakcie szczelinowania złoża i wydobycia gazu. Omówiono metody odzysku wody z tych ścieków oraz sposoby zagospodarowania odpadów powstających w tym procesie.

EN

A review, with 32 refs., of fracturing fluids and methods for wastewater treatment.

10

Mineral composition of shales and the results of triaxial compression tests – a case study from the Ordovician and Silurian rocks of Poland

Dohnalik M., Kowalska S., Mikołajewski Z., Domonik A., Tabor Z.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 6

355--360

EN

Hydraulic fracturing is needed to extract hydrocarbons from shale rock formations. The efficiency of fracturing depends on many factors, but the mechanical properties of rocks are one of the most important of them. This paper presents the results of studies of the influence of the mineral composition of rocks on their mechanical properties. The investigated cores represent different formations from the Silurian-Ordovician basin from the polish part of the East–European Platform. X-ray diffractometry (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) methods were used to establish the composition of the studied rocks, whereas the mechanical parameters were derived from triaxial compression tests. Correlation was conducted between the mineral composition and the mechanical parameters. The X-ray microtomography (micro-CT) method was used in order to visualize the structural changes in the rocks caused by triaxial compression. As a result of the research, a discussion on the influence of the rock matrix composition on its mechanical properties is presented.

PL

Szczelinowanie hydrauliczne jest niezbędnym zabiegiem w celu wydobywania węglowodorów z formacji skał łupkowych. Efektywność szczelinowania zależy od wielu czynników, między innymi od właściwości mechanicznych skał. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem składu mineralnego skał na ich właściwości mechaniczne. Badane rdzenie reprezentują utwory syluru i ordowiku z polskiej części skłonu platformy wschodnioeuropejskiej. W celu określenia składu próbek wykorzystano metodę dyfraktometrii (XRD) i fluorescencji (XRF) rentgenowskiej, a parametry mechaniczne próbek skał uzyskano z wytrzymałościowych testów trójosiowego ściskania. W artykule opisano korelacje uzyskane pomiędzy składem mineralnym, a parametrami mechanicznymi. Dodatkowo wykorzystano metodę rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej (micro-CT) w celu wizualizacji zmiany struktury próbek skał spowodowanej testem trójosiowego ściskania.

11

Rewolucja łupkowa a zmiany na rynku gazu skroplonego

Janusz P., Kaliski M., Szurlej A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2015

|

T. 31, z. 3

5--24

PL

Sukces w zakresie zagospodarowania niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego, a szczególnie gazu z formacji łupkowych – tzw. rewolucja łupkowa – jest najbardziej widoczny w Ameryce Północnej. Sukces ten był możliwy dzięki zaangażowaniu firm, jednostek naukowych, a także wsparciu ze strony rządu amerykańskiego poprzez stworzenie systemu ulg i zachęt dla firm inwestujących w niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego (Nonconventional Fuel Tax Credit). Prace nad doborem odpowiednich technologii (odwierty horyzontalne oraz szczelinowanie hydrauliczne), które doprowadziły do rewolucji w wydobyciu gazu ze złoża Barnett Shale, trwały 18 lat. Rewolucja łupkowa odmieniła niekorzystną, spadkową tendencję wydobycia gazu ziemnego w USA. Dzięki systematycznemu wzrostowi wydobycia gazu ziemnego, USA od 2009 r. są na pierwszym miejscu pod względem wydobycia gazu na świecie, praktycznie są już samowystarczalne, a w niedalekiej przyszłości będą eksporterem netto gazu ziemnego. Gaz ten w formie skroplonej trafi na europejskie rynki w 2016 r.; strona polska oczekuje, że import gazu ziemnego z USA umożliwi obniżkę cen na krajowym rynku gazu ziemnego. Mając na uwadze obecnie obowiązujące procedury w zakresie uzyskiwania zgody na eksport gazu, dużą wagę przywiązuje się do negocjowanej umowy handlowej pomiędzy USA i UE (The Transatlantic Trade and Investment Partnership – TTIP). [...]

EN

Success in developing unconventional natural gas deposits, and in particular shale gas deposits, the so-called shale gas revolution, is most apparent in North America. This success was made possible because of the involvement of companies, scientific bodies, as well as because of the support of American government by setting up a system of tax breaks and incentives for companies investing in non conventional natural gas deposits (Non-Conventional Fuel Tax Credit). The process of developing appropriate technologies (horizontal drilling and hydraulic fracturing) that led to the revolution in producing gas from the Barnett Shale, took 18 years. The shale gas revolution has changed the undesirable and downward trend in producing natural gas in the US. By steadily increasing the production of natural gas, the United States have been ranked first, since 2009, in terms of the production of gas worldwide. They are practically self sufficient now, and in the near future they will be a net exporter of natural gas. The gas, in liquefied form, will be supplied to the European markets in 2016. Poland expects that the imports of natural gas from the US will possibly drive down the prices on the domestic natural gas market. Taking into account the current procedures for obtaining the consent for exportation of the gas, great importance is attached to the Transatlantic Trade and Investment Partnership – TTIP). [...]

12

Environmental impact of exploration from unconventional gas deposits in Poland

Macuda J., Konieczyńska M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

703--717

EN

Shale formations have been recently treated only as source rocks and sealing packages mainly of conventional deposits. At present shales, which have a considerable concentration of highly mature organic matter appearing in complexes of over 30 m thick are used as unconventional sources for natural gas production with the use of advanced drilling technologies. Natural gas production in such rock formations necessitates performing a horizontal section in the borehole and a big number of hydraulic fracturing jobs. The unconventional shale gas deposits have been prospected also in Poland for a couple of years. Exploration works mainly concentrate on a vast area passing from Pomerania through Mazowsze to the Lublin region in Poland. The analysis of the geologic analyses reveals that the most perspective are shales in the Lower Paleozoic at a depth of 2500 m in the eastern part to about 4000 m in the western part of the area. The paper is focused on the quantitative and qualitative evaluation of environmental impact of natural gas exploration works from unconventional deposits. Special attention was paid to the hydraulic fracturing jobs in shales, which create particular hazard for water and soil environment. These hazards already appear at the stage of preliminary works, when big quantities of chemicals and water for frac jobs are stored in the rig area, and then, during realization of works, when the spent hydraulic fracturing fluid may penetrate the water-bearing horizons in the caprock. The composition of fracturing fluid used in Gapowo B-1A well are given along with the results of chemical analyses of a few parts of spent fracturing fluid samples pumped out from the borehole. The fluid turned out to be high in salt (high specific electrolyte conductance (SEC) and total dissolved substances (TDS) and a high toxicity for most of the living organisms). For this reason the spent fracturing fluid should not enter the environment without control.

PL

Formacje łupków do niedawna traktowane były jedynie jako skały macierzyste i pakiety uszczelniające głównie dla złóż konwencjonalnych. Aktualnie w świecie skały łupkowe, które charakteryzują się znaczną koncentracją materii organicznej o wysokiej dojrzałości termicznej i występujące w kompleksach o miąższości powyżej 30 m, są wykorzystywane jako złoża niekonwencjonalne do eksploatacji z nich gazu ziemnego przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii wiertniczych. Wydobycie gazu ziemnego z takich formacji skalnych wiąże się z wykonaniem w poziomym odcinku otworu dużej ilości zabiegów hydraulicznego szczelinowania skał. W Polsce od kilku lat prowadzone są również prace poszukiwawcze niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego w skałach łupkowych. Koncentrują się one głównie w szerokim pasie ich występowania, przebiegającym przez Polskę od Pomorza poprzez Mazowsze po Lubelszczyznę. Z analizy dotychczasowych badań geologicznych wynika, że najbardziej perspektywiczne jest występowanie tego typu złóż w skałach łupkowych dolnego paleozoiku, zalegających na głębokościach od 2500 m we wschodniej części tego pasa do około 4000 m w jego części zachodniej. W pracy skoncentrowano się głównie na ilościowej i jakościowej ocenie wpływu prac poszukiwawczych za gazem ziemnym w złożach niekonwencjonalnych na środowisko naturalne. Szczególną uwagę zwrócono na zabiegi hydraulicznego szczelinowania skał łupkowych, które stwarzają największe zagrożenia dla środowiska gruntowo-wodnego. Zagrożenia te występują już na etapie prac przygotowawczych, w wyniku magazynowania na wiertni dużych ilości środków chemicznych i wody do zabiegów szczelinowania oraz w trakcie ich realizacji w wyniku potencjalnej możliwości przedostania się płynu pozabiegowego do występujących w nadkładzie utworów wodonośnych. W pracy podano skład cieczy szczelinującej użytej do zabiegu w otworze Gapowo B-1A oraz wyniki analiz chemicznych kilku partii płynu pozabiegowego, odpompowanego z otworu. Stwierdzono jego wysokie zasolenie, przejawiające się wysokimi wartościami parametrów PEW i SSR oraz dużą toksyczność w stosunku do większości organizmów żywych. Z tego względu płyn pozabiegowy nie może dostawać się do środowiska w sposób niekontrolowany.

13

Eksploatacja gazu ziemnego z formacji łupkowych w Polsce – nadzieje i fakty (komunikat)

Król K., Dynowski A.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2015

|

nr 10

33--38

PL

Komunikat zawiera podstawowe informacje dotyczące robót geologicznych prowadzonych w poszukiwaniu niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego z formacji łupkowych (typu shale gas) na terenie Polski oraz ich podsumowanie w okresie od 2010 r. do końca I półrocza 2015 r.

EN

Size of natural gas resources in slate formation in Poland, estimated by Energy Information Administration USA, triggered interest in search of this gas both among domestic and international companies. After the period of increased interest between 2010 and 2013 many companies withdrew from prospecting activities. The results obtained showed that with the employed technologies for first working and mining probability of obtaining industrial flow of gas from slate formations in Poland is minute.

14

Ekonomiczne aspekty pozyskania gazu z formacji łupkowych na podstawie doświadczeń rynku północnoamerykańskiego

Kaliski M., Krupa M., Sikora A., Szurlej A.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 1

151--158

PL

Rozpoczęcie na skalę przemysłową wydobycia gazu z formacji łupkowych zmieniło nie tylko rynek energii Ameryki Północnej ale także wpłynęło na międzynarodowy obrót gazem ziemnym. W artykule skupiono uwagę na ekono-micznych aspektach wydobycia gazu z łupków. Przeanalizowano zmiany w zakresie liczby zrealizowanych odwiertów w ciągu roku, wolumenu wydobycia gazu w ciągu roku z jednego odwiertu, a także poziom kosztów pozyskania gazu oraz podatki związane z wydobyciem. Postęp technologiczny, organizacja pracy, a także dobrze rozwinięty rynek usług serwiso-wych przełożył się na znaczącą redukcję kosztów wydobycia gazu z łupków w ostatnich latach. Warto podkreślić, że niska cena gazu w USA często nie pokrywa kosztów wydobycia. Dlatego obserwuje się w ostatnim czasie ograniczenie aktywno-ści koncernów naftowych w zakresie realizacji nowych odwiertów.

EN

The beginning of the shale gas production at the industrial scale has changed not only the energy market in the North America, but also has influenced on the international trade of the natural gas. In the paper the authors were focused on the economic aspects of the shale gas production. The changes in the area of the number of the wells which were made during the year, the volume of the gas production per year from the one well, and also the amount of the costs of gas production and the taxes connected with the production have been analyzed. The technological progress, the organization of work and the well – developed services market has influenced on the visible reduction of the natural gas prices in the last years. We should underline that the low gas price in the USA often doesn’t cover the production costs. Because of that it is easy to notice the reduction of the oil&gas companies activity in the area of the realization of the new wells.

15

Stanowisko Prezydium Polskiej Akademii Nauk dotyczące gazu ziemnego znajdującego się w warstwach łupkowych (tzw. „gazu łupkowego”)

Kleiber M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 2

5--14

PL

Przedstawiono stanowisko Prezydium Polskiej Akademii Nauk dotyczące gazu ziemnego znajdującego się w warstwach łupkowych (tzw. gazu łupkowego), uchwalone w dniu 11.03.2014 r. Stanowisko zostało przygotowane na podstawie raportów cząstkowych odpowiednich Komitetów Polskiej Akademii Nauk. Przedstawia ono ocenę obecnego stanu poszukiwań złóż takiego gazu, dotychczasowego stanu rozpoznania jego zasobów, a także wybranych aspektów środowiskowych i ekonomicznych związanych z potencjalnym zagospodarowaniem złóż gazu ziemnego z formacji łupkowych w Polsce. Stanowisko prezentuje także opinię Polskiej Akademii Nauk na temat koniecznych badań naukowych i badawczo-rozwojowych, ich organizacji wspomagających poszukiwanie i rozpoznawanie złóż takiego gazu oraz potencjalne przyszłe zagospodarowanie takich złóż.

EN

The statement presented from the Presidium of the Polish Academy of Sciences, related to natural gas in shale strata (so-called shale gas), was adopted on the 11th of March, 2014. The statement was prepared on the basis of partial reports from the appropriate Committees of the Polish Academy of Sciences. It presents a concise assessment of the current state of the exploration of shale gas, the state of recognition of its resources, as well as selected environmental and economic aspects related to the potential development of shale gas resources in Poland. The statement also presents the opinion of the Polish Academy of Sciences on the scope of necessary scientific and R&D works and their organization, which should aid in the prospecting and exploration of deposits of shale gas, as well as their potential future development.

16

The influence of shale rock fracturing equipment operation on atmospheric air quality

Bogacki M., Macuda J.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

897--912

EN

The hydraulic fracturing jobs performed on shale rocks are connected with atmospheric emissions of dusts and exhaust gases from high-power motors supplying pump aggregates used for fracturing operations and from other technological devices. The total power of motors driving technological systems depends on the specific character of deposit and well and may range between a dozen to tens of thousands kW. An exemplary set of technological systems used for frac jobs is presented in figure 1. The following substances are emitted to the atmosphere during engine operation, e.g. nitrogen oxides (NOx), sulfur dioxide (SO2), carbon oxide (CO), dust PM10, ammonia, benzo(a)pyrene (B(a)P), benzene, toluene, xylene, formaldehyde, acetaldehyde, acrolein. As a consequence admissible concentrations of these substances in air can be exceeded. The influence of dust and gaseous emissions accompanying shale rock fracturing jobs is addressed in this paper. Model analyses were performed. An exemplary model of a process used for simulating propagation of atmospheric emissions in a specified calculation area (1,150 m × 1,150 m) were based on the analysis of hydraulic fracturing jobs performed in wells in Poland and abroad. For making calculations more actual, the model was located in the Gdańsk area and was ascribed its typical meteorological and orographic parameters. In the center of this area a rig site 150 m x 150 m was distinguished. The emission field was generated by 12 high-power engines supplying pump aggregates, 1680 kW each. The time of work of particular engines was established for 52 hrs (13 frac jobs, each lasting 4 hrs). It was assumed that all engines will operate simultaneously and using 100% of their power. Attention was paid to the correct modelling of the real emission field. Technical parameters of motors and the applied fuels were characterized. Emission indices were worked out by, e.g. U.S. Environmental Protection Agency or European Environment Agency. The calculations of air pollutions from analyzed motors were performed with a mathematical modelling method using Gaussian plum. The results of calculations could be used for evaluating spatial distribution of maximum 1 hour concentrations (S1), incidence of exceeding admissible 1 hour concentration values (P(D1)), percentile 99.8 or 99.726 from 1 hour concentrations and average concentrations (Sa) for selected most important for the air quality contaminants, i.e. NOx (as NO2), SO2, CO, PM10, benzo(a)pyrene, benzene, toluene, xylene, formaldehyde, acetaldehyde and acrolein. The results of calculated air concentrations of selected substances on the rig border are listed in table 9, whereas spatial distributions of NOx and PM10 concentrations in figures 3 to 8. The analysis of the obtained results did not reveal cases of exceeding Polish emission standards. However, nitrogen oxide (NOx) or dust PM10 can be expected to exceed these values, e.g. in a situation when the total power installed in motors driving technological systems in the course of hydraulic fracking will be higher than assumed in the analyses. The results of calculations show to a significant impact of nitrogen oxides (NOx) and dust PM10 emissions on air quality. The risk that emission standards are exceeded beyond the rig area is conditioned both by technological factors (total power of operating motors, parameters of combusted fuel, reduced emission technologies applied to engines, duration of frac jobs, etc.) and a number of external factors, e.g. meteorological and orographic factors or high level of emitted substances in air within the rig area.

PL

Proces hydraulicznego szczelinowania skał łupkowych wiąże się z emisją do powietrza zanieczyszczeń pyłowo-gazowych z silników wysokoprężnych dużej mocy napędzających agregaty pompowe do szczelinowania skał oraz inne urządzenia technologiczne. Łączna moc silników napędzających urządzenia technologiczne uzależniona jest od specyfiki złoża oraz specyfiki odwiertu i waha się od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy kW. Przykładowy zestaw urządzeń technologicznych wykorzystywanych w procesie szczelinowania zamieszczono na rysunku 1. Podczas pracy silników do atmosfery emitowane są między innymi następujące substancje: tlenki azotu (NOx), ditlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO), pył PM10, amoniak, benzo(a)piren (B(a)P), benzen, toluen, ksylen, formaldehyd, acetaldehyd, akroleina. Skutkiem emisji mogą być przekroczenia dopuszczalnych, określonych prawem wartości stężeń substancji w powietrzu. W artykule skoncentrowano się na ocenie wpływu na jakość powietrza atmosferycznego emisji substancji pyłowo-gazowych towarzyszących procesowi szczelinowania skał łupkowych. Badania miały charakter modelowy. W oparciu o analizę przebiegu szeregu procesów szczelinowania hydraulicznego wykonywanych na wiertniach zlokalizowanych w Polsce i za granicą zbudowano przykładowy model procesu, który posłużył do wykonania symulacji propagacji zanieczyszczeń emitowanych substancji w powietrzu w zadeklarowanym obszarze obliczeniowym stanowiącym teren o wymiarach 1150 m × 1150 m. Dla urealnienia wyników obliczeń umiejscowiono model badanego obszaru w okolicach Gdańska i przypisano mu charakterystyczne dla tego rejonu parametry meteorologiczne i orograficzne. W środku analizowanego obszaru zlokalizowano teren wiertni o wymiarach 150 m x 150 m. Pole emisji kształtowane było przez 12 silników wysokoprężnych napędzających agregaty pompowe, każdy o mocy 1680 kW. Czas pracy pojedynczego silnika ustalono na 52 godziny w roku (13 zabiegów szczelinowania, każdy trwający 4 godziny). W obliczeniach założono, że podczas trwania szczelinowania wszystkie silniki będą pracowały równocześnie i będą obciążone w 100 %. W artykule dużo uwagi poświęcono poprawnemu zamodelowaniu rzeczywistego pola emisji. Scharakteryzowano parametry techniczne silników oraz zużywanych przez nie paliw. Zaadoptowano na potrzeby obliczeń modelowych wskaźniki emisji opracowane między innymi przez Amerykańską Agencję ds. Środowiska, czy Europejską Agencję ds. Środowiska. Obliczenia propagacji w powietrzu zanieczyszczeń pochodzących z analizowanych silników wykonano metodą modelowania matematycznego wykorzystując w tym celu model smugi Gaussa. Wyniki obliczeń pozwoliły na ocenę rozkładu przestrzennego stężeń maksymalnych 1-godzinnych (S1), częstości przekroczeń wartości dopuszczalnej stężeń 1-godzinnych (P(D1)), percentyla 99,8 lub 99,726 ze stężeń 1-godzinnych oraz stężeń średniorocznych (Sa) dla wybranych, najbardziej istotnych z punktu widzenia wpływu na jakość powietrza zanieczyszczeń tj.: NOx (jako NO2), SO2, CO, PM10, benzo(a) pirenu, benzenu, toluenu, ksylenu, formaldehydu, aldehydu octowego oraz akroleiny. Wyniki obliczeń stężeń wybranych substancji w powietrzu na granicy wiertni zestawiono w tabeli 9, natomiast rozkłady przestrzenne stężeń NOx oraz PM10 przedstawiono na rysunkach 3-8. Analiza wyników obliczeń nie wykazała wprawdzie dla analizowanego przypadku występowania przekroczeń obowiązujących w Polsce standardów imisyjnych, ale w przypadku takich zanieczyszczeń jak tlenki azotu (NOx) czy pył PM10 istnieje realne zagrożenie wystąpienia takich przekroczeń, między innymi w sytuacji, gdy łączna moc zainstalowana w silnikach napędzających urządzenia technologiczne w czasie procesu szczelinowania będzie wyraźnie większa niż przyjęta w opisanych badaniach. Wnioski z przeprowadzonych obliczeń wskazują na istotny wpływ na jakość powietrza emisji tlenków azotu (NOx) i pyłu PM10. Ryzyko wystąpienia przekroczeń obowiązujących standardów imisyjnych poza granicą wiertni jest uwarunkowane zarówno czynnikami technologicznymi (łączna moc pracujących silników, parametry spalanego paliwa, zastosowane w silnikach techniki ograniczenia emisji, czas trwania szczelinowania itp.) jak i szeregiem czynników zewnętrznych takich jak czynniki meteorologiczne, orograficzne czy wysoki poziom tła emitowanych substancji w powietrzu w lokalizacji wiertni.

17

Key factors in shale gas modeling and simulation

Klimkowski Ł., Nagy S.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

987--1004

EN

Multi-stage hydraulic fracturing is the method for unlocking shale gas resources and maximizing horizontal well performance. Modeling the effects of stimulation and fluid flow in a medium with extremely low permeability is significantly different from modeling conventional deposits. Due to the complexity of the subject, a significant number of parameters can affect the production performance. For a better understanding of the specifics of unconventional resources it is necessary to determine the effect of various parameters on the gas production process and identification of parameters of major importance. As a result, it may help in designing more effective way to provide gas resources from shale rocks. Within the framework of this study a sensitivity analysis of the numerical model of shale gas reservoir, built based on the latest solutions used in industrial reservoir simulators, was performed. The impact of different reservoir and hydraulic fractures parameters on a horizontal shale gas well production performance was assessed and key factors were determined.

PL

W celu udostępnienia zasobów gazu ziemnego ze złóż łupkowych i maksymalizacji wydajności horyzontalnych odwiertów eksploatacyjnych stosowane jest wielostopniowe szczelinowanie hydrauliczne. Modelowanie efektów stymulacji oraz przepływu płynów w ośrodku o ekstremalnie niskiej przepuszczalności jakim jest skała łupkowa różni się znacznie od modelowania złóż konwencjonalnych. W związku ze złożonością zagadnienia występuje znaczna ilość parametrów mających wpływ na przebieg wydobycia. Dla lepszego zrozumienia specyfiki złóż niekonwencjonalnych konieczne jest określenie wpływu poszczególnych parametrów na całość procesu wydobycia gazu oraz identyfikacja tych o największym znaczeniu. W efekcie może się to przełożyć na projektowanie bardziej efektywnego sposobu udostępnienia zasobów gazu ze złóż łupkowych. W ramach niniejszego opracowania przeprowadzono analizę wrażliwości numerycznego modelu symulacyjnego złoża gazu z łupków zbudowanego w oparciu o najnowsze rozwiązania stosowane w prze mysłowych symulatorach złożowych. W wyniku tej analizy określono parametry o kluczowym wpływie na przebieg eksploatacji i maksymalizację wydobycia gazu ze złoża.

18

Confined phase envelope of gas-condensate systems in shale rocks

Nagy S., Siemek J.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 4

1005--1022

EN

Natural gas from shales (NGS) and from tight rocks are one of the most important fossil energy resource in this and next decade. Significant increase in gas consumption, in all world regions, will be marked in the energy sector. The exploration of unconventional natural gas & oil reservoirs has been discussed recently in many conferences. This paper describes the complex phenomena related to the impact of adsorption and capillary condensation of gas-condensate systems in nanopores. New two phase saturation model and new algorithm for search capillary condensation area is discussed. The algorithm is based on the Modified Tangent Plane Criterion for Capillary Condensation (MTPCCC) is presented. The examples of shift of phase envelopes are presented for selected composition of gas-condensate systems.

PL

Gaz ziemny z łupków (NGS) oraz z ze złóż niskoprzepuszczalnych (typu ‘tight’) staje się jednym z najważniejszych zasobów paliw kopalnych, w tym i następnym dziesięcioleciu. Znaczący wzrost zużycia gazu we wszystkich regionach świata zaznacza się głównie w sektorze energetycznym. Rozpoznawanie niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego i ropy naftowej w ostatnim czasie jest omawiane w wielu konferencjach. Niniejszy artykuł opisuje złożone zjawiska związane z wpływem adsorpcji i kapilarnej kondensacji w nanoporach w złożach gazowo-kondensatowych. Pokazano nowy dwufazowy model równowagowy dwufazowy i nowy algorytm wyznaczania krzywej nasycenia w obszarze kondensacji kapilarnej. Algorytm bazuje na kryterium zmodyfikowanym płaszczyzny stycznej dla kapilarnej kondensacji (MTPCCC). Przykłady zmiany krzywych nasycenia są przedstawiane w wybranym składzie systemów gazowo- kondensatowych.

19

Problematyka zagospodarowania odpadów wydobywczych powstających przy poszukiwaniu gazu ze złóż niekonwencjonalnych w aspekcie ochrony środowiska

Macuda J., Starzycka A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2013

|

nr 85

259--271

PL

W artykule przedstawione zostały najważniejsze uwarunkowania związane z odpadami wydobywczymi wytwarzanymi podczas prac poszukiwawczych i rozpoznawczych węglowodorów ze złóż niekonwencjonalnych (w tym gazu z łupków). Uwzględnione zostały odpady wydobywcze powstające podczas różnych etapów poszukiwania: etapu wiercenia otworu, jak również odpady generowane w trakcie późniejszych prac wykonywanych w otworze (np. zabiegów stymulacji złoża — w tym szczelinowania hydraulicznego, testów produkcyjnych itp.). W pracy podsumowano stan prac poszukiwawczych gazu ze złóż niekonwencjonalnych w Polsce — według stanu na dzień 2 września 2013 r. wykonano 48 otworów rozpoznawczych za gazem z łupków, a cztery kolejne znajdowały się w fazie wiercenia. Przedstawiona została ilościowa i jakościowa charakterystyka tych odpadów, z uwzględnieniem parametrów determinujących sposób ich zagospodarowania. W skali kraju ilość odpadów wytworzonych podczas poszukiwania węglowodorów ze złóż niekonwencjonalnych stanowi niespełna 0,1% wszystkich wytwarzanych w danym roku odpadów. Zarówno ilości, jak i właściwości odpadów wytwarzanych podczas prac poszukiwawczo-rozpoznawczych za gazem z łupków są zmienne dla każdego odwiertu i zależą zarówno od czynników geologicznych, jak też technologii wiercenia i późniejszych prac w otworze. W kolejnych latach powstać może rocznie około 105 000 Mg odpadów wydobywczych z podgrupy 0105 związanych z poszukiwaniem i wydobyciem gazu z łupków. W pracy omówiono możliwe sposoby zagospodarowania odpadów wydobywczych powstających przy poszukiwaniu i rozpoznawaniu węglowodorów ze złóż niekonwencjonalnych oraz związane z tym problemy i wyzwania na przyszłość. Cechą utrudniającą zagospodarowanie omawianych odpadów jest wysoka zawartość wody i związana z tym konsystencja (koloidalno-szlamista w przypadku odpadów wiertniczych i płynna w przypadku płynu zwrotnego). Utrudnieniem jest także zmienny oraz trudny do przewidzenia skład chemiczny odpadów.

EN

The article presents the most important factors related to the management of extractive waste produced during exploration and prospecting of hydrocarbons from unconventional sources (including shale gas). Extractive waste generated during various stages of the exploration: drilling stage, as well as waste generated in the course of the subsequent borehole work (e.g. deposit stimulation treatments --including hydraulic fracturing, production tests, etc.) were included. This paper summarizes the state of unconventional gas exploration in Poland. As of September 2, 2013, 48 exploratory boreholes for shale gas were drilled, and four more were in the drilling phase. The quantitative and qualitative characteristics of the waste were presented, including the parameters that determine the method of their development. Nationally, the amount of waste generated during the exploration of hydrocarbons from unconventional sources is less than 0.1 % of the total generated waste in a given year. Both the quantity and characteristics of the waste generated during shale gas exploration work vary for each borehole and depend on both geological factors as well as the drilling technology and subsequent borehole work. In subsequent years approximately 105,000 tons of mining waste of the 0105 subgroup relating to the exploration and extraction of shale gas may be created annually. The paper discusses possible ways of management of mining waste resulting from the exploration and prospecting of hydrocarbons from unconventional sources and the associated problems and challenges for the future. What makes the management of these wastes difficult is the high water content and the resulting consistency (colloid slurry in case of drilling waste and fluid in case of flowback). The variable and difficult to predict chemical composition of waste is also a hindrance.

20

Nowe wyzwania dla gazownictwa polskiego

Matkowski A.

Wiadomości Projektanta Budownictwa

|

2013

|

nr 12

10--12