Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ korozji węglanowej na szczelność kamieni cementowych w otworach przeznaczonych do sekwestracji

Kut Łukasz

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 1

12--18

PL

Od kilku lat na całym świecie bardzo często poruszane są zagadnienia dotyczące emisji dwutlenku węgla do środowiska oraz problemów z tym związanych. Niektóre kraje postanowiły stanąć do walki i szukać sposobów na zmniejszenie ilości produkowanego dwutlenku węgla i ewentualnej możliwości jego bezpiecznego składowania. Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące gospodarki światowej, a w szczególności krajowej. Jednym ze sposobów składowania CO2 jest jego sekwestracja, czyli podziemne składowanie i deponowanie w strukturach geologicznych, między innymi w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu oraz poziomach solankowych. Kolejnym sposobem może być zatłaczanie dwutlenku węgla do złoża ropy, co stanowi jedną z efektywniejszych metod wspomagania wydobycia. W naszym kraju na najbliższe lata planuje się wiercenia otworów przeznaczonych do sekwestracji dwutlenku węgla. Do cementowania tych otworów powinny być użyte zaczyny uszczelniające, które wykazują podwyższoną odporność na działanie CO2 oraz odpowiednio niskie porowatość i przepuszczalność. Przemysł naftowy w Polsce do uszczelniania kolumn rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego A-42,5R lub wiertniczego „G” wraz z innymi składnikami regulującymi parametry zaczynów i stwardniałych zaczynów cementowych. Powszechnie stosowane w otworach wiertniczych zaczyny uszczelniające mogą ulegać korozji węglanowej, dlatego konieczne jest prowadzenie badań oraz analiza oddziaływania CO2 nie tylko na zmianę parametrów mechanicznych stwardniałych zaczynów, ale również na zmiany struktury porowej stwardniałych zaczynów i ich szczelności w czasie. Celem badań była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę struktury porowej oraz przepuszczalności dla gazu stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane według receptur powszechnie stosowanych w przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Próbki stwardniałych zaczynów cementowych przetrzymywano w wodzie wodociągowej i analogicznie sezonowano w wodzie nasyconej CO2 oraz poddawano badaniom po upływie założonego czasu. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany przepuszczalności dla gazu i porowatości stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Przeprowadzone badania ukazały wpływ korozji węglanowej na strukturę stwardniałych zaczynów cementowych oraz na zmiany szczelności płaszcza cementowego w czasie oraz możliwości ich zastosowania w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu przeznaczonych do składowania dwutlenku węgla. Z wybranych receptur zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 godzin w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu porowatości oraz przepuszczalności dla gazu.

EN

For several years, discussions about carbon dioxide emissions and related environmental issues have been prevalent worldwide. Some countries have e committed to addressing this issue by seeking methods to reduce carbon dioxide production and ensure its safe storage. Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but domestic economies in particular. One of the methods of storing CO2 is sequestration, i.e., underground storage and depositing in geological structures, including depleted oil and gas reservoirs and aquifers. Another approach involves injecting carbon dioxide into oil reservoirs, which is considered one of more effective methods of enhancing oil recovery. In Poland, drilling boreholes for carbon dioxide sequestration is planned in the coming years. To cement these boreholes, sealing slurries that exhibit increased resistance to CO2, low porosity and permeability should be used. The oil industry in Poland uses conventional cement slurries based on Portland A-42.5R or class G oil-well cement, along with other ingredients that regulate the parameters of slurries and hardened cement slurries, to seal casing strings. Sealing slurries typically used in drilling boreholes may be susceptible to carbonate corrosion, therefore it is necessary to conduct research and analyze the impact of CO2 not only on changes in the mechanical parameters of hardened slurries but also in the pore structure of stones and their tightness over time. The aim of the research was to analyze the impact of carbonate corrosion on the change in the pore structure and gas permeability of hardened cement slurries as a function of their seasoning time. Laboratory tests were conducted on hardened cement slurries, prepared using compositions typically used in the petroleum industry for sealing casing strings at temperatures ranging from 60 to 80°C. Samples of hardened cement slurries were kept in tap water, while analogous samples were seasoned in CO2-saturated water and tested after specific periods. The influence of carbon dioxide on changes in gas permeability and porosity of hardened cement slurries as a function of their seasoning time was analyzed. The study revealed the impact of carbonate corrosion on the structure of hardened cement slurries and changes in the tightness of the cement sheath over time, as well as the possibility of their use in depleted oil and gas reservoirs intended for carbon dioxide storage. Samples of hardened cement slurries were prepared from selected cement slurry compositions. The slurries were allowed to set for 48 hours under controlled temperature and pressure conditions, simulating borehole environments. The obtained samples of hardened cement slurry were then tested for porosity and gas permeability.

2

Evaluation of Permeability Models for Foundry Molds and Cores in Sand Casting Processes

Sundaram Dinesh, Matsushita Taishi, Belov I., Diószegi Attila

Archives of Foundry Engineering

|

2024

|

Vol. 24, iss. 1

94--106

EN

Predicting the permeability of different regions of foundry cores and molds with complex geometries will help control the regional out gassing, enabling better defect prediction in castings. In this work, foundry cores prepared with different bulk properties were characterized using X-ray microtomography, and the obtained images were analyzed to study all relevant grain and pore parameters, including but not limited to the specific surface area, specific internal volume, and tortuosity. The obtained microstructural parameters were incorporated into prevalent models used to predict the fluid flow through porous media, and their accuracy is compared with respect to experimentally measured permeability. The original Kozeny model was identified as the most suitable model to predict the permeability of sand molds. Although the model predicts permeability well, the input parameters are laborious to measure. Hence, a methodology for replacing the pore diameter and tortuosity with simple process parameters is proposed. This modified version of the original Kozeny model helps predict permeability of foundry molds and cores at different regions resulting in better defect prediction and eventual scrap reduction.

3

Filtration of compressible viscous-plastic oil in a porous medium

Dadash-Zade Mirza A., Aliyev Inglab N.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 6

406--411

EN

Numerous laboratory studies have shown that the change in physical and chemical properties and the geological conditions of the occurrence of hydrocarbons depend on depth. It should be noted that the change in oil properties with depth and the identification of the properties of such oils are poorly understood. In this research work, an attempt is made to study the filtration properties of anomalous oils, taking into account compressibility in reservoir conditions. The work carried out shows that the density, dynamic viscosity and the content of resins, sulfur, paraffin and asphaltene of different oil reservoirs are mainly depth dependent. The filtration characteristics of such oils that manifest themselves at a given pressure have been established. The results of modeling the filtration processes leading to the emergence of zones of increased oil compressibility, forming deep hydrocarbon fields, were used to discuss the regularities obtained. This makes it possible to determine filtration characteristics of anomalous liquid, taking into account the compressibility, which determine their higher quality indicators. The analysis shows that in the development of oil fields with anomalous properties of hydrocarbons, when recalculating the volumetric flow rate of individual wells in reservoir conditions it is necessary to use the value of the volumetric oil coefficient, taking into account its non-Newtonian properties. This technique will enable future works to study the effect of hydrodynamic imperfection of wells and the effect of formation permeability violation in their bottomhole zone on the reservoir pressure redistribution characteristics and well test results.

PL

Liczne badania laboratoryjne wykazały, że zmiana właściwości fizycznych i chemicznych oraz warunki geologiczne występowania węglowodorów zależą od głębokości usytuowania akumulacji. Należy zauważyć, że charakter zmiany właściwości ropy naftowej wraz z głębokością jest słabo rozpoznany. W niniejszej pracy podjęto próbę zbadania właściwości filtracyjnych rop anomalnych, biorąc pod uwagę ściśliwość w warunkach złożowych. Przeprowadzone prace wykazały, że gęstość, lepkość dynamiczna oraz zawartość żywic, siarki, parafiny i asfaltenów w różnych złożach ropy naftowej zależą głównie od głębokości. Określono właściwości filtracyjne tych rop, ujawniające się przy określonym ciśnieniu. Do omówienia uzyskanych prawidłowości wykorzystano wyniki modelowania procesów filtracji, prowadzących do powstania stref o zwiększonej ściśliwości ropy w głębokich złożach węglowodorów. Pozwala to na ustalenie charakterystyki filtracyjnej cieczy anomalnej z uwzględnieniem ściśliwości, które determinują ich wyższe wskaźniki jakościowe. Analiza pokazuje, że przy zagospodarowaniu złóż ropy naftowej o anomalnych właściwościach, przy przeliczaniu objętościowego natężenia przepływu poszczególnych odwiertów w warunkach złożowych, konieczne jest wykorzystanie wartości współczynnika objętościowego ropy, z uwzględnieniem jego właściwości nienewtonowskich. Technika ta umożliwia w przyszłych pracach badanie wpływu niedoskonałości hydrodynamicznej odwiertów i wpływu naruszenia przepuszczalności formacji w strefie przyodwiertowej na cechy redystrybucji ciśnienia złożowego, jak również na wyniki opróbowania odwiertów.

4

Biomonitoring studies and supervisory research for the purposes of underground gas storage and currently exploited natural gas deposits

Turkiewicz Anna, Janiga Marek

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 8

503--509

EN

This paper refers to several aspects of research studies supporting the oil and gas industry – in particular underground gas storage (UGS) in depleted deposits and salt caverns – and focuses on questions related to the formation of hydrogen sulphide contamination in reservoir conditions as well as on methods for limiting unfavourable biogenic phenomena. The main problem found at gas storage facilities is the activity of sulphate reducing bacteria (SRB). The elimination or limitation of H2S generation in microbiologically contaminated environments have been the subject of many extensive studies. Biocides, biocorrosion inhibitors and H2S scavengers are widely applied to protect reservoir structure, gas storage infrastructure as well as water-based drilling fluids from the negative effects of bacterial activity. One of the most popular biocidal products, recommended for oil and gas industry are triazine derivatives, laboratory tested in the presented biomonitoring studies. Triazine products prove very effective in biomass reduction and elimination of anaerobic bacteria, especially SRB. Before any industrial operation (based on technology of using biocides), it was necessary to analyse the sulphur compounds in the stored natural gas in different exploitation gas wells of UGS. It was also necessary to investigate the selection of a specific biocidal product and its proper concentration. A concentration that is too low may even stimulate the microbial growth; since the substance is not toxic for microorganisms, they may start to metabolise it. Moreover, the wrong choice of biocides may even generate an economic loss or environmental hazard. Generally, the application of biocides, H2S scavengers and nitrate-based treatment are one of the most effective world strategies to decrease microbiological contamination, which affects various areas of the oil and gas industry. These products have also been successfully applied to control bacterial growth in Polish natural gas wells. The issue of the influence of microorganisms and biomass on the permeability of reservoir rocks was also presented. In addition, the paper refers to biodegradation processes, that take place in the environment of drilling fluids. Also, the issue of choice of biocide/ H2S scavenger preparations for industrial applications is presented. The choice of chemicals includes efficiency tests of nanoparticles in contaminated media.

PL

Artykuł dotyczy kilku aspektów prac badawczych stanowiących wsparcie dla przemysłu nafty i gazu, głównie podziemnego magazynowania gazu w złożach sczerpanych i kawernach solnych. Skoncentrowano się na zagadnieniach związanych z powstawaniem skażeń siarkowodorowych w warunkach złożowych oraz na metodach ograniczania niekorzystnych zjawisk o charakterze biogennym. W obiektach magazynowania gazu duży problem stanowią aktywne bakterie redukujące siarczany z grupy SRB. Eliminacja lub ograniczenie zawartości siarkowodoru w skażonych mikrobiologicznie środowiskach jest przedmiotem wielu prac badawczych. Preparaty takie jak biocydy, inhibitory biokorozji lub neutralizatory H2S są często stosowane do ochrony struktury złożowej, obiektów magazynowych, jak również wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych przed niekorzystnym oddziaływaniem bakterii. Jednym z najbardziej popularnych środków biobójczych stosowanych w przemyśle nafty i gazu są pochodne triazyny, testowane również w ramach omawianych badań biomonitoringowych. Produkty triazynowe są bardzo efektywne w procesach redukcji biomasy oraz eliminacji bakterii beztlenowych, głównie z grupy SRB. Przed każdorazowym zabiegiem przemysłowym (opartym na technologii stosowania biocydów) niezbędne jest przebadanie zawartości związków siarki w magazynowanym gazie, pobranym z różnych odwiertów eksploatacyjnych podziemnego magazynu. Konieczny jest również dobór odpowiednich preparatów oraz wytypowanie optymalnych stężeń preparatów biobójczych. Zbyt niskie stężenie może bowiem stymulować wzrost mikroorganizmów, które są zdolne do wykorzystania danej substancji w procesach metabolicznych. Ponadto niewłaściwy dobór biocydu może powodować straty i wpływać negatywnie na środowisko przyrodnicze. Generalnie stosowanie biocydów, neutralizatorów siarkowodoru i związków azotanowych stanowi jedną z najbardziej skutecznych światowych strategii ograniczenia skażeń mikrobiologicznych w wielu obiektach złożowych. Wymienione wyżej środki chemiczne były również z sukcesem stosowane w polskich odwiertach gazowych. W artykule przedstawiono także problem wpływu mikroorganizmów i biomasy na przepuszczalność skał zbiornikowych. Ponadto nawiązano do zjawisk o charakterze biodegradacyjnym, które mają miejsce w środowisku płuczek wiertniczych. Zaprezentowano problematykę dotyczącą wspomnianego doboru preparatów typu biocyd/H2S scavenger do zastosowań przemysłowych z uwzględnieniem badań efektywności działania nanocząsteczek w skażonych mediach.

5

About impact of clogging phenomena on well productivity

Sultanova Arzu V., Mammadov Ramil M.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 1

20--27

PL

During the opening of a productive formation by drilling, penetration of clay particles from the drilling fluid into the leading filtration channels of the rock occurs. As a rule, productive formations are opened at pressures that are significantly higher than the formation pressure. The amount of hydrostatic repression depends on the density of the drilling fluid, the height of the liquid column, and the reservoir pressure. A classic example of the latter is the problem of studying changes in reservoir properties that occur at the drilling stage, where relatively small particles of drilling fluid penetrate along with the flow into the pore space. A decrease in the bottomhole zone permeability in oil wells leads to a significant decrease in oil production rates, and sometimes to their complete stop, which ultimately significantly affects the total oil recovery and economic indicators of the oil fields’ development. The decrease in permeability can be caused by many factors: • clogging of the bottomhole zone of the productive formation in the process of drilling a well; • formation of a crust in perforated channels during cumulative perforation; • colmatation of the bottomhole zone of the productive formation during the operation of the well; • clogging of perforated channels during well killing and subsequent clogging; • formation of deposits of paraffins and asphaltenes in the pores of the rock of the bottomhole zone of the well. Bottomhole zone damage (clogging) significantly affects the productivity of wells, and the permeability of the formation, determined by the results of hydrodynamic studies. At the same time, clogging is understood as damage of the bottomhole zone with drilling fluid when opening the productive formation, and deterioration of the properties of the bottomhole zone during cementing, perforation of the productive interval, swelling of clays, etc. This paper presents an analysis of laboratory and field studies of the influence of clogging on the productivity of wells when opening layers with different capacitive and filtration properties, and also provides an analytical estimation of this effect, both for vertical and horizontal wells.

EN

W czasie udostępniania formacji produktywnej poprzez wiercenie następuje przenikanie cząstek ilastych z płuczki wiertniczej do przestrzeni porowej skały. Formacje produktywne są z reguły udostępniane przy ciśnieniach, które są znacząco wyższe niż ciśnienia złożowe. Wielkość przeciwciśnienia hydrostatycznego zależy od gęstości płuczki wiertniczej, wysokości słupa cieczy oraz ciśnienia złożowego. Klasycznym przykładem tego ostatniego jest problem badania zmian właściwości zbiornikowych na etapie wiercenia, kiedy to stosunkowo niewielkie cząstki ilaste przenikają, wraz z płuczką wiertniczą, do przestrzeni porowej. Spadek przepuszczalności w strefie dennej odwiertów naftowych prowadzi do znaczącego spadku wydajności produkcji ropy, a czasem nawet do całkowitego zatrzymania wydobycia, co ostatecznie znacząco wpływa na wielkość całkowitego wydobycia ropy oraz wskaźniki ekonomiczne udostępnienia złoża ropy. Spadek przepuszczalności może być spowodowany wieloma czynnikami: • kolmatacją strefy dennej w obrębie formacji produktywnej na etapie wiercenia otworu; • tworzeniem się warstwy osadu w perforowanych kanałach podczas skumulowanej perforacji; • kolmatacją strefy dennej formacji produktywnej w czasie eksploatacji odwiertu; • blokowaniem kanałów perforacyjnych w czasie zatłaczania odwiertu i później; • tworzeniem się osadów parafin i asfaltenów w porach skały w strefie dennej odwiertu. Uszkodzenie strefy dennej odwiertu znacząco wpływa na wydajność odwiertów oraz przepuszczalność formacji złożowej, określoną przez wyniki badań hydrodynamicznych. Uszkodzenie jest jednocześnie rozumiane jako zanieczyszczenie strefy dennej płuczką wiertniczą przy udostępnianiu formacji produktywnej, pogorszenie się właściwości w strefie dennej w czasie cementowania lub perforacji interwału złożowego, pęcznienie iłowców, itp.

6

Zastosowanie muszli morskich jako kruszywa w betonach wodoprzepuszczalnych

Melais Fatma Zohra, Dorbani Kamar, Arabi Nourredine, Achoura Djamel

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 2

76--91

PL

Odzyskiwanie odpadów stanowi obecnie korzystne rozwiązanie z powodów technicznych i ekonomicznych. Celem tego badania jest ocena możliwości użycia muszli morskich do produkcji ekologicznego materiału odpowiadającego na problemy środowiskowe. Badania przedstawione w pracy skupiają się na zastąpieniu naturalnych kruszyw muszlami z recyklingu i badaniu ich wpływu na właściwości betonu wodoprzepuszczalnego. W tym celu przygotowano sześć mieszanek betonowych, z których trzy oparte były na naturalnych kruszywach z wapienia. Betony te miały porowatość 20% i różne zawartości cementu: 250, 300 i 350 kg/m3. Pozostałe trzy betony miały identyczne składy, z tym że zamiast naturalnych kruszyw zastosowano kruszywa z pokruszonych muszli. Otrzymane wyniki pokazują, że zastosowanie kruszonych muszli znacznie wpływa na właściwości badanych betonów. Wszystkie mieszanki betonowe wykazują duże wartości opadu stożka i małą gęstość. Zastosowanie kruszyw z muszli poprawia wytrzymałość mechaniczną, zwłaszcza wytrzymałość na rozciąganie w stanie stwardniałym. Mimo swojego kształtu, kruszywa z muszli użyte w tym badaniu nie wpływają na porowatość betonu, co powoduje uzyskaniem betonów o dobrej przepuszczalności.

EN

Waste recovery is now a favourable solution for technical and economic reasons. The purpose of this study is the valuation of marine co-products - seashells, whose goal is to produce an eco-material that responds to the environmental problem. The experimental study focuses on the idea of replacing natural aggregates with recycled shell aggregates and studying their influence on the properties of pervious concrete. For this purpose, six concrete mixtures were prepared, where three of them were based on natural crushed limestone aggregates with 20% of porosity but had different dosages of cement 250, 300, and 350 kg/m3. The other three concretes have identical compositions, except that crushed shell aggregates substitute the natural aggregates. The obtained results are showing that the use of crushed shells considerably influences the properties of the studied concretes. In the fresh state, all concretes present high slump values and low density. Using shell aggregates improves the mechanical resistance, especially the tensile strength, by bending for the hardened state. Despite their shapes, the shell aggregates used in this study do not affect the concrete porosity, and consequently, draining concretes with good permeability have been obtained.

7

Kinetics of the Binding Process of Furan Moulding Sands, Under Conditions of Forced Air Flow, Monitored by the Ultrasonic Technique

Matonis Natalia, Zych Jerzy

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

93--98

EN

The paper presents the results of research on the kinetics of the binding process of self-hardening moulding sands with an organic binder under conditions of forced air flow at various pressure values. Three moulding sands made using urea-furfuryl resin Furanol FR75A technology were studied. The moulding sands were prepared on a base of quartz sand with an average grain size of dL = 0.25, 0.29 and 0.37 mm, with permeability values of 306, 391 and 476 m2108Pa x s (for ρo = 1.60, 1.60 and 1.61 g/cm3 , respectively). The research was conducted for a resin content of 1% with a constant proportion of hardener to resin, which was equal to 50%. Samples of the tested moulding sands were blown with air at pressures of 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 bar. The kinetics of the hardening process was monitored using ultrasound technology, according to a previously developed methodology [1]. The research was carried out on an ultrasound testing station equipped with a temperature chamber and an airflow reducer. The tests were conducted at a temperature of 20°C, and of the air flow pressure on the changes in ultrasonic wave velocity in the hardening mouldins sand as a function of time, the kinetics of the hardening process, and the degree of moulding sand hardening were determined. Additionally, the influence of the moulding sand permeability on the course of the hardening process at a constant air flow pressure was determined.

8

Impact of the Different Moulding Parameters on Properties of the Green Sand Mould

Abdulamer Dheya

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 2

5--9

EN

Sand Casting process depends mainly on properties of the green sand mould, sand casting requires producing green sand mould without failure and breakage during separation the mould from the model, transportation and handling. Production of the green sand mould corresponding to dimensions and form of the desired model without troubles depends on the properties of the green sand. Ratio of constituents, preparation method of the green sand, mixing and pressing processes determine properties of green sand. In the present work, study effect of the moulding parameters of bentonite content, mixing time, and compactability percentage on the properties of the green sand mould have been investigated. Design of experiments through Taguchi method was used to evaluate properties of permeability, compressive strength, and tensile strength of the green sand. It was found that 47% of compactability, 9(min) of mixing time, and 6% of bentonite content gives highest values of these properties simultaneously.

9

Study on strength characteristics and permeability of chlorite schist during triaxial compression permeability

Wang Fuqi, Xue Weipei, Qiao Zhongdong, Wu Jun, Jing Laiwang

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

353--365

EN

In order to grasp the strength characteristics and permeability of chlorite schist, the triaxial compression permeability test of chlorite schist was carried out by using a rock triaxial servo testing machine equipped with seepage device. Based on the test results, the failure strength, initial permeability and permeability development of rock samples under different confining pressure and different pore water pressure are compared, and the failure types of rock samples under triaxial compression permeability and their influence on permeability are analyzed. The results show that the increase of confining pressure is conducive to the improvement of failure strength of chlorite schist, and the increase of pore water pressure reduces the failure strength, which is related to the inhibition of crack development in rock samples by confining pressure and the promotion of crack expansion by pore water pressure. The mechanical deformation of chlorite schist in triaxial compression permeability process has experienced initial compaction stage, linear elastic stage and crack stable propagation to failure stage. As a consequence, permeability shows three trends of decline, stable development and rise, which is closely related to the development of the internal structure of rock samples at each stage. During the failure of triaxial compression permeability, there is a local compression zone in chlorite schist, and the rising rate slows down due to the influence of the compression zone.

10

Estimation of the hydraulic parameters by using an alternative vertical electrical sounding technique: case study from semiarid Khanasser valley region, Northern Syria

Asfahani Jamal

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 2

997--1013

EN

Vertical electrical sounding technique (VES) is proposed as an alternative geoelectrical approach to estimate the hydraulic conductivity and transmissivity parameters related to the Quaternary aquifer of semiarid Khanasser valley, Northern Syria. Schlumberger array is used for carrying out the VES measurements, where three of them were made just near three existing boreholes for comparison. The conjoint analysis of the pumping tests results from the available three drilled boreholes, and the geoelectrical Dar-Zarrouk of transverse resistance (R) and longitudinal conductance (S) parameters resulted from VES interpretations allows to obtain the both parameters of the hydraulic conductivity and transmissivity Quaternary aquifer. Empirically calibrated relationship between hydraulic conductivity evaluated by using the available pumping test results and the transverse resistance (R) of the Quaternary aquifer is derived for those three boreholes. A very good agreement is noticed between the measured hydraulic conductivity from pumping tests and the one computed geophysically. The constructed calibrated relationship is thereafter applied to extrapolate and estimate both the hydraulic conductivity and the transmissivity parameters in thirty-four measured VES points in the Khanasser valley study area. Such an extrapolation allows deriving and characterizing the spatial variation maps of hydraulic conductivity and transmissivity in the study area. The acquired geophysical results give useful information, particularly on the groundwater potentiality of the study region. The developed alternative approach is successfully applied in the study area and can therefore be practiced for characterizing similar semiarid environments worldwide.

11

Retencja wodna nawierzchni

Szwedkowski Witold

Zieleń Miejska

|

2022

|

Nr 4

48--49

PL

W obszarze zurbanizowanym nawierzchnia utwardzona jest zawsze kompromisem. Niskie koszty budowy lub iluzja niskich kosztów utrzymania to w rzeczywistości tylko przesunięcie środków na inny obszar funkcjonowania miasta i jego mieszkańców. Inwestor, projektant i przyszli użytkownicy – wszyscy uczestnicy procesu projektowego – powinni mieć tego świadomość: nie ma nawierzchni idealnych. Oczywiście nie zwalnia nas to z moralnego obowiązku, by do ideału dążyć.

12

Evaluating the effect of aggregate size, cement content and water-cement ratio on performance of pervious concrete

Soltani Mehrtash, Moayedfar Reza, Yi Wen Polim Chan

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2022

|

Vol. 21, no. 1

63--79

EN

Flash floods belong to the worst natural disasters and cause serious economic damage every year. Hence, use of pervious pavements in order to reduce surface runoff and allow the water to penetrate the soil is an important factor in flooding reduction. The main objective of the paper is to study the influence of various parameters, such as water-cement ratio (0.32, 0.35 and 0.38), cement content (350 kg/m3, 450 kg/m3 and 550 kg/m<3) and aggregate size (2.83 mm, 5.66 mm and 8.00 mm), on the properties of pervious concrete in terms of water permeability, porosity and compressive strength. The obtained results revealed that aggregate size had the most significant effect on water permeability of pervious concrete. When a fixed water-cement ratio was considered, lower cement content provided higher porosity. Both in water permeability and porosity tests the highest values were observed for aggregate size of 8.00 mm. However, the results of the compressive strength test reached the highest value for the mixture with aggregate size of 5.66 mm, water-cement ratio of 0.35 and cement content of 550 kg/m3.

PL

Powodzie należą do najpoważniejszych katastrof naturalnych i corocznie powodują znaczne straty. Zastosowanie nawierzchni drenażowych w celu umożliwienia wnikania wody w podłoże i zmniejszenia spływu wód z powierzchni utwardzonych stanowi ważny element zapobiegania powodziom. Głównym celem artykułu jest przedstawienie wpływu parametrów takich jak współczynnik wodno-cementowy (0,32, 0,35 i 0,38), zawartość cementu (350 kg/m3, 450 kg/m3 i 550 kg/m3) oraz rozmiar ziaren kruszywa (2,83 mm, 5,66 mm i 8,00 mm) na właściwości betonu jamistego: wodoprzepuszczalność, porowatość i wytrzymałość na ściskanie. Uzyskane wyniki wskazują, że największy wpływ na porowatość i wodoprzepuszczalność ma rozmiar ziaren kruszywa. Przy stałym współczynniku wodno-cementowym niższa zawartość cementu skutkowała wyższą porowatością betonu. W badaniach wodoprzepuszczalności i porowatości najwyższe wartości zaobser- wowano dla kruszywa o uziarnieniu do 8,00 mm. Najwyższą wytrzy- małość na ściskanie uzyskano w przypadku betonu z kruszywem do 5,66 mm, współczynnikiem wodno-cementowym 0,35 i zawartością cementu 550 kg/m3.

13

Badania nad doborem materiałów blokujących do tymczasowego uszczelnienia ściany otworu

Jasiński Bartłomiej, Uliasz Małgorzata, Budak Paweł, Majkrzak Marcin, Kłyż Łukasz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 5

358--374

PL

Skały zbiornikowe charakteryzują się systemem szczelin i porów, w których nagromadzone są węglowodory, a zwykle także woda złożowa. Proces dowiercania wymaga zastosowania cieczy, które mogą zapewnić odpowiedni stopień uszczelnienia przestrzeni porowej skał strefy przyodwiertowej, a jednocześnie nie grożą trwałym uszkodzeniem przepuszczalności formacji. Przedostanie się nadmiernej ilości fazy stałej lub filtratu płuczkowego do skały złożowej może doprowadzić do trwałego uszkodzenia przepuszczalności, co skutkuje ograniczeniem lub całkowitym brakiem możliwości eksploatacji złoża węglowodorów. Cząstki stałe o wymiarach mniejszych od średnic porów skały wnikają w głąb i blokują kanały porowe, zmniejszając przepuszczalność tym skuteczniej, im są bardziej miękkie i elastyczne. Z kolei wnikający filtrat powoduje wystąpienie wielu zjawisk fizycznych i chemicznych w skale zbiornikowej, przy czym decydującą rolę odgrywają pęcznienie i dyspersja minerałów ilastych wchodzących w skład skały zbiornikowej oraz zjawiska adhezyjno-kapilarne. Niniejszy artykuł prezentuje wyniki badań przeprowadzonych w celu opracowania składów cieczy charakteryzujących się jak najlepszą zdolnością do wytwarzania ścisłego osadu uszczelniającego na ścianie otworu, który jednocześnie w jak najwyższym stopniu ograniczy uszkodzenie strefy przyodwiertowej poprzez minimalizację zjawiska wnikania do niej filtratu oraz cząsteczek fazy stałej zawartej w cieczach wiertniczych. W charakterze środków mostkujących, oprócz tradycyjnych blokatorów węglanowych, zastosowane zostały nowoczesne środki takie jak mielony hausmanit (tetratlenek trimanganu). Przeprowadzono badania nad doborem składu płuczki wiertniczej, której parametry reologiczne zapewnią zawieszenie fazy stałej w postaci różnych rodzajów blokatorów. Po opracowaniu płuczki bazowej jej skład modyfikowano poprzez dodatek różnych konfiguracji blokatorów. Zestawy blokatorów dodawanych do płuczki były zróżnicowane zarówno pod względem budowy chemicznej, jak i rozmiaru cząstek. Tak zmodyfikowane płuczki poddano badaniom właściwości technologicznych, takich jak: parametry reologiczne, filtracja API, pH. W kolejnym etapie przeprowadzono badania laboratoryjne uszkodzenia przepuszczalności próbek skały zbiornikowej pod wpływem oddziaływania płuczki bazowej oraz płuczek z dodatkiem blokatorów, a także badania filtracji przez rdzenie skalne. Na podstawie uzyskanych w toku realizacji pracy wyników badań określono, które z badanych składów są najbardziej efektywne w zapobieganiu uszkodzenia przepuszczalności skał strefy przyodwiertowej.

EN

Reservoir rocks are characterized by a system of fissures and pores in which hydrocarbons accumulate. The drilling process requires the use of liquids that are able to provide the appropriate degree of sealing to minimize the risk of damage to the deposit. Penetration of an excessive amount of the solid phase or filtrate into the deposit rock may lead to permanent damage to the permeability, which results in the limitation or complete inability to exploit the hydrocarbons. Solid particles with dimensions smaller than the rock pore diameters penetrate deep into and block the pore channels, reducing the permeability. In turn, the penetrating filtrate causes the occurrence of many physical and chemical phenomena in the reservoir rock, where the decisive role is played by the swelling and dispersion of clay minerals included in the reservoir rock as well as adhesive-capillary phenomena. This article presents the results of research carried out in order to develop liquid compositions characterized by the best ability to produce a tight sealing deposit on the borehole wall, which at the same time will minimize damage to the near-well zone by minimizing the penetration of filtrate and solid phase particles. As bridging agents, in addition to traditional carbonate blockers, modern agents such as ground hausmanite (trimanganese tetroxide) have been used. Research was carried out on the selection of the composition of the drilling fluid, the rheological parameters of which will ensure the suspension of the solid phase in the form of various types of bridging agents. Following the development of the base mud, its composition was modified by adding different bridging agents configurations. The sets of agents added to the drilling mud varied both in terms of chemical structure and particle size. Such modified drilling muds were tested for technological properties, such as rheological parameters, API filtration, and pH. In the next stage, laboratory tests were carried out on the damage to the permeability of reservoir rock samples under the influence of the base mud and muds with the addition of bridging agents, and filtration through the rock cores. Based on the research obtained in the course of the work, it was determined which of the tested compositions are the most effective in preventing damage to productive zone.

14

Visco-elastic fluid model in an inclined porous stenosed artery with slip effect and body acceleration

Manisha Rana, Kumar Surendra

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 4

82--104

EN

The present paper analyzes an unsteady magnetohydrodynamic blood flow model of an visco-elastic fluid through an inclined porous stenosed artery with body acceleration and slip effect. Navier-Stokes equations have been used to describe the blood flow model. The governing equation of blood flow is solved by an analytic method by considering blood as an incompressible, visco-elastic fluid, and suspension of RBC’s in plasma. Axial velocity, blood acceleration, flow rate, and shear stress are derived numerically by using the finite Laplace and Hankel transformation and their inverse. The effect of parameters such as the visco-elasticity parameter, Womersley number, Hartmann number, inclination angle, parameter of slip, and body acceleration frequency is analyzed. Axial velocity reduces as the Hartmann number and visco-elasticity parameter enhance and it enhances with the enhancement of the slip parameter and inclination angle. The study is beneficial for finding the effect of slip parameter, porosity factor and Hartmann number when a human body is exposed to MRI and CT scan.

15

Heat and mass transfer in a vertical channel flow through a porous medium in the presence of radiation

Guria M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 3

63--78

EN

An analysis is made of heat and mass transfer in a three dimensional flow between two vertical porous plates through a porous medium. Analytical solutions have been obtained using the perturbation technique. The effect of non-dimensional parameters on velocity, temperature and concentration field are shown graphically. It is seen that the main flow velocity decreases with an increase in both the radiation parameter and Schmidt number but increases with an increase in the thermal Grashoff number, mass Grashoff number as well as the permeability parameter. Variations of the shear stress at the left plate are given in a tabular form. It is seen that the shear stress due to the primary flow at the left plate increases with an increase in the Reynolds number but decrease with an increase in the Schmidt number. With the increase of both the radiation parameter and Reynolds number the temperature decreases. The concentration field also decreases with an increase of the Schmidt number. Variations of mass flux at the left plate are given in tabular form. It is seen that the mass flux at the left plate increases with increase in both Schmidt number or Reynolds number.

16

Właściwości betonu zawierającego przetworzone maseczki ochronne wykorzystywane podczas pandemii koronawirusa SARS-CoV-2

Koniorczyk Marcin, Bednarska Dalia, Omrani Iman Abbasi Nattaj, Masek Anna, Cichosz Stefan

Cement Wapno Beton

|

2022

|

R. 27, nr 1

2--13

PL

Wybuch pandemii COVID-19 spowodował tragiczne konsekwencje dla zdrowia publicznego oraz zwiększył produkcję odpadów medycznych, które mogą przyczyniać się do dalszego rozprzestrzeniania wirusa, zagrażać zdrowiu obywateli oraz środowisku naturalnemu. W celu ograniczenia tych problemów zaproponowano metodę przetwarzania maseczek ochronnych, w sposób umożliwiający ich powtórne użycie podczas produkcji betonu. W artykule przedstawiono wyniki badań opisujące wpływ dodatku przetworzonego odpadu medycznego na właściwości zawierającego go betonu. Wyznaczono wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie betonu sporządzonego z dodatkiem przetworzonych maseczek oraz betonu referencyjnego. Wykonano badania przepuszczalności właściwej przed i po ekspozycji na wysoką temperaturę w celu sprawdzenia, czy materiał otrzymany z recyklingu charakteryzuje się podobnymi właściwościami co stosowane włókna polipropylenowe. Dodatkowo wykonano badanie wpływu przetworzonych maseczek na ciepło hydratacji.

EN

Alongside with all its difficulties and tragic consequences, the outbreak of the COVID-19 pandemic has also caused a drastic increase in the amount of the generated healthcare wastes. Healthcare wastes can accelerate the further spread of the virus and threaten the health of citizens and the environment. In order to deal with this lateral problem of the on-going pandemic, facemask wastes were processed and recycled in concrete materials. The objective of this research was to investigate the influences of recycled facemask products on the performance of concrete. To do so, the compressive and splitting tensile strength tests were performed to assess the mechanical behaviour of concrete with and without of the recycled facemask products. Moreover, gas permeability test was conducted on the designed samples before and after exposure to fire temperature, to verify whether the proposed addition provides a similar effect like conventional polypropylene fibres, or not. The results were supplemented with the heat of cement hydration measurements.

17

Investigation of the physical and mechanical properties and durability of pervious concrete: a review

Pedram Makan, Madandoust Rahmat, Arabani Mahyar

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

577--591

EN

In recent years, the application of pervious concrete (PC) in urban areas has expanded mainly due to its high potential for controlling and guiding surface waters and floods. However, its poor mechanical properties compared to conventional concrete hinder its widespread application and limit it to parking lots, sidewalks, and local streets. Therefore, identifying the parameters effective on PC’s physical and mechanical properties and durability could help resolve its weaknesses and enhance its performance. This review article investigated and discussed the PC’s performance properties and weaknesses and explore the solutions available for improving these properties. Based on a review of the literature, the solutions included the PC’s mix design basic property variations and the incorporation of various additives. The common mixture utilized in most studies contained a water-to-cement ratio of 0.25:0.35, resulting in compressive strength of 7-27 MPa, porosity of 15-35%, and permeability of 0.2-1.22 mm/s.

18

Permeability, compressive strength and Proctor parameters of silts stabilised by Portland cement and ground granulated blast furnace slag (GGBFS)

Lindh Per, Lemenkova Polina

Archive of Mechanical Engineering

|

2022

|

LXIX, nr 4

667--692

EN

The study investigates the effect of Portland cement and ground granulated blast furnace slag (GGBFS) added in changed proportions as stabilising agents on soil parameters: uniaxial compressive strength (UCS), Proctor compactness and permeability. The material included dredged clayey silts collected from the coasts of Timrå, Östrand. Soil samples were treated by different ratio of the stabilising agents and water and tested for properties. Study aimed at estimating variations of permeability, UCS and compaction of soil by changed ratio of binders. Permeability tests were performed on soil with varied stabilising agents in ratio H WL B (high water / low binder) with ratio 70/30%, 50/50%, and 30/70%. The highest level of permeability was achieved by ratio 70/30% of cement/slag, while the lowest - by 30/70%. Proctor compaction was assessed on a mixture of ash and green liquor sludge, to determine optimal moisture content for the most dense soil. The maximal dry density at 1.12 g/cm 3 was obtained by 38.75% of water in a binder. Shear strength and P-wave velocity were measured using ISO/TS17892-7 and visualised as a function of UCS. The results showed varying permeability and UCS of soil stabilised by changed ratio of CEM II/GGBS.

19

Effect of using rice husk ash as partial replacement of cement on properties of fresh and hardened concrete

Ajwad Ali, Ahmad Sameel, Abdullah, Jaffar Syed Taseer Abbas, Ilyas Usman, Adnan Muhammad Ahmad

Architecture Civil Engineering Environment

|

2022

|

Vol. 15, no. 2

85--94

EN

Rice husk disposal has become a great challenge for Pakistan being one of the largest rice producer across the globe. Rice Husk Ash (RHA) contains sufficient pozzolanic properties which opens up opportunities for its usage as cementitious material as partial replacement of Ordinary Portland Cement (OPC). In this research RHA was added as cement replacement in different percentages by weight of cement i.e. 0%, 6%, 12%, 18% and 24% at constant mix ratio of 1:2:4 and water-cement ratio of 0.6 that is M15 grade concrete with a target strength of 15-20 MPa. The properties of concrete like workability, compressive strength, tensile strength, flexure strength, and water permeability were investigated by casting standard concrete samples in the form of cubes, cylinders and beams in addition to cost comparison study The outcomes show that workability of fresh concrete increases with an increase in RHA content and almost all concrete properties studied in this research gave more favorable results at 6% replacement level compared with the control mix.

20

Fuzzy support vector regression for permeability estimation of petroleum reservoir using well logs

Moosavi Nastaran, Bagheri Majid, Majid Nabi-Bidhendi, Heidari Reza

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 1

161--172

EN

In this paper we propose a three-step approach to predict permeability. First, by using Electrofacies Analysis (EA), data are classified into several clusters. We take advantage of EA to overcome abrupt changes of permeability which its unpredictability prevents a machine to be learned. EA is also helpful for wells that suffer from core data. Second, fuzzy membership functions are applied on data points in each Electrofacies Log (EL). Third, Support Vector Regression (SVR) is employed to predict permeability using fuzzy clustered data for areas with core missing data. To perform this process, we applied the proposed technique on four well sets of a gas field located in South of Iran; three wells devoted to training and the fourth remained for testing operation. Seven ELs derived using Multi Regression Graph-Based Clustering (MRGC) method. MRGC is able to estimate more appropriate number of clusters without prior knowledge compared to other three algorithms for our case-study area. Then, fuzzy membership functions applied to data. Thereafter, SVR applied to both fuzzy and not-fuzzy ELs. Consequently, the predicted permeability log for both fuzzy and not-fuzzy inputs correlated to real permeability (core data obtained from plugs in laboratory) in the test well. Finally, predicted permeability for each face merged together to make an estimated permeability for the whole test well. The results show that predicted permeability obtained from application of SVR on fuzzy data (FSVR) has a notably better correlation with core data for both clusters individually and the whole data compared to SVR.