Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

CO2 - CH4 sorption induced swelling of gas shales: An experimental study on the Silurian shales from the Baltic Basin, Poland

Miedzińska D., Lutyński M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 2

415--427

EN

The main aim of the research presented in the paper was to study the phenomena of shale swelling induced by CH4 and CO2 sorption. In the study, a Silurian gas shale sample from the Baltic Basin in Poland was used. Samples represented typical characteristic features of polish shale gas formations with relatively low total organic carbon (0.8%) and high clay mineral content. The first part of the study was devoted to competitive adsorption of CO2 and CH4. The second part was devoted to observation of the sorption induced swelling phenomena, where sample linear strains were monitored with the use of strain gauges. Swelling tests were conducted up to the pressure of approximately 8 MPa with CO2, CH4 and helium as the baseline. Experimental results were compared with the Seidle and Huitt model where Langmuir constants where determined with volumetric sorption tests. Results of the study showed that matrix swelling in case of CO2 adsorption was greater than in the case of CH4 adsorption. The swelling value was directly proportional to adsorption and was about 5 to 10 times smaller than in the case of coal. Sorption of methane and carbon dioxide in the gas-bearing shale was about 10-times lower than in hard coals. The Seidle and Huitt model developed for coals was equally suitable to describe the processes of shale swelling.

2

FEM analysis of proppant sticking in rock cracks

Kwietniewski M., Miedzińska D., Niezgoda T.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 2

55--65

EN

The problem of effective gas extraction from Polish shale rocks is an interesting research subject for scientists. A properly selected proppant, which protects cracks from closing during the fracturing process, inestimably contributes to an increase of extraction. Grains of proppant are transported along with a fracturing medium to reach the deepest regions of the crack. The proper support of the crack provides an easy flow of gas, therefore it is important in terms of extraction efficiency. This paper shows the interactions of a proppant grain with the crack surface in shale rock. FEM analysis was conducted to observe the stress region, which is generated as a result of pressing the grain into the crack surface. A model of a sphere which was pressed into the rock model with constant velocity was applied. The received results of stress depend on material properties and a range of proppant grain pressing.

PL

Terytorium Polski od kilku lat jest obiektem wzmożonych badań mających na celu opracowanie opłacalnej technologii wydobycia gazu z łupków. Polskie skały łupkowe różnią się pod względem fizycznym i chemicznym od tych występujących w Ameryce Północnej, są rozlokowane również na innej głębokości. Inna budowa skały stawia zatem nowe wyzwania dla wiertnictwa otworowego. Procesy szczelinowania zachodzą w nieco inny sposób, zatem konieczne jest opracowanie nowej technologii wydobycia. Jednym z ważniejszych aspektów tych badań jest dokładna analiza zachowania się skały obciążonej ciśnieniem szczelinowania. Do rozważenia jest tu mechanizm powstawania i propagacji pęknięcia oraz optymalny sposób podparcia szczeliny po zabiegu szczelinowania. Tę funkcję mają pełnić proppanty, które dostają się do złoża wraz z czynnikiem szczelinującym. Ziarenka, najczęściej ceramiczne o dużej twardości mają za zadanie zaklinować się w skale, aby utworzyć maksymalne rozwarcie szczeliny. Oczywiście, przy ogromnych naprężeniach wewnętrznych górotworu nastepuje wgniatanie ziaren w powierzchnię skały, co powoduje zmniejszenie przekroju poprzecznego szczeliny, a w skrajnych przypadkach może prowadzić do całkowitego zamknięcia szczeliny. Do analizy MES opracowano model geometryczny. Przyjęto, że model skały to czwarta część walca ze szczeliną w środkowej częćci o promieniu 1 mm. Wygenerowano model skały łupkowej o promieniu 8 mm oraz długości 10 mm. Analogicznie do modelu skały, przyjęto ziarenko proppantu jako 1/4 kuli. Dyskretyzację modelu przeprowadzono w oprogramowaniu LS – PrePost za pomocą elementów ośmiowęzłowych. Utworzony model składa się z 29554 elementów oraz 60696 węzłów.

3

Porównanie adsorpcji azotu, argonu i metanu na wybranym materiale skalnym

Dudek L.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 6

375--377

PL

W artykule przedstawiono teoretyczne podstawy adsorpcji, porównano izotermy adsorpcji azotu, argonu i metanu otrzymane dla materiału łupkowego złoża niekonwencjonalnego. Badania zostały wykonane za pomocą urządzenia TriStar II 3020 firmy Micromeritics w INiG – PIB (azot i argon) oraz 3Flex tej samej firmy w USA (metan). Przedstawiono wartości powierzchni właściwej obliczonej metodą BET dla azotu, argonu i metanu.

EN

Presented are the theoretical basis of adsorption, compared are adsorption isotherms of nitrogen, argon and methane obtained for a shale sample derived from a non-conventional deposit. The tests were carried out using the Micromeritics Tristar II 3020 in the Oil and Gas Institute – National Research Institute (nitrogen and argon) and the Micromeritics 3Flex apparatus in USA (methane). Values of BET surface area obtained from sorption of nitrogen, argon and methane are given.

4

Badania eksperymentalne wpływu dwutlenku węgla na strukturę porowatą i właściwości mechaniczne skały łupkowej

Miedzińska D.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2017

|

Vol. 66, nr 4

167--178

PL

Skały łupkowe są formacjami geologicznymi, może w nich występować materia organiczna, dzięki której mogą powstać niekonwencjonalne złoża gazu. Podczas ich interakcji z dwutlenkiem węgla, który może być stosowany jako czynnik szczelinujący do wydobycia gazu, zachodzi wiele zjawisk mających wpływ na strukturę i parametry wytrzymałościowe skały. W pracy przedstawiono badania zmian struktury skały łupkowej pod wpływem oddziaływania dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym oraz ich wpływ na właściwości wytrzymałościowe skały. Badania strukturalne zostały przeprowadzone przy użyciu technik mikroskopowych przy różnych powiększeniach obrazu. Jako test właściwości wytrzymałościowych przyjęto próbę jednoosiowego ściskania. W wyniku prac zaobserwowano pewną zależność. Im bardziej zmniejszyła się porowatość badanej próbki po infiltracji dwutlenkiem węgla w małych powiększeniach, tym bardziej zwiększyła się jej porowatość w dużych powiększeniach i tym mniejszą osiągnęła wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie.

EN

Shale rocks are geological formations which can be unconventional gas reservoirs. During their interaction with carbon dioxide, which can be used as a fracturing fluid in shale gas recovery process, many phenomena take place that can influence rock structure and mechanical properties. The research on changes in rock structure under super critical carbon dioxide interaction and their influence of shale properties were presented in the paper. The structural tests were carried out with the use of microscopic techniques with different resolutions of visualization. The uniaxial compression test was applied as a mechanical properties’ assessment experiment. As a result of research, some dependence was observed. The bigger decrease was in porosity after infiltration in lower zooms, the bigger increase in porosity in high zooms and mechanical properties was noticed.

5

Pore size distribution in shale gas deposits based on adsorption isotherm analyses

Dudek L.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 8

603--609

EN

Experimental isotherm data obtained for the samples collected from a selected shale gas borehole at the depth from 2803 to 2834 meters for both Argon and Nitrogen analysis at 77.4 K are presented. The results are compared for the mean value of Pore Size Distribution (PSD) using BJH (Barret–Joyner–Halenda) algorithm for desorption curves with application of thickness curve based on Halsey equation and also on Faas correction. Pore Size Distributions (PSD) and their volumes are characterized and compared for both the BJH and DFT (Density Functional Theory) methods.

PL

Przedstawiono eksperymentalne dane izotermiczne otrzymane dla próbek pobranych z wybranego odwiertu w niekonwencjonalnym złożu gazu z głębokości od 2803 do 2834 metrów, dla analizy z użyciem argonu i azotu w temperaturze 77,4 K. Porównano wyniki dla średnich wartości Rozkładu Wielkości Porów (ang. pore size distribution, tj. PSD) używając algorytmu BJH (ang. Barret–Joyner–Halenda) dla krzywych desorpcji z użyciem krzywej grubości zgodnie z równaniem Halsey’a oraz zastosowaniem poprawki Faas. Scharakteryzowano i porównano rozkład wielkości porów (PSD) i odpowiednio zajmowanych przez nie objętości przy użyciu metod BJH i DFT (ang. Density Functional Theory).

6

Wettability of shale rock as an indicator of fracturing fluid composition

Ksiezniak K., Rogala A., Hupka J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2015

|

Vol. 51, iss. 1

315--323

EN

Shales have become one of the main unconventional gas resources in the world. However, physicochemical properties of rocks are still at the center of research. There have been conducted major researches in wettability of shales by fluids and advances in understanding and control of shale rock wettability. Also influence of interfacial phenomena on a production capacity of reservoirs have been made. The aim of this study is to find a relationship between type of fracturing fluid used during shale gas recovery and shale rock wettability. The study is the first step to evaluate conditions, under which wetting occurs most intensely, how it can be controlled by changing a composition of fracturing fluid and how this composition effects the wetting mechanism. We present a characterization of porous materials by a capillary rise method to study shale wettability by water, oil and other fluids. This work describes the experimental contributions to understand the shale rock/fluid interactions through inquire of fluid role in wettability of shale rock.