Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania migracji gazu ziemnego w kontekście oddziaływania na środowisko

Kluk Dorota

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

218--229

PL

Zaostrzenie w ostatnich latach wymogów ochrony środowiska powoduje potrzebę działań zmierzających do minimalizacji niekorzystnego wpływu zjawisk towarzyszących pozyskiwaniu węglowodorów. Jednym z takich zjawisk są ekshalacje gazu ziemnego, które mogą zachodzić zarówno naturalnie, jak i być skutkiem antropopresji wynikającej z eksploatacji węglowodorów. W artykule zaprezentowano badania składu gleby oraz powietrza glebowego z obszarów prowadzenia działalności wydobycia węglowodorów. Na obszarach tych wytypowano lokalizacje, w których zamontowano sondy do poboru powietrza glebowego celem prowadzenia badań monitoringowych jego składu. Podczas montażu sond pobrano próbki gleby z różnych interwałów głębokościowych. Glebę analizowano pod kątem zawartości substancji określonych w obowiązujących przepisach prawnych (Dz.U. z 2016 r. poz. 1395). Ponadto, dla pełnego obrazu wpływu na środowisko gruntowo-wodne, w okolicach złóż węglowodorów przeprowadzono badania toksykologiczne. Do testów toksykologicznych gleb wytypowano organizmy żyjące w środowisku gruntowo-wodnym i wodach słodkich, a kryterium wyboru było ich zróżnicowanie wobec zależności troficznych poszczególnych poziomów – producentów, konsumentów i reducentów. Wybrane do badań toksykologicznych bioindykatory wykorzystane są w komercyjnie dostępnych mikrobiotestach typu ToxKit: Ostracodtoxkit F (konsumenci), Phytotoxkit (producenci) oraz Solid Phase Microtox®SPT (reducenci). Dla właściwej interpretacji uzyskanych wyników równolegle z prowadzonymi badaniami na obszarze potencjalnie zagrożonym wyciekiem gazu wykonywano tożsame badania okolicznego terenu (bez wpływu wydobycia) w celu ustalenia lokalnego tła geochemicznego. Wieloaspektowy monitoring, tj. badanie składu powietrza glebowego, parametrów fizycznych i chemicznych gleby oraz jej oddziaływania na organizmy żywe (bioindykatory) w okolicach potencjalnych źródeł migrującego gazu w odniesieniu do wyników lokalnego tła, umożliwia rejestrację mikrowycieków gazu. Uzyskane rezultaty badań w połączeniu z rozpoznaniem skali ekshalacji gazu ziemnego przyczynią się do podejmowania skutecznych działań na rzecz ograniczenia tego zjawiska do dopuszczalnych standardów stężeń emitowanych zanieczyszczeń.

EN

The tightening of environmental protection requirements in recent years has necessitated actions aimed at minimizing the adverse impacts of phenomena associated with the extraction of hydrocarbons. One such phenomenon is the exhalation of natural gas, which may occur both naturally and as a result of anthropopressure resulting from the exploitation of hydrocarbon deposits. The article presents research on the composition of soil and soil gas from hydrocarbon extraction areas. In these areas, locations were selected where soil air sampling probes were installed in order to conduct monitoring studies of its composition. During the installation of the probes, soil samples were taken from various depth intervals. The soil was analysed for the content of substances specified in applicable legal regulations (Polish Journal of Laws 2016, item 1395). Moreover, toxicological tests were carried out to provide a complete picture of the impact on the soil and water environment near hydrocarbon deposits. Organisms living in the soil-water environment and freshwater were selected to carry out soil toxicological tests, and the selection criterion was their diversity in relation to the trophic relationships of individual levels – producers, consumers, and decomposers. Bioassays were performed using commercially available microbiotests such as ToxKit Ostracodtoxkit F (consumers), Phytotoxkit (producers) and Solid Phase Microtox®SPT (reducers). For the proper interpretation of the obtained results, in parallel with the research carried out in the area potentially at risk of gas seepage, identical research was carried out on the surrounding area to determine the regional geochemical background. Multi-aspect monitoring, i.e., examination of the composition of soil air, physical and chemical parameters of soil, and soil impact on living organisms (bioindicators) in the vicinity of potential migrating gas outlets to the local background enables the identification of gas microseepage. The connection of the obtained research results with the recognition of the scale of natural gas exhalation will contribute to the implementation of effective actions aimed at limiting this phenomenon to permissible standards of concentrations of emitted pollutants.

2

Badania skuteczności środków pieniących do spieniania wód złożowych

Kluk Dorota, Steliga Teresa, Bęben Dariusz

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 1 (287)

14-17

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny środków powierzchniowo czynnych w kontekście możliwości ich wykorzystania do usuwania wody z zawodnionych odwiertów gazowych. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych na stanowisku badawczym symulującym kolumnę wydobywczą. Testy pienienia wykonano dla kompozycji wód złożowych, pobranych z odwiertów W-8, WG-1 oraz Ż-11, ze środkami pianotwórczymi występującymi w formie świec (BioCond 30, BioAcid 30/380, BioCond Plus 30/380). Wykonane analizy fizyczno-chemiczne wód złożowych wykazały, że są one wysoko zmineralizowanymi solankami o zróżnicowanych zawartościach substancji organicznych i nieorganicznych. Testy pienienia wód złożowych prowadzono kolejno z dawkami środków powierzchniowo czynnych: 1,5, 3,0 oraz 5,0 g/m3. Kryterium wyboru środka pianotwórczego stanowiły skuteczność działania przy jak najniższej dawce wprowadzanej do wody złożowej. Wyniki przeprowadzonych prac umożliwiły wybór optymalnych rodzajów i dawek środków powierzchniowo czynnych do celów odwadniania odwiertów, przyczyniając się do zwiększenia stopnia sczerpania złoża.

EN

The article discusses the results of research on the evaluation of surfactants in the context of the possibility of using them to remove water from waterlogged gas wells. The tests were carried out in laboratory conditions on a test stand simulating a mining column. Foaming tests were performed for reservoir waters collected from the W-8, WG-1 and Ż-11 wells and foaming agents in solid form (BioCond 30, BioAcid 30/380, BioCond Plus 30/380). The physical and chemical analyzes of the reservoir waters showed that they are highly mineralized brines with various contents of organic and inorganic substances. The foaming tests of reservoir waters were carried out sequentially with the doses of surfactants: 1.5, 3.0 and 5.0 g/m3. The criterion for the selection of the foaming agent was the effectiveness at the lowest dose introduced to the formation water. The results of the conducted works made it possible to select the optimal types and doses of surfactants for the purpose of well drainage, contributing to an increase in the depletion of the deposit.

3

Badania wpływu środków pieniących na skuteczność wynoszenia wody złożowej z odwiertu

Kluk Dorota, Steliga Teresa, Bęben Dariusz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 6

420--427

PL

W artykule zaprezentowano badania spienialności wód złożowych za pomocą środków powierzchniowo czynnych (SPCz) o handlowych nazwach BioLight 30/380, BioAcid 30/380 oraz BioCond Plus 30/380. Stosowane SPCz występowały w postaci świec pieniących. Wody poddawane testom pienienia charakteryzowały się różnorodnymi parametrami fizycznymi i chemicznymi, szczególnie pod kątem mineralizacji (260–311 664 mg/dm3 ) i zawartości substancji organicznych (0–102 mg/dm3 ). Testy wpływu środków pieniących na skuteczność spieniania i wynoszenia wód złożowych z odwiertu prowadzono na stanowisku laboratoryjnym symulującym kolumnę wydobywczą gazu ziemnego. Podczas testów pienienia wód złożowych, prowadzonych kolejno z dawkami środków powierzchniowo czynnych: 1,5 g/m3 , 3,0 g/m3 oraz 5,0 g/m3 , wykonywano pomiary: napięcia powierzchniowego wody, objętości wytworzonej piany w funkcji czasu oraz wypienionej wody złożowej. Kryterium wyboru efektywności działania środka powierzchniowo czynnego dla badanej wody było jej skuteczne wynoszenie w strukturze piany z instalacji symulującej zawodniony odwiert gazowy oraz minimalizacja dawki wprowadzanego do wody środka pianotwórczego. Wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych uzyskane w ramach realizowanej pracy umożliwiły zaproponowanie efektywnie działających środków powierzchniowo czynnych w kontekście spieniania i wynoszenia wód złożowych z odwiertu. W praktyce powiązanie wyników badań laboratoryjnych z rodzajem i dawkowaniem środków pieniących, z właściwościami wody złożowej i parametrami eksploatacji złoża gazu pozwoli na wskazanie, jakie środki i w jakich ilościach mogą w efektywny sposób usprawnić eksploatację danego rodzaju złoża gazu ziemnego. Wyniki prac przyczynią się do zwiększania stopnia sczerpania zasobów geologicznych złóż węglowodorów.

EN

The article presents studies of formation water foamability using surfactants with the trade names BioLight 30/380, BioAcid 30/380 and BioCond Plus 30/380. Foaming candles were used as the surfactants. The waters subjected to foaming tests were characterized by various physical and chemical parameters, especially in terms of mineralization (260–311,664 mg/dm3 ) and the content of organic substances (0–102 mg/dm3 ). Tests of the effect of foaming agents on the effectiveness of foaming and raising formation water from the borehole were carried out on a laboratory stand simulating a natural gas well. During the tests of formation water foaming, carried out successively with surfactants doses of 1.5, 3.0 and 5.0 g/m3 , the following measurements were made: surface tension of water, volume of generated foam as a function of time and foamed formation water. The criterion for choosing the effectiveness of the surfactant for the tested water was: effective removal of water in the form of foam from the installation simulating a flooded gas well and the minimization of the dose of the foaming agent introduced into the water. In practice, linking the results of laboratory tests with the type and dosage of foaming agents, formation water properties and exploitation parameters of gas reservoir will make it possible to indicate which agents and in what quantities can effectively improve the exploitation of a given type of natural gas deposit. The results of the works will contribute to increasing the degree of depletion of geological resources of hydrocarbon deposits.

4

Badanie efektywności metod usuwania substancji ropopochodnych i osadów z wód w procesach ich oczyszczania

Kluk Dorota, Steliga Teresa, Jakubowicz Piotr

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 2

128--140

PL

W artykule zaprezentowano zagadnienia związane z oczyszczaniem wód złożowych z substancji ropopochodnych i osadów. W prowadzonych badaniach szczególny nacisk położono na techniki koagulacji i flokulacji oraz stosowanie materiałów obciążeniowych w procesie oczyszczania wód. Materiałem badawczym były cztery rodzaje wód złożowych, które pobrano z separatorów odwiertów eksploatujących złoża gazu ziemnego. Wody te charakteryzowały się dużą rozpiętością zawartości substancji nierozpuszczonych (5–271 mg/dm3 ) i ropopochodnych (65,2–1368,5 mg/dm3 ), a także zróżnicowanym stopniem mineralizacji. Zawartość substancji rozpuszczonych oznaczono w granicach od 247 mg/dm3 do 119 839 mg/dm3 . Podczas laboratoryjnego procesu oczyszczania wód szczególną uwagę zwrócono na koagulację i flokulację zanieczyszczeń w nich zawartych. W tym celu spośród dostępnych na rynku koagulantów wytypowano i przetestowano koagulanty glinowe: Kemira PAX XL 10, Kemira PAX XL 19F oraz Flokor 1 ASW, natomiast flokulantem był Stabpol. Dla każdego koagulantu wykonano serię badań pozwalającą na ustalenie jego optymalnej dawki. Proces oczyszczania wód zawierających substancje ropopochodne i osady prowadzono również z zastosowaniem substancji balastującej, którą był preparat bentonitowy DuoBent 1. Oceny efektywności procesu oczyszczania wód dokonywano na podstawie porównania wyników pomiarów mętności, wskaźnika ChZT(Cr) oraz zawartości żelaza ogólnego w wodach zanieczyszczonych oraz po poszczególnych etapach ich oczyszczania. Przeprowadzone próby oczyszczania wód zawierających różnego rodzaju osady i substancje ropopochodne podsumowano wyborem optymalnych rodzajów i dawek koagulantów lub substancji balastującej. Ponadto w artykule wykazano, że usuwanie zawiesin z wód złożowych można przeprowadzić z zastosowaniem jedynie środka bentonitowego (DuoBent 1), bez wprowadzania dodatkowych chemikaliów. Preparat ten należy do grupy naturalnych minerałów ilastych. Jego wykorzystanie do oczyszczania wody jest obiecujące ze względu na powszechność występowania, niską cenę i możliwość adsorpcji wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, w tym metali ciężkich występujących w wodzie. Przedstawione w artykule wyniki prac laboratoryjnych sugerują korzystne efekty technologiczne związane z efektywnym usuwaniem substancji ropopochodnych i osadów z wód w kontekście przygotowania ich do nawadniania złóż (wtórne metody wydobycia ropy naftowej ze złóż węglowodorów) oraz możliwości wykorzystania jako wód użytkowych.

EN

The article presents issues related to the purification of reservoir waters from petroleum substances and sediments. In the study, particular emphasis was placed on application of coagulation and flocculation and use of load materials in the purification of water. The research material consisted of four types of reservoir water, which were collected from the separators wells exploiting natural gas deposits. These waters were characterized by a large range of the content of undissolved substances (5–271 mg/dm3 ), petroleum substances (65.2–1368.5 mg/dm3 ) and a varied degree of mineralization. The content of dissolved substances was determined in the range from 247 to 119 839 mg/dm3 . In the process of water treatment by coagulation and flocculation, carried out in laboratory conditions, Kemira PAX XL 10, Kemira PAX XL 19F and Flokor 1 ASW were used as a coagulant, while Stabpol was used as a flocculant. For each coagulant, a series of tests was performed to determine its optimal dose. The process of water purification from petroleum substances and sediments was also carried out with the use of a ballast substance, which was the DuoBent 1 bentonite preparation. The effectiveness of the water treatment process was assessed by a comparison of the results of turbidity measurements, the COD (Cr) index and the total iron content in polluted water samples and after individual stages of their treatment. The effectiveness of the water treatment process was assessed by comparing the degree of turbidity of the solution above the sediment before and after adding a different amount of coagulant, flocculant and sedimentbalancing material. Research results presented in this paper show that the removal of suspended solids from formation waters can be carried out with the use of a properly prepared bentonite agent (DuoBent 1) with no addition of any other chemicals. This preparation belongs to the group of natural clay minerals, the use of which in water purification applications is promising due to the availability, low price and adsorption capacity of all kinds of organic and inorganic substances contamination, including heavy metals present in water. The results of laboratory work presented in the article suggest favourable technological effects related to the effective removal of petroleum substances and sediments from water in the context of their preparation for irrigation (methods for enhancing recovery of crude oil from hydrocarbon reservoirs) and the possibility of using them as utility waters.

5

Określenie możliwości zastosowania symulacji komputerowej do przewidywania kierunku przebiegu reakcji podczas zatłaczania wód złożowych

Jakubowicz Piotr, Steliga Teresa, Kluk Dorota, Wojtowicz Katarzyna

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 4

244--254

PL

Obecnie praktycznie całość wód wydobytych w procesie eksploatacji węglowodorów zostaje zagospodarowana poprzez zatłoczenie do wyeksploatowanych złóż. Zmiany parametrów fizyczno-chemicznych (pH, potencjału redox, temperatury itp.) wody podczas wydobycia oraz kontakt wody zatłaczanej z obecną w złożu wodą rodzimą i skałą złożową mogą skutkować wytrącaniem cząstek osadów i zawiesin. Powoduje to kolmatację strefy przyodwiertowej i ograniczenie ilości wody możliwej do zatłoczenia odwiertem chłonnym. Z uwagi na wysoki stopień skomplikowania układu woda zatłaczana–woda złożowa–skała zbiornikowa oraz szeroki wachlarz oddziaływań pomiędzy poszczególnymi składnikami dysponowanie danymi analitycznymi nie zawsze pozwala na prawidłową interpretację przebiegu procesów i określenie ich wpływu na przepuszczalność strefy przyodwiertowej. Wykorzystując wyniki analiz fizyczno-chemicznych składu próbek wód separatorowych o zróżnicowanych właściwościach – dwie próbki o niskiej mineralizacji S1K (575 mg/dm3 ) i S4K (551 mg/dm3 ), próbka o wysokiej mineralizacji S2K (306 428 mg/dm3 ) i próbka o średniej mineralizacji S3K (79 858 mg/dm3 ) – przeprowadzono obliczenia z wykorzystaniem programu PHREEQC dla trzech baz danych: phreeqc.dat, wateq4f.dat oraz pitzer.dat. Stwierdzono, że w przypadku wód o niskiej mineralizacji wyniki uzyskane na podstawie każdej z baz danych są zbliżone dla minerałów występujących we wszystkich bazach. Natomiast w przypadku roztworów o wysokiej mineralizacji pojawiają się wyraźne różnice w otrzymanych rezultatach. Obliczone indeksy rozpuszczalności pozwoliły na określenie kierunku przebiegu reakcji wytrącania/rozpuszczania poszczególnych minerałów w złożu i wskazanie zagrożeń – głównie ze względu na powstające osady związków żelaza – dla pracy odwiertu zatłaczającego. Przeprowadzono także badania laboratoryjne mieszania wód, podczas których zaobserwowano powstawanie osadów tlenków żelaza, mogących uszkadzać strefę przyodwiertową, co potwierdziło dane uzyskane podczas symulacji komputerowych.

EN

Currently, practically the entire volume of water extracted in the process of hydrocarbon exploitation is utilized by injection into deposits. Changes in the physico-chemical parameters (pH, red-ox potential, temperature, etc.) of the water during extraction and the contact of the injected water with the native water and deposit rock may result in the precipitation of sediment particles and suspensions. It causes clogging of the near-wellbore zone and limits the amount of water that can be injected with the injection well. Due to the high complexity of the system: the injected water–reservoir rock, and a wide range of interactions between individual components, the analytical data does not always allow for the correct interpretation of the course of the processes and determination of their impact on the permeability of the near-well zone. Using the results of physico-chemical analyses of the composition of separator water samples with different properties – two samples with low mineralization S1K (575 mg/dm3 ) and S4K (551 mg/dm3 ), a sample with high S2K (306 428 mg/dm3 ) and medium mineralization S3K (79 858 mg/dm3 ) – calculations were performed using the PHREEQC program for the three databases: phreeqc.dat, wateq4f.dat and pitzer.dat. It was found that in the case of low mineralization waters, the results obtained in each of the databases are similar for the minerals present in all the databases. However, in the case of solutions with high mineralization, there are significant differences in the obtained results. The calculated solubility indices allowed to determine the direction of the precipitation/dissolution reaction of individual minerals in the deposit and to indicate the risks, mainly with the formation of iron compounds deposits, for the operation of the injection well. Laboratory tests of water mixing were also carried out. The formation of iron oxide deposits that could damage the near-well zone was observed, which confirmed the results obtained during computer simulations.

6

Badania możliwości zastosowania materiałów obciążających do wspomagania oczyszczania wód złożowych

Janocha Andrzej, Kluk Dorota

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 4

255--263

PL

W artykule zaprezentowano zagadnienia związane z oczyszczaniem wód złożowych z zawiesin i osadów. W prowadzonych badaniach szczególny nacisk położono na techniki stosowania materiałów obciążeniowych w procesie oczyszczania wód. Materiałem badawczym były cztery rodzaje wód złożowych, które pobrano z separatorów odwiertów eksploatujących złoża gazu ziemnego. Wody te charakteryzowały się wysokimi zawartościami zawiesin (76–176 mg/dm3 ) oraz zróżnicowanym stopniem mineralizacji. Zawartość substancji rozpuszczonych oznaczono w granicach od 401 mg/dm3 do 306 428 mg/dm3 . Wydobyte wody złożowe w chwili obecnej zagospodarowane są najczęściej poprzez zatłoczenie ich do horyzontów chłonnych w wyeksploatowanych złożach węglowodorów. Przygotowanie wód do zatłoczenia ogranicza się jedynie do usunięcia łatwo opadających stałych cząstek i zawiesin obecnych w wydobywanych wodach złożowych. Porowatość i przepuszczalność skał złożowych determinuje rozmiary cząstek stałych obecnych w wodzie, które mogą zostać wtłoczone do wolnych przestrzeni w ośrodku porowatym. W procesie oczyszczania wód na drodze koagulacji i flokulacji, prowadzonych w warunkach laboratoryjnych, jako koagulant zastosowano Flokor ASW, natomiast flokulant stanowił Stabpol. Osady pokoagulacyjne charakteryzują się wysokim uwodnieniem, w związku z czym ich gęstość jest zbliżona do gęstości wody, w wyniku czego sedymentacja cząstek osadów wymaga długiego czasu. W celu zwiększenia szybkości sedymentacji cząstek zawartych w oczyszczanych wodach do roztworów wprowadzano kolejno materiały balastujące, którymi były piasek kwarcowy oraz preparaty bentonitowe: bentonit pylisty i preparat bentonitowy DuoBent 1. Efektywność procesu oczyszczania wód oceniano, porównując stopień zmętnienia roztworu nad osadem przed i po dodaniu różnej ilości koagulantu, flokulantu i materiałów balastujących osady. Pomiar mętności badanych roztworów umożliwia oszacowanie zawartości w nich zawiesin i koloidów. Przeprowadzono badania laboratoryjne w zakresie możliwości wykorzystania wybranych materiałów balastujących zawiesiny w procesie oczyszczania wód złożowych. Określono efektywne dawki materiałów balastujących zalecanych do stosowania celem separacji zawiesin z wód złożowych. W artykule wykazano, że usuwanie zawiesin z wód złożowych można przeprowadzić z użyciem odpowiednio spreparowanego środka bentonitowego (DuoBent 1) bez wprowadzania dodatkowych substancji chemicznych. Dawki preparatu bentonitowego DuoBent 1 dozowane do wysokozmineralizowanych wód złożowych w celu usunięcia mętności są stosunkowo niewielkie. Wprowadzenie do oczyszczanych wód preparatu bentonitowego w ilościach powyżej 0,2 g/dm3 powoduje uzyskanie wysokiej klarowności wody przeznaczonej do zatłaczania (mętność na poziomie 0–5 FAU). Wyniki przeprowadzonych badań mogą zostać wdrożone do praktycznego stosowania opisanej prostej metody oczyszczania wód złożowych przed zatłoczeniem do górotworu.

EN

The article presents the issues related to of the removal of suspensions and sediments from reservoir waters. In the conducted research, particular emphasis was placed on the techniques of using loading materials in the water treatment process. The research materials were four types of reservoir water, which was collected from the separators of wells exploiting natural gas deposits. These waters were characterized by high suspended solids (76–176 mg/dm3 ) and a varied degree of mineralization. The content of dissolved substances was determined in the range from 401 to 306 428 mg/dm3 . The extracted reservoir waters are currently most often utilized by pumping into the absorbing horizons in depleted hydrocarbon reservoirs. The preparation of water for injection is limited only to the removal of easily settling solid particles and suspensions present in the extracted formation waters. The porosity and permeability of the deposit rocks determine the size of solid particles present in the water that can be forced into voids in the porous medium. In the process of water treatment by coagulation and flocculation, carried out in laboratory conditions, Flokor ASW was used as a coagulant, while Stabpol was used as a flocculant. Postcoagulation sludge is highly hydrated, so that its density is close to that of water, as a result of which sedimentation of sludge particles takes a long time. In order to increase the sedimentation rate of particles contained in the treated waters, ballasting materials, which were quartz sand and bentonites: powdery bentonite and bentonite preparation DuoBent 1, were successively introduced into the solutions. The effectiveness of the water treatment process was assessed by comparing the degree of turbidity of the solution above the sediment before and after adding a different amount of coagulant, flocculant and sediment-balancing materials. The turbidity measurement of the tested solutions allows to estimate the content of suspensions and colloids in them. Laboratory tests were carried out on the possibility of using selected materials ballasting suspensions in the process of reservoir water treatment. Effective doses of ballast materials recommended for use in the separation of suspensions from formation waters were determined. Research results presented in this paper show that the removal of suspended solids from formation waters can be carried out with the use of a properly prepared bentonite agent (DuoBent 1) with no need of adding other chemical compounds. The doses of the DuoBent 1 bentonite preparation, dosed into highly mineralized reservoir waters in order to remove turbidity, are relatively small. Adding bentonite into the treated waters in amounts exceeding 0.2 g/dm3 results in obtaining high clarity of the water intended for injection (turbidity at the level of 0–5 FAU). The results of the research can be implemented for practical use as a simple method of purifying reservoir water prior to injection into the formation.

7

Badania kompatybilności wód złożowych z utworów cechsztynu i czerwonego spągowca w aspekcie zatłaczania do warstw chłonnych

Kluk Dorota

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 7

474--483

PL

W artykule zaprezentowano wybrane problemy dotyczące zjawisk towarzyszących zatłaczaniu wód złożowych do horyzontów chłonnych odpowiadających za kolmatację strefy przyodwiertowej. Materiał badawczy stanowiły wody złożowe wydzielane w instalacjach kopalnianych (separatory odwiertów usytuowane w utworach dolomitowych, wapienia cechsztyńskiego oraz piaskowcach czerwonego spągowca) pracujących na obszarze Niżu Polskiego. Wyniki przeprowadzonych analiz fizycznych i chemicznych materiału badawczego posłużyły do wykonania symulacji mieszania się różnorodnych wód. Symulacje zrealizowano za pomocą programu komputerowego AquaChem. Określono możliwości wytrącania się osadów węglanowych (indeksy: nasycenia Langeliera, stabilności Ryznara) oraz korozyjności (indeks Larsona–Skolda) analizowanych wód i ich mieszanin. Otrzymane wyniki symulacji mieszania wód o różnorodnych parametrach fizycznych i chemicznych zostały skonfrontowane z wynikami testów ich kompatybilności przeprowadzonymi w warunkach laboratoryjnych. Zrealizowane badania kompatybilności wód złożowych, wykonane pod kątem bezpiecznego ich magazynowania w odwiertach chłonnych, wykazały, że wody pochodzące ze złóż w tej samej skale zbiornikowej są ze sobą kompatybilne. W przypadku mieszania wód pochodzących z różnych złóż niejednokrotnie zanotowano brak ich kompatybilności. Konieczne jest zatem wykonanie analiz fizycznych i chemicznych mieszanych wód każdorazowo przed ich zatłoczeniem. Uzyskane wyniki będą pomocne w podejmowaniu działań zmierzających do eliminacji potencjalnych niebezpieczeństw mogących wystąpić podczas zatłaczania wód do horyzontów chłonnych. Na podstawie wniosków z przeprowadzonych badań zaproponowano zestaw technik i technologii pozwalający na przygotowanie wydobytych wód złożowych do zatłoczenia. Wskazane wytyczne w szczególności dotyczą ochrony odwiertu chłonnego przed uszkodzeniem strefy przyodwiertowej.

EN

The research material were reservoir waters separated in mine installations (well separators located in dolomite formations, Zechstein limestone and Rotliegend sandstones) working in the Polish Lowland. The results of physical and chemical analyses of the research material were used to simulate mixing of various waters. The simulations were made using the AquaChem computer program. Possibilities of carbonate precipitation (Langelier saturation index, Ryznar stability index) and corrosivity (Larson-Skold index) of the analysed waters and their mixtures were determined. The obtained simulation results of mixing water with various physical and chemical parameters were confronted with the results of tests of their compatibility carried out in laboratory conditions. The conducted tests of reservoir water compatibility, carried out in terms of their safe storage in absorbent wells, have shown that waters from deposits in the same reservoir rock are compatible with each other. In the case of mixing waters from different deposits, their incompatibility has been noted many times. It is therefore necessary to perform physical and chemical analyses of mixed waters each time before they are injected. The obtained results will be helpful in undertaking actions aimed at elimination of potential dangers that may occur during injection of water into absorbtive horizons. On the basis of the conclusions resulting from the research, a set of techniques and technologies was proposed that would allow the preparation of extracted reservoir waters for injection. Its guidelines in particular relate to the near-wellbore damage protection of injection well.

8

Potential of Helianthus annuus for phytoremediation of lead, zinc, total petroleum hydrocarbons (TPH) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contaminated soil

Kluk Dorota, Steliga Teresa

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 7

379--387

EN

This paper describes the results regarding effectiveness of treatment of soils contaminated with heavy metals (lead, zinc), total petroleum hydrocarbons (TPH) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): naphthalene (Nap), phenanthrene (Phe), fluoranthene (Flt), chrysene(Chr), in the process of phytoremediation carried out a laboratory scale with the plant Helianthus annuus. The reason behind the work was to investigate how plant vegetation can reduce the concentration of heavy metals in the soil and how the presence of petroleum substances and polycyclic aromatic hydrocarbons affect the efficiency of their removal. The analysis was based on the dynamics of cleaning the contaminated soils which contained periodic testing on physical, chemical and toxicological properties of: uncontaminated soil, soil contaminated with TPH and PAHs, soil contaminated with heavy metals, soil contaminated with heavy metals and petroleum substances. Phytoremediation of soils and its effectiveness in pot experiments was assessed based on physical and chemical soil analyses as well as five microbiotests applying organisms belonging to three trophic levels: producers (PhytotoxkitTM and Spirodela Duckweed Toxkit), consumers (OstracodtoxkitTM) and decomposers (Microtox ®STP, MARA). The conducted research has shown that combining the results of chemical analyzes and biological tests on contaminated soils enable a real ecotoxicological assessment of environmental hazards. Six-month long phytoremediation of soils contaminated with heavy metals (Pb, Zn), and heavy metals together with petroleum substances (TPH, PAHs), yielded results in terms of a content reduction of: lead (from of 472–495 mg/kg dry mass of soil to 226–318 mg/kg d.m.), zinc (from 998– 1030 mg/kg d.m. to 520–656 mg/kg d.m.), TPH (from 4806-4824 mg/kg d.m. to 2774–3180 mg/kg d.m.) and PAH (removal rates of Nap: at 28,0–29.9%, Phe: at 25.1–27.0%, Flt: at 24–26,3%, Chr: at 14.5–18.6%). After finishing the experiment the content of lead and zinc in the plant biomass was also measured. Based on the obtained results, conclusions were made regarding issues related to usage of phytoremediation to clean contaminated soils depending on the concentration and type of toxic substance.

PL

: W artykule opisano wyniki efektywności oczyszczania gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi (ołów, cynk), substancjami ropopochodnymi oraz wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, takimi jak: naftalen (Nap), fenantren (Phe), fluoranten (Flt), chryzen (Chr), na drodze fitoremediacji, do której przeprowadzenia wykorzystano Helianthus annuus. Badania odbywały się w skali laboratoryjnej. Celem prowadzonych prac było zbadanie, jak wegetacja roślin może ograniczyć stężenie metali ciężkich w glebie oraz w jaki sposób obecność substancji ropopochodnych i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych wpływa na efektywność ich usuwania. Analiza dynamiki oczyszczania skażonych gleb polegała na periodycznym badaniu właściwości fizycznych, chemicznych i toksykologicznych: gleby niezanieczyszczonej, gleby zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi TPH i WWA, gleby zanieczyszczonej metalami ciężkimi oraz gleby zanieczyszczonej metalami ciężkimi w obecności substancji ropopochodnych. Ocenę efektywności fitoremediacji gleb w eksperymentach wazonowych prowadzono na podstawie wyników analiz fizycznych i chemicznych gleb oraz pięciu mikrobiotestów zawierających organizmy należące do trzech poziomów troficznych: producentów (Phytotoxkit™ i Spirodela Duckweed Toxkit), konsumentów (Ostracodtoxkit™) oraz reducentów (Microtox® SPT, MARA). Wykonane badania wykazały, że połączenie wyników analiz chemicznych i testów biologicznych zanieczyszczonych gruntów umożliwia realną ekotoksykologiczną ocenę zagrożenia dla środowiska. W wyniku prowadzonego sześciomiesięcznego procesu fitoremediacji gleb skażonych metalami ciężkimi (Pb, Zn) oraz metalami ciężkimi, TPH i WWA osiągnięto obniżenie zawartości: ołowiu (z zakresu 472–495 mg/kg s.m. do 226–318 mg/kg s.m.), cynku (z poziomu 998–1030 mg/kg s.m. do 520–656 mg/kg s.m.), TPH (z 4806–4824 mg/kg s.m. do poziomu 2774–3180 mg/kg s.m.) oraz WWA (Nap: o 28,0–29,9%, Phe: o 25,1–27,0%, Flt: o 24–26,3%, Chr: o 14,5–18,6%). Po zakończeniu 6-miesięcznego procesu fitoremediacji wykonano analizę chemiczną materiału roślinnego celem określenia zawartości ołowiu i cynku. Na podstawie uzyskanych wyników przeprowadzonego eksperymentu sformułowano wnioski dotyczące zagadnień związanych z zastosowaniem fitoremediacji w procesie oczyszczania skażonych gleb w zależności od stężenia i rodzaju substancji toksycznej.