Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fracture interference and propagation geometry of hydraulic fractures based on XFEM in an unconventional oil reservoir

Liang Shuang, Wang Di, Liu Dan, Tian Yang, Wang Haibo, Li Fengxia, Dong Gang, Yin Chengfeng, Yang Yi

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 2

301--318

EN

Unconventional oil and gas reservoirs are characterised by low porosity, low permeability and low natural deliverability. At present, horizontal wells staged fracturing is an effective development method. However, in the case of staged hydraulic fracturing in horizontal wells, stress interference occurs between multiple fractures, leading to fracture deformation and even inhibiting the formation of fractures, thereby affecting reservoir production. In this paper, based on the extended finite element method (XFEM), considering the fluid flow in the fracture and fracturing fluid filtration, we analyse the effects of fracturing fluid pumping rate, fracture spacing and elastic modulus on horizontal in-situ stress, fracture parameters and fracture extension pattern during different fracturing initiation processes. The results show that the induced stress generated by the action of fracturing fluid changes the direction of horizontal in-situ stress in the elliptical region around the fracture. In the mode of simultaneous fracture initiation (TFIS), the extension of two symmetrical fractures is “repulsive”; in the mode of two fractures initiated at different times (TFIDT), the extension direction is “mutual attraction”. A large pumping rate and small elastic modulus are conducive to fracture propagation. In the TFIS mode, two fractures alternately expand, while in the TFIDT mode, the impact of rock mechanical properties and construction parameters on fracture propagation will be amplified. The extension of subsequent fractures will be restrained, especially when the fracture spacing is less than 10 m. The width of the previously created fracture will be severely affected, even causing a partial closure and becoming elongated fractures.

2

Termodynamika układów węglowodorowych w nanoporowych strukturach złożowych

Nagy Stanisław, Siemek Jakub

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 7 (261)

4--11

PL

Gaz ziemny z łupków ze złóż niskoprzepuszczalnych piaskowcowych (typu ‘tight’) i łupkowych (typu ‘shale’) jest jednym z najważniejszych paliw kopalnych uznanych jako paliwo ‘przejściowe’ w okresie transformacji energetycznej. Niniejszy artykuł opisuje złożone zjawiska związane z wpływem rozmiarów kanałów porowych, adsorpcji i kapilarnej kondensacji w strukturach nanoporowych. Zjawiska towarzyszące układom nanoporowym powodują też zmianę położenia punktu krytycznego, co wpływa zasadniczo na przesunięcie równowagi fazowej. Omówiono zmodyfikowany dwufazowy model równowagowy dwufazowy w obszarze mikro i nanoporów. Pokazano przykłady zmiany krzywych nasycenia dla wybranego składu układu gazowo-kondensatowego.

EN

Unconventional natural gas from low-permeable sandstone (tight) and shale reservoirs is one of the most important fossil fuels recognized as ‘transient’ fuels during the energy transformation. This paper describes complex phenomena related to confining conditions adsorption and capillary condensation in nanopore structures. The phenomena associated with nanopore systems also cause a critical point to shift, which essentially move the phase equilibria. Paper discusses a modified two-phase equilibrium model in micro and nanopore systems. Examples of changes in phase envelope curves are presented in the selected composition of gas-condensate systems.

3

Toxicological evaluation of thermal treatment of drilling waste from shale gas exploration in Poland

Drzewicz Przemysław, Nałęcz-Jawecki Grzegorz, Drobniewska Agata, Zgadzaj Anna, Smoliński Adam, Krzan Marcel, Starzycka Anita

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2019

|

Vol. 26, nr 1

45--57

EN

The oil containing drilling waste is a worldwide environmental problem associated with oil and gas exploration. In Poland, the problem of the drilling waste has become important since starting of shale gas exploration. The results of thermal treatment of drilling waste from shale gas exploration are presented. It has been shown that organic content vaporized completely at temperature up to 500 °C. The main problem is high content of chloride, sulfate, sodium, potassium, magnesium in the waste and its water leachate. Toxicity tests confirmed that high salinity of the samples pose important risk for environment. Due to the high content of barium, the drilling waste may be utilized in production of cement with high chemical and heat resistance and opaque to X-ray. Thermal treatment process is a viable option for remediation of the drilling waste; however, the product of the process needs further treatment in order to remove its high salinity.

4

Multipurpose usage of magnetic proppants during shale gas exploitation

Bogacki Jan, Zawadzki Jarosław

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2019

|

Vol. 26, nr 1

37--44

EN

Magnetic material may be added to proppant, as the magnetic marker allows to determine the range and efficiency of hydraulic fracturing. However, magnetic proppant may be also used in flowback fluid treatment and monitoring of environmental pollution. As a result of shale gas hydraulic fracturing, large volume of flowback fluid is created. Flow back fluid have similar properties to fracturing fluid, but it is potentially enriched with large amount of salts and organic compounds leached from shale. Magnetic proppant may serve as a heterogeneous catalyst during organic pollutants decomposition. Additionally, in case of leakage and consequently the fracturing fluid pollution, magnetic proppant is placed into the soil environment. It can be detected using magnetometric methods. This article discusses the above-mentioned issues based on the knowledge and experience of the authors and the literature review.

5

Rock physics modelling for determination of effective elastic properties of the lower Paleozoic shale formation, North Poland

Wawrzyniak-Guz Kamila

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 6

1967--1989

EN

This paper presents an application of rock physics templates constructed with the use of the granular effective medium theory and the shale model to estimate the elastic properties of the Silurian and Ordovician shale formations from the Baltic Basic, Poland. The author uses available logging data from three nearby wells and their petrophysical interpretation to distinguish various lithologies and to determine average matrix mineral composition of each lithology group, essential in further rock physics modelling. Anisotropy estimation and investigation of the relation between various petrophysical parameters precede the rock physics modelling. The logging data cross-plotted in Vp/Vs/ ratio–acoustic impedance domain reveals distinct compaction trend for shales, which is not followed by shales with increased organic matter and calcareous deposits. These two lithology groups present own trends, which are related to increasing kerogen and carbonate minerals contents, respectively. The trends are the subject of rock physics modelling. Granular effective medium rock physics templates are constructed for each lithology group. The rock physics analyses reveal that the elastic properties of strongly compacted shales, including shales with organic matter, might be successfully described by the lower modified Hashin–Shtrikman bound, which is useful in compaction trend modelling. Marly deposits can be modelled in a similar way to shales. The upper modified Hashin– Shtrikman bound provides a better template for carbonates as it models the cementation process. The shale model provides independent rock physics template for shales. Comparison of these two approaches shows that the granular effective medium method better describes the elastic properties of the analysed formations. The paper includes also the proposition of the final rock physics template constructed for the Silurian and the Ordovician formation from the Baltic Basin that can contribute to a better understanding of the elastic properties of the lower Paleozoic shale plays in Poland.

6

Estimation of the quality factor based on the microseismicity recordings from Northern Poland

Wandycz Paweł, Święch Eryk, Eisner Leo, Pasternacki Andrzej, Wcisło Miłosz, Maćkowski Tomasz

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 6

2005--2014

EN

We use the peak frequency method to estimate effective P- and S-wave quality factors (QP and QS) based on the recorded waveforms of microseismic events. We analyze downhole datasets recorded during the hydraulic stimulation of the two unconventional gas reservoirs located in the northern part of Poland. The effective attenuation is lower in the deeper reservoir consistent with higher compaction. In both cases, we observe high QS values relative to QP which is consistent with attenuation coefficients of saturated reservoirs.

7

Baseline groundwater monitoring for shale gas extraction: definition of baseline conditions and recommendations from a real site (Wysin, Northern Poland)

Montcoudiol N., Banks D., Isherwood C., Gunning A., Burnside N.

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 1

365--384

EN

Public concerns have been raised regarding the use of hydraulic fracturing for shale gas extraction and its potential impact on the environment. The absence of baseline monitoring data in the US experience has been identified as a major issue. Here, results from a 6-month groundwater baseline monitoring study near an active shale gas pad in northern Poland are presented. The data collected in dedicated boreholes include groundwater samples analysed for inorganic constituents, dissolved gases and stables isotopes (δ2H and δ18O) and downhole temperature and conductivity measurements at 15-min intervals. A robust statistical analysis combined with an estimation of data uncertainty helps to identify spatial and temporal variability within the datasets. As a result, baseline conditions are defined using confidence intervals around the mean on a per-well basis and these will serve for future reference for this site. The groundwater chemical composition is similar to regional background levels and typical of Quaternary aquifers in the region. It is also consistent with previous baseline monitoring carried out by the Polish Geological Institute. Only manganese and bromide occur in groundwater at concentrations above Polish drinking water standards. Based on this work, the paper provides some recommendations for future baseline monitoring and identifies areas for future research such as use of statistics for high-frequency datasets.

8

Origin and significance of early-diagenetic calcite concretions and barite from Silurian black shales in the East European Craton, Poland

Bojanowski Maciej J., Kędzior Artur, Porębski Szczepan J., Radzikowska Magdalena

Acta Geologica Polonica

|

2019

|

Vol. 69, no. 3

403--430

EN

The Silurian Pelplin Formation is a part of a thick, mud-prone distal fill of the Caledonian foredeep, which stretches along the western margin of the East European Craton. The Pelplin Formation consists of organic carbon-rich mudstones that have recently been the target of intensive investigations, as they represent a potential source of shale gas. The Pelplin mudstones host numerous calcite concretions containing authigenic pyrite and barite. Mineralogical and petrographic examination (XRD, optical microscopy, cathodoluminoscopy, SEM-EDS) and stable isotope analyses (δ13Corg, δ13C and δ18O of carbonates, δ34S and δ18O of barite) were carried out in order to understand the diagenetic conditions that led to precipitation of this carbonate-sulfide-sulfate paragenesis and to see if the concretions can enhance the understanding of sedimentary settings in the Baltic and Lublin basins during the Silurian. Barite formed during early diagenesis before and during the concretionary growth due to a deceleration of sedimentation during increased primary productivity. The main stages of concretionary growth took place in yet uncompacted sediments shortly after their deposition in the sulfate reduction zone. This precompactional cementation led to preferential preservation of original sedimentary structures, faunal assemblages and earlydiagenetic barite, which have been mostly lost in the surrounding mudstones during burial. These components allowed for the reconstruction of important paleoenvironmental conditions in the Baltic and Lublin basins, such as depth, proximity to the detrital orogenic source and marine primary productivity. Investigation of the concretions also enabled estimation of the magnitude of mechanical compaction of the mudstones and calculation of original sedimentation rates. Moreover, it showed that biogenic methane was produced at an earlydiagenetic stage, whereas thermogenic hydrocarbons migrated through the Pelplin Formation during deep burial.

9

A possible application of rotary-percussion drilling method in shale gas wells in the Podlasie Basin region

Śliwa T., Korzec M., Jaszczur M., Sapińska-Śliwa A., Gajdosz A., Kruszewski M.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2018

|

R. 57, nr 2

197--222

EN

The following work presents investigation of possible drilling of overburden rocks, right above the gas reservoir, in shale rock formations with potential application of rotary-percussion drilling method in Podlasie Basin region. Extensive description of lithology of shale rocks together with their age, maturity of the organic matter and thickness of particular layers have been presented. Due to different thickness of formations, the depths of layers are not indicated, as it would be too big of approximation. Variously scaled and averaged thickness of particular formation layers was given in order to maintain maximum transparency of the paper. It should be noted that the formation rocks of the Devonian as well as Carboniferous period do not occur in all profiles of the Paleozoic period of the Podlasie Basin but only in the south-western part of the basin. Locally occurring (i.e. on the south-eastern border of the Podlasie basin) layers of the Devonian and Carboniferous period were omitted. A stratigraphic profile with preserved proportions between the average thicknesses of particular formation layers was constructed and presented in latter part of the research paper. The research carried out in this paper was complemented with estimates of Polish shale gas resources. The Baltic Basin region is by far most prospective area for shale gas exploitation when it comes to documented as well as undocumented resources. The areas of Podlasie as well as Lublin Basins are second and third most rich areas of this resource. Percussion-rotary drilling method enables for much higher penetration rates using similar weight on bit and rotational speed as in standard rotary drilling method. Following papers answers questions such as: under what conditions application of percussion-rotary technique is possible or what drilling fluids are the most suitable for such method. The percussion-rotary drilling method not only guarantees faster drilling but also leaves borehole much more straight and without unnecessary dog legs. Drilling rig and down hole equipment used for percussion-rotary drilling method takes much less space in comparison with standard rotary rigs for deep drilling and could be potentially implemented for drilling shale gas wells in Podlasie Basin region.

PL

Poniższa praca przedstawia badania nad potencjalnym wykorzystaniem metody udarowo-obrotowej w celu wiercenia formacji skalnych występujących tuż nad pokładami złóż gazu łupkowego w rejonie basenu podlaskiego. W poniższym artykule została przeprowadzona analiza skał łupkowych wraz z ich wiekiem, dojrzałością materii organicznej oraz miąższością poszczególnych warstw. Na skutek dość zróżnicowanej miąższości formacji skalnych, głębokość zalegania warstw nie została określona z powodu dużego błędu przy uśrednieniu ich wartości. Wyskalowane oraz uśrednione miąższości zostały przedstawiono w celu utrzymania spójności i przejrzystości pracy. Należy nadmienić, że formacje skalne z okresu dewońskiego oraz karbońskiego nie występują we wszystkich profilach z okresu paleozoiku basenu podlaskiego, a jedynie w jego południowo-zachodnich częściach. Pominięto lokalnie występujące (tj. na południowo-wschodniej granicy) warstwy dewońskie oraz karbońskie. Profil litostratygraficzny z zachowanymi proporcjami pomiędzy średnimi miąższościami poszczególnych warstw skalnych został skonstruowany oraz przedstawiony w końcowej części pracy. Badania w poniższym artykule zostały dodatkowo uzupełnione danymi szacunkowymi zasobów gazu łupkowego na terenie Polski. Obszar basenu bałtyckiego jest obecnie najbardziej lukratywny pod względem wydobycia gazu ze skał łupkowych z powodu dużej ilości udokumentowanych oraz jeszcze nierozpoznanych złóż tego surowca. Obszary basenu podlaskiego oraz lubelskiego są drugie oraz trzecie w kolejności pod względem ilości zasobów gazu łupkowego na terenie Polski. Metoda udarowo-obrotowa pozwala na dużo szybsze zwiercanie formacji skalnych przy użyciu podobnych parametrów mechanicznych takich jak nacisk na świder i prędkość obrotowa niż przy standardowym procesie wiercenia metodą obrotową. Poniższy artykuł odpowiada na pytania takie jak: w jakich warunkach możliwe jest wiercenie metodą udarowo-obrotową oraz jakie rodzaje płuczek wiertniczych są najbardziej odpowiednie do wiercenia taką techniką. Metoda udarowo-obrotowa zapewnia nie tylko dużo większy postęp wiertniczy, ale również dużo mniejsze odchylenia od osi otworu oraz zapobiega nagłym zmianom kierunku podczas procesu wiercenia. Wiertnica oraz osprzęt zapuszczany do otworu stosowany podczas wiercenia metodą udarowo-obrotową zajmuje znacznie dużo mniej miejsca w porównaniu z głębokimi wierceniami konwencjonalnymi metodami. Dzięki wspomnianym zaletom metoda udarowo-obrotowa może zostać potencjalnie wykorzystana przy wierceniu otworów za gazem łupkowym w obszarze basenu podlaskiego.

10

Petrochemia staje się siłą napędową wykorzystania ropy naftowej i odbiorcą nadwyżek gazu płynnego

Łaciak M., Biały R., Janusz P., Szurlej A., Sikora A. P., Sikora M. P.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 12

2056--2060

11

Ocena możliwości zagospodarowania odpadów stałych powstałych podczas poszukiwania gazu ziemnego z formacji łupkowych na terenie Polski jako materiałów budowlanych w aspekcie ochrony radiologicznej

Nowak J., Macuda J., Łukańko Ł.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 9

1535--1537

PL

Dokonano oceny możliwości zagospodarowania odpadów stałych powstających w trakcie poszukiwań gazu ziemnego z formacji łupkowych na terenie północno-wschodniej Polski jako surowca do produkcji materiałów budowlanych z punktu widzenia zagrożenia radiologicznego. Analizie poddano odpady stałe wytworzone w trakcie prac wiertniczych, takich jak zwierciny i próbki fazy stałej zużytych płuczek wiertniczych oraz proppant „zwrotny”, który podczas testów złożowych został odseparowany z powracającego na powierzchnię płynu pozabiegowego. Na podstawie wskaźników aktywności f1 i f2 stwierdzono, że odpady stałe powstające w trakcie prac wiertniczych mogą być wykorzystane jako materiał budowlany do budynków przeznaczonych do pobytu ludzi lub inwentarza żywego. Proppant „zwrotny” używany podczas hydraulicznego szczelinowania, z uwagi na duże wartości wskaźników f1 i f2 powinien być zdeponowany na składowisku odpadów.

EN

Literature data on concns. of natural ⁴⁰40K, ²²⁶226Ra and ²²⁸228Th radionuclides in 20 samples of waste materials, which included (i) drill cuttings, (ii) solid phase of waste drilling muds and (iii) waste proppants were used to est. activity coeffs. in order to compare them with national regulations. Only materials (iii) could be deposited in a landfill. In addn., the annual effective irradn. dose resulting from use of the wastes as construction materials for houses and roads building was estd.

12

Rozdział 5. Określenie wpływu zmienności składu gazów na pracę urządzeń gazowych

Gebhardt Z., Wojtowicz R.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2018

|

nr 223, t. 1

274--297

EN

One of the problems to which attention should be paid in the projects related to obtaining shale gas is the question of the quality of this gas in relation to the possibility of its combustion in currently used gas appliances. This is not a new problem, as in Poland, ground gases occur in different configurations of the composition of such basic components as methane and nitrogen supplemented with subsequent hydrocarbons and non flammable gases occurring in low or even trace concentrations. At present it is difficult to determine what will be the target gas quality from Polish shale reservoirs, therefore this monograph is based on data obtained from pilot drillings made available by entities from the industry sector for the needs of analytical works. Modern household appliances, such as condensing boilers (and only these will be compliant with the currently implemented Ecodesign Directive) are equipped with kinetic burners powered by a gas-air ratio controller, which allows the boiler to adapt to the gas currently supplied to make it work optimally. If there are no changes, the boiler will maintain thermal parameters, but may lose its efficiency, which in the long term may result in higher gas bills. The energy services of industrial plants have at their disposal various forms of adjustment of the work parameters of power equipment due to the change in gas composition: from simple manual control performed by a qualified operator to control systems based on alpha probes and automatically selected gas-air ratio. For natural gas consumers, as a raw material for methane, there are no preparatory programs other than the amendment of the gas supply agreement.

13

The Polish Natural Gas Market – Resources, Extraction, Import and Consumption

Olkuski T., Tora B., Budzyń S., Szurlej A., Andrusikiewicz W.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 20, nr 2

301--310

EN

Poland has been dependent on natural gas supplies from the East for many years. This dependence is a problem for our country, as it reduces the energy independence and energy security of Poland. Therefore, attempts to change this situation have been made for many years. The construction of the gas terminal in Świnoujście was the most spectacular investment in this area. It will allow covering up to half of Polish gas demand, thus limiting the dependence on supplies from the east. Domestic natural gas resources, whose deposits are located in the Polish Lowland, Permian deposits of the Fore-Sudetic and Greater Poland region, and in Carboniferous and Permian deposits of Western Pomerania, are also used. Natural gas also occurs in the Carpathian Foredeep and in the economic zone of the Baltic Sea. However, the amounts of natural gas produced in Poland are not enough to cover the demand for this raw material. In 2017, the production amounted to 3.9 billion cubic meters, which allowed to cover less than one-quarter of the demand. Poland’s hopes for shale gas faded after unsatisfactory results of shale gas exploration. This is the reason for the importance of natural gas imports. In 2017 year it amounted to 11.4 billion cubic meters. To ensure stable supplies, gas pipelines and storage facilities are also needed. Recently, there have been numerous investments in this area, while the main project is the construction of the Baltic Pipe gas pipeline connecting Poland and Norway. The connections with Lithuania, the Czech Republic and Slovakia are also of strategic importance for Poland. The gas consumption in Poland is constantly increasing; this trend is likely to continue. Therefore, the current investments are of great importance.

PL

Polska od wielu lat jest zależna od dostaw gazu ziemnego ze wschodu. Zależność ta jest problemem dla naszego kraju, ponieważ zmniejsza niezależność energetyczną i bezpieczeństwo energetyczne Polski. Dlatego próby zmiany tej sytuacji zostały podjęte wiele lat temu. Najbardziej spektakularną inwestycją w tym zakresie była budowa terminalu gazowego w Świnoujściu. Pozwoli to na pokrycie do połowy polskiego zapotrzebowania na gaz, ograniczając tym samym zależność od dostaw ze wschodu. Wykorzystywane są również krajowe zasoby gazu ziemnego, których złoża znajdują się na Niżu Polskim, złoża permskie w regionie przedsudeckim i wielkopolskim oraz w utworach karbońskich i permskich Pomorza Zachodniego. Gaz ziemny występuje również w zapadlisku przedkarpackim oraz w strefie ekonomicznej Morza Bałtyckiego. Jednak ilość gazu ziemnego produkowanego w Polsce nie wystarcza na pokrycie zapotrzebowania na ten surowiec. W 2017 roku produkcja wyniosła 3,9 miliarda metrów sześciennych, co pozwoliło pokryć mniej niż jedną czwartą zapotrzebowania. Polska nadzieja na wydobycie gazu łupkowego upadła po niezadowalających wynikach poszukiwań geologicznych. Import gazu ziemnego do Polski jest znaczny. W 2017 roku wyniósł on 11,4 miliarda metrów sześciennych. Aby zapewnić stabilne dostawy, potrzebne są również gazociągi i magazyny. Niedawno przeprowadzono wiele inwestycji w tym obszarze, a głównym projektem jest budowa gazociągu Baltic Pipe łączącego Polskę i Norwegię. Połączenia gazociągami z Litwą, Czechami i Słowacją mają także strategiczne znaczenie dla Polski. Zużycie gazu w Polsce stale rośnie; ten trend prawdopodobnie będzie się utrzymywał, dlatego też aktualne inwestycje mają ogromne znaczenie dla gospodarki.

14

Wykorzystanie procesu elektroutleniania anodowego oraz koagulacji do podczyszczania zwrotnego płynu szczelinującego

Kucharska M. A., Ładyńska J. A., Mierzejewski H., Naumczyk J. H.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 7

263--268

PL

W prezentowanej pracy zaproponowano dwustopniowy proces usuwania związków organicznych w zwrotnym płynie szczelinującym w oparciu o proces koagulacji i elektroutleniania anodowego. Maksymalny stopień zmniejszania wartości ChZT - 76.7% uzyskano w przypadku FeCl3 przy pH 6,0 dla dawki 1250 mg/l Fe3+. Przy pH 8,5 był on słabszy - 62,8% (dawka 1000 mg/l Fe3+), ale objętość osadu pokoagulacyjnego była dwukrotnie mniejsza niż przy pH 6,0. Sumaryczny ubytek wartości ChZT dla procesu koagulacji + elektroutleniania anodowego wynosił: 75,3-80,3%. Wśród produktów elektroutleniania zidentyfikowano za pomocą GC-MS: 1,2,6-heksanotriol, 1,3-dibromo,3-metylo-butan, 7H-dibenzo[c,h]fenotiazyna, 1-chloro- 2-etenylo-1-metylo cyklopropan oraz 1,2-dibromo-1,2-dichloro etan.

EN

In presented studies a two-step process based on coagulation and anodic electrooxidation was proposed for pre-treatment of flow back fracturing fluid. The best results was obtained for FeCl3 at pH 6.0 and dose of coagulant 1250 mg/l Fe3+ - 76.7% reduction of COD. At pH 8.5 the COD removal was lower 62,8% (1000 mg/l Fe3+), but the volume of the sediment was two times lower. The total COD removal for combined processes coagulation + electoroxidation was 75,3-80,3%. Among products identified after electrooxidation by GC-MS were: 1,2,6-hexsane triol, 1,3-dibromo,3-methylo-butane, 7H-dibenzo[c,h] fenotiazyna, 1-chloro-2-etenylo-1-metylo cyklopropane and 1,2-dibromo-1,2-dichloro etane.

15

Analiza metody szczelinowania za pomocą ditlenku węgla wraz ze wskazaniem spektrum rozwiązań mających wpływ na możliwą mniejszą emisyjność modelu LCA procesu szczelinowania - w oparciu o patent Wojskowej Akademii Technicznej nr 222247

Miedzińska D., Bocianowski R.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 1

2--7

PL

W publikacji dokonano analizy metody szczelinowania za pomocą ditlenku węgla w stanie nadkrytycznym, opracowanej przez pracowników naukowych Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Analiza polegała na identyfikacji elementów sekwencji procesu szczelinowania opartego na Patencie nr 222247, wraz z ich oddziaływaniem na otaczające środowisko naturalne. Wskazano wstępną ocenę potencjalnego wpływu każdego etapu procesu szczelinowania na otaczające środowisko. Rozszerzono zakres potencjalnego umniejszonego wpływu na środowisko naturalne procesu jako całości, jak i poszczególnych etapów szczelinowania. Wymienione rozszerzenie zakresu oparto na perspektywicznych wybranych innowacjach w zakresie obsługi samego procesu szczelinowania dzięki zastosowaniu alternatywnych rozwiązań w zakresie transportu czy też pozyskania źródeł dostaw niezbędnej energii elektrycznej. W ostatecznym rezultacie stworzono zarys, optymalnego pod względem emisji, hipotetycznego cyklu życia procesu szczelinowania opartego na rozwiązaniu WAT. Artykuł jest kolejnym elementem cyklu analiz [2] nad przyjętym modelem LCA optymalnego pod względem ekologii procesu wydobycia gazu z łupków, w dalszej perspektywie także w zakresie LCC i SLCA, co warunkuje dostępność niezbędnych rzeczywistych danych do dalszych badań.

EN

The paper examines the fracking method of using supercritical carbon dioxide, developed by scientist staff of The Military University of Technology in Warsaw. The analysis was carried out by identification of elements of the fracking process sequence based on Patent No. 222247 by showing those which may affect the surrounding environment. The preliminary assessment of the potential impact on the environment of each stage of the fracking method was provided. The scope of the potential of reduced environmental impact of the fracking process as a whole and at its individual stages was expanded. The mentioned extension was based on prospective selected innovations to support the fracking process by solutions of alternative transport or sourcing of the necessary electricity supplies. The outline of the optimal level of emissions of the hypothetical life cycle of the waterless fracking process was developed. The paper is another element of the list of analyses [2] of LCA of the shale gas extraction process that is ecologically optimal. The analyses also will be conducted in the LCC and SLCA areas which are provided that available of necessary real data for further research in the long term.

16

K-mean cluster analysis for better determining the sweet spot intervals of the unconventional organic-rich shale: a case study

Akbar M. N. A., Nugraha S. T.

Contemporary Trends in Geoscience

|

2018

|

Vol. 7, iss. 2

200--213

EN

The petrophysical analysis is the crucial task for evaluating the quality of unconventional organic-rich shale and tight gas reservoirs. The presence of organic matter and the ultra-tight with over complex pore system have remained a lack of understanding of how to evaluate the extensive parameters of porosity considering organic content, gas saturation, organic richness, brittleness index, and sweet spot interval by only using conventional log. Therefore, this study offers effectively applied techniques and better analysis for interpreting these parameters by maximizing and integrating geological, geochemical, rock mechanical and engineering data. In general, the field data used in this study are from the first dedicated well for source rock exploration in the North Sumatra Basin, Indonesia. The developed method was derived by using conventional log. All interpretation results were validated by laboratory data measurements of routine and special core analysis, petrography, total organic carbon (TOC) and organic maturation, and brittleness index (BI) calculation. Moreover, the high quality of NMR log data was used as well to ensure our developed techniques present good estimations. Briefly about the methods, we started to determine the total and effective porosity based on the density log by including the presence of organic matter and multi-mineral analysis in these estimations. Then, we used the revised water saturation-TOC of water saturation while the TOC was predicted in advance by averaging three results from the correlation of TOC-Density, modified CARBOLOG and Passey’s ΔlogR methods. Equally important, in order to obtain the reliable gas saturation prediction, we used saturation exponent (n), cementation factor (m), and the tortuosity factor (a) parameters which obtained from laboratory measurement of formation resistivity factor and resistivity index (FFRI). In addition, the brittleness index was predicted based on sonic log data. Finally, all parameters needed for determining gas shale sweet spot have been made. Then, we developed a way to evaluate the sweet spot interval by using K-mean clustering. In conclusion, this clustering result properly follows the shale quality index parameters which consist of organic richness and maturation, brittleness index, the storage capacity of porosity and gas saturation. This study shows that these petrophysical applied techniques leads us to interpret the best position of shale interval to be developed with a simple, fast, and accurate prediction way. Furthermore, as a novelty, this method can be used as rock typing method and obviously can reduce uncertainty and risks in organic-rich shale exploration.

17

Optymalizacja kosztów prac wiertniczych na złożach gazu z pokładów łupków – zarys koncepcji

Byrska-Rąpała A., Feliks J., Karkula M., Wiśniowski R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

21--35

PL

Polska w ostatniej dekadzie stała się jednym z najbardziej aktywnych rynków poszukiwania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Obecnie na terenie kraju obowiązuje 20 koncesji na poszukiwanie i/lub rozpoznawanie złóż, w tym gazu z łupków. Powierzchnia objęta koncesjami poszukiwawczymi to 7,5% powierzchni kraju. W cyklu życia projektu zagospodarowania i eksploatacji gazu z zasobów łupkowych można wyróżnić cztery główne etapy: wybór i przygotowanie miejsca wykonania odwiertów, etap wiercenia i szczelinowania hydraulicznego, eksploatacja (produkcja) i marketing oraz „wygaszenie” eksploatacji i rekultywacja terenu. W artykule przedstawiono koncepcję analizy kosztów projektu inwestycyjnego związanego z poszukiwaniem i zagospodarowaniem złoża/obszaru gazu z łupków. Poddano analizie dwa pierwsze etapy dotyczące prac przygotowawczych, realizowanych na wybranym placu oraz prac wiertniczych i szczelinowania hydraulicznego. Ze względów ekonomicznych jedynym racjonalnym sposobem udostępnienia złóż gazu łupkowego jest stosowanie otworów poziomych, wykonywanych pojedynczo lub grupowo. Ilość padów wiertniczych, pokrywających obszar koncesji jest podstawowym determinantem kosztów zagospodarowania złoża. W artykule przedstawiono wyniki analizy kosztów różnego rodzaju sposobu rozwiercania złoża o powierzchni 25 000 000 m2 . Oszacowań kosztów dokonano dla dwóch wariantów: grupowego wiercenia dla trzech rodzajów padów wiertniczych − z trzema, pięcioma i siedmioma otworami oraz dla otworów wykonywanych pojedynczo. Wyniki analizy pokazują, że wraz ze wzrostem liczby odwiertów w padzie maleją sumaryczne koszty rozwiercania złoża o założonej powierzchni. Dla padów z trzema odwiertami są mniejsze w stosunku do wariantu drugiego o ponad 7%, przy pięciu są mniejsze o 11%, a przy siedmiu odwiertach realizowanych z jednego placu budowy są mniejsze w stosunku do wariantu drugiego o 11,5%. Autorzy poprzez zastosowaną metodykę wskazują kierunek oraz sposoby dalszych badań i analiz, które umożliwią optymalizację prac wiertniczych na złożach gazu z łupków.

EN

In the last decade, Poland has become one of the most active markets for unconventional hydrocarbon deposits exploration. At present, there are twenty concessions for the exploration and/or discovery of reserves, including shale gas. The area covered by exploration concessions constitutes ca. 7.5% of the country’s area. Four main stages can be distinguished In the shale gas development and exploitation project: the selection and preparation of the place of development of the wells, hydraulic drilling and fracturing, exploitation (production) and marketing, exploitation suppression and land reclamation. In the paper, the concept of cost analysis of an investment project related to the exploration and development of a shale gas field/area was presented. The first two stages related to the preparatory work, carried out on the selected site, as well as drilling and hydraulic fracturing were analyzed. For economic reasons, the only rational way to make shale gas reserves available is to use horizontal drilling, either singly or in groups. The number of drilling pads covering the concession area is a fundamental determinant of the development cost of the deposit. In the paper, the results of the cost analysis of various types of reaming method with an area of 25,000,000 m2 were presented. Cost estimates were prepared for two variants: group drilling for three types of drilling pads: with three, five and seven wells and for single wells. The results show that, as the number of horizontal wells increases, the total cost of the development of the deposit is reduced. For tree-wells pad, these costs are 7% lower than in the second variant, for five-well pads they are 11% lower, and for seven-well pads they are 11.5% smaller than in the second variant. Authors, using applied methodology, indicate the direction of further research that will enable the optimization of shale gas drilling operations.

18

Ocena rezerwy dostępnych zasobów wód podziemnych w zlewniach bilansowych na potrzeby szczelinowania hydraulicznego

Duda R., Maruta M., Macuda J., Tyszewski S.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/2

1197--1201

EN

The paper presents a methodology for estimating reserves of available groundwater resources for use, inter alia, for the purpose of fracturing unconventional gas reservoirs. The assessment is based on the balance ofgroundwater available resources and water abstraction with the amount allowed by water intakes permits. The balance included a variant of the assessment of reserves of groundwater available resources under conditions of several years of drought, i.e. guaranteed resources. Estimation of reserves of groundwater resources was applied to water-management regions and to smaller units - the balance catchments, designated in the regions in order to determine the available surface water resources. The reserve of groundwater resourcesfor established and guaranteed resources was estimatedfor the selected water-management region - the Wietcisa river catchment. This catchment is part of the Stara Kiszewa concession for the exploration and exploitation of shale gas resources in the Lower Paleozoic Baltic Basin, northern Poland.

19

Analiza proekologicznych rozwiązań możliwych do zastosowania w procesie wydobycia gazu z łupków

Bocianowski R.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 8

314--324

PL

W publikacji przeanalizowano wybrane, możliwe do zastosowania rozwiązania techniczno-technologiczne, związane z wpływem na otoczenie, środowisko naturalne i potencjalne zasoby. Wpływ ten analizowany jest na różnych kluczowych etapach towarzyszących procesowi wydobycia gazu z łupków. Podstawą do dalszych badań jest dokonana wcześniej identyfikacja etapów procesu wydobycia gazu niekonwencjonalnego [3]. Poszczególne, wybrane innowacje i rozwiązania technologiczne związane z danym etapem sklasyfikowano oraz opisano wskazując cechy wpływające na złagodzenie niekorzystnych oddziaływań na otoczenie. Podstawą waluacji było wskazanie i wstępnie zdefiniowana ocena możliwego wpływu każdego prezentowanego procesu technologicznego na zmiany w otaczającej infrastrukturze, środowisku i zasobach naturalnych, czy też, o ile to możliwe, sugerowanie modyfikacji przywołanych rozwiązań, których zastosowanie może jeszcze bardziej pozytywnie wpłynąć na zmniejszenie oddziaływania na środowisko. Opisano potencjalny wpływ na możliwość zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne poszczególnych możliwych rozwiązań oraz wskazano możliwe emisje do atmosfery i gleby z teoretycznym oszacowaniem ich umniejszonego negatywnego środowiskowego potencjału. Wymieniony wpływ oparto na szerokim wachlarzu wybranych zagadnień, począwszy od innowacji w zakresie udoskonaleń organizacji samego procesu poprzez zastosowanie alternatywnych rozwiązań w zakresie szczelinowania hydraulicznego czy też na modyfikacjach sprzętowo/materiałowych osprzętu wiertniczego skończywszy. Wskazanie optymalnego pod względem emisji, hipotetycznego cyklu życia kopalni gazu łupkowego, który będzie oparty na najbardziej perspektywicznych rozwiązaniach. Artykuł jest wstępem do dalszych badań nad przyjętym modelem LCA optymalnego proekologicznego procesu wydobycia (później również LCC) w miarę pozyskiwania niezbędnych rzeczywistych danych.

EN

The paper examines selected technical and technological solutions which are possible to use with the their relation to the impact on the ambience, the environment and resources. The mentioned effect was analysed at key stages accompanying to the process of shale gas production. The further research was conducted for the basis of early identification of the stages of the unconventional gas production [3].The selected innovations and technological solutions with relation to the stage of classified and were described by pointing out the features that influence to mitigate the adverse effects on the environment. Then was made a preliminary valuation of a given set of solutions and the technology trends. The basis of valuation was identification and the pre-assessment of the possible impact of each the process of technological change in the surrounding infrastructure, the environment and natural resources or to suggest possible modifications of the mentioned solutions, the use of which could have more positive impact on reducing the environmental impact. The potential impact was described by the ability to reduce the negative environmental impact of the various possible solutions and the identified possible emissions to the atmosphere and soil with the theoretical estimating of their reduced negative environmental potential. The mentioned above impact was based on a wide range of selected issues as innovation in terms of improvements e.g., the organization of the process, the use of alternatives to hydraulic fracturing or modifications, hardware drilling equipment and materials. The indication of optimal hypothetical and low-emissive life cycle of the mine shale gas will be based on the most promising pro-ecological solutions. The article is an introduction to further research on the created model of LCA (also LCC afterwards) of the optimal environmentally friendly recovery process as far as will be obtained the necessary actual data.

20

Magnetic markers use for monitoring of environmental pollution caused by fracturing fluids during shale gas exploitation

Bogacki J., Zawadzki J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 2/I

59--70

EN

Magnetic materials may be added to the fracturing fluid, as the magnetic marker allowing to determine the range and efficiency of hydraulic fracturing. The application of appropriate magnetic markers can significantly improve the efficiency of shale gas extraction. There are, however, other important benefits of magnetic markers use, involving the monitoring of environmental pollution, during gas extraction with above mentioned method. However, with the rapid increase in amount of shale gas extracted using hydraulic fracturing method, there are also credible reports on the possibility of groundwater or the soil pollution. Thus, it is necessary to apply enhanced methods, to effectively detect any fracturing fluid leakage. The use of magnetic markers gives such opportunities. In case of leakage and consequently the fracturing fluid pollution, magnetic markers are placed into the soil environment. The presence of pollutants in soil can be detected using a number of standard chemical methods, but magnetometric ones, which are much faster and cheaper deserve special attention, because they enable in-situ detection of the magnetic marker in fracturing fluid leakage. This article discusses the above-mentioned issues based on the literature review, the knowledge and experience of the authors.

PL

Materiały magnetyczne dodawane do płynu szczelinującego jako marker magnetyczny, mogą w procesie szczelinowania hydraulicznego pełnić dodatkowe funkcje, oprócz umożliwienia określenia zasięgu szczelin w skałach złożowych wytwarzanych w tym procesie. Ocenia się, że zastosowanie odpowiednich markerów magnetycznych może znacznie poprawić wydajność wydobycia gazu łupkowego. Istnieją jednakże inne, istotne korzyści z zastosowania markerów magnetycznych, polegające na monitoringu zanieczyszczenia środowiska w trakcie wydobycia gazu łupkowego omawianą metodą. Niestety, wraz z gwałtownym wzrostem ilości wydobywanego gazu łupkowego, z zastosowaniem metody szczelinowania hydraulicznego, pojawiły się również wiarygodne doniesienia o możliwości zanieczyszczenia wód podziemnych lub gleby, w trakcie tego procesu. Konieczne jest więc zastosowanie skutecznych metod wykrywania potencjalnego wycieku płynu szczelinującego. Stosowanie markerów magnetycznych daje takie możliwości. W przypadku wystąpienia wycieku i w konsekwencji zanieczyszczenia środowiska płynem szczelinującym, również markery magnetyczne zostają wprowadzone do środowiska gruntowego. Obecność zanieczyszczeń w gruncie można stwierdzić za pomocą wielu standardowych metod chemicznych. Ze względu na znaczną czasochłonność i kosztochłonność bezpośrednich metod laboratoryjnych, na uwagę zasługują znacznie szybsze i tańsze metody magnetometryczne, które pozwalają na łatwe, in-situ, wykrycie markera magnetycznego w ewentualnym wycieku. W artykule omówione zostaną wspomniane powyżej zagadnienia na podstawie przeglądu literaturowego oraz wiedzy i doświadczenia autorów.