A. V. Pukish, Olha I. Sydorenko, O. Mandryk, Y. Korobeinykova, Oleh M. Tuts
Soil degradation occurs as a result of the ingress and accumulation of excessive amount of pollutants in the soil. The article presents the results of theoretical and experimental studies of the complex effect of soil contamination (concentration of petroleum products, toxic salts, dense residue, sodium ions, sulfate ions, magnesium ions, calcium, chloride ions, bicarbonate ions) on the content of nutrients (alkaline hydrolyzed nitrogen, phosphorus, potassium, humus). A detailed analysis of scientific papers has been carried out, based on which the main scientific tasks solved in the article have been formulated. It has been established that soil-salt processes are insufficiently studied and are the object of scientific research in recent years. At the first stage of research, sampling was carried out and the content of nutrients and pollutants in the soil was determined. Determination of element concentrations was performed by collecting soil samples and their subsequent laboratory testing. At the second stage, a correlation-regression analysis of the obtained data was performed and multiple linear regressions were established. The interaction of substances in the soil was determined by analyzing the obtained multiple linear regressions. Two types of soils were studied: with chloride and with sulfate type of salinization. For soils with chloride type of salinity, dependences have been established for the content of humus, alkaline nitrogen and potassium, while in case of phosphorus multiple linear regression does not exist. For soils with sulfate type of salinization, multiple linear regression dependences of concentrations of alkaline nitrogen, phosphorus, potassium have been determined. It is established that the complex influence of the studied elements is decisive. No regression dependence was found for the humus content, which indicates that the concentration of the studied elements has almost no effect on the humus content in the soil. Comparison of the obtained multiple linear regressions with the results of laboratory studies showed a good correlation between these data series. The obtained regularities of pollutant and nutrient interactions in soils are expected in future to enable creation of scientific bases for development of new methods of desalination of soils polluted by formation waters as well as for planning effective reclamation actions.
{"title":"The effect of pollutants on the content of nutrients in soil","authors":"A. V. Pukish, Olha I. Sydorenko, O. Mandryk, Y. Korobeinykova, Oleh M. Tuts","doi":"10.18668/ng.2023.04.06","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.04.06","url":null,"abstract":"Soil degradation occurs as a result of the ingress and accumulation of excessive amount of pollutants in the soil. The article presents the results of theoretical and experimental studies of the complex effect of soil contamination (concentration of petroleum products, toxic salts, dense residue, sodium ions, sulfate ions, magnesium ions, calcium, chloride ions, bicarbonate ions) on the content of nutrients (alkaline hydrolyzed nitrogen, phosphorus, potassium, humus). A detailed analysis of scientific papers has been carried out, based on which the main scientific tasks solved in the article have been formulated. It has been established that soil-salt processes are insufficiently studied and are the object of scientific research in recent years. At the first stage of research, sampling was carried out and the content of nutrients and pollutants in the soil was determined. Determination of element concentrations was performed by collecting soil samples and their subsequent laboratory testing. At the second stage, a correlation-regression analysis of the obtained data was performed and multiple linear regressions were established. The interaction of substances in the soil was determined by analyzing the obtained multiple linear regressions. Two types of soils were studied: with chloride and with sulfate type of salinization. For soils with chloride type of salinity, dependences have been established for the content of humus, alkaline nitrogen and potassium, while in case of phosphorus multiple linear regression does not exist. For soils with sulfate type of salinization, multiple linear regression dependences of concentrations of alkaline nitrogen, phosphorus, potassium have been determined. It is established that the complex influence of the studied elements is decisive. No regression dependence was found for the humus content, which indicates that the concentration of the studied elements has almost no effect on the humus content in the soil. Comparison of the obtained multiple linear regressions with the results of laboratory studies showed a good correlation between these data series. The obtained regularities of pollutant and nutrient interactions in soils are expected in future to enable creation of scientific bases for development of new methods of desalination of soils polluted by formation waters as well as for planning effective reclamation actions.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90472064","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
M. Polutrenko, H. Hrytsuliak, A. Kotsyubynsky, Uliana Andrusiak
Results of long-term exposure tests (20 months) of 17G1C and 13G1C-U pipeline steel samples in NS1-NS3 model environments (soil electrolyte imitations) are presented in the article. It was established that during the exposure of steel samples in the studied model environments the rate of corrosion processes depends on the component composition of the model environments, the grade of steel and pH. Regardless of the grade of steel, the highest corrosion rate was observed for the NS1 environment, while the corrosion rate for the NS3 environment was almost 21% lower. In the case of the NS2 model environment, the corrosion rate reduction for 17G1C steel was 38.68%, and for 13G1C-U steel – 28.75%, compared to the exposure of these samples in the NS1 environment. The calculated multiple coefficients of determination and linear correlation coefficients indicate a strong relationship between these indicators. The phase composition and structure of corrosion products were determined by the X-ray diffractometer Shimadzu XRD‑7000 using the method of X-ray structural analysis. On the basis of the obtained radiographs, the dominant form of iron oxide, which does not depend on the grade of steel, was determined for each environment. The research results have practical value and can be used in predicting the behavior of underground structures in soils of different corrosive activity.
{"title":"Corrosive behavior of pipeline steel 17G1C and 13G1C-U in environments NS1-NS3","authors":"M. Polutrenko, H. Hrytsuliak, A. Kotsyubynsky, Uliana Andrusiak","doi":"10.18668/ng.2023.04.05","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.04.05","url":null,"abstract":"Results of long-term exposure tests (20 months) of 17G1C and 13G1C-U pipeline steel samples in NS1-NS3 model environments (soil electrolyte imitations) are presented in the article. It was established that during the exposure of steel samples in the studied model environments the rate of corrosion processes depends on the component composition of the model environments, the grade of steel and pH. Regardless of the grade of steel, the highest corrosion rate was observed for the NS1 environment, while the corrosion rate for the NS3 environment was almost 21% lower. In the case of the NS2 model environment, the corrosion rate reduction for 17G1C steel was 38.68%, and for 13G1C-U steel – 28.75%, compared to the exposure of these samples in the NS1 environment. The calculated multiple coefficients of determination and linear correlation coefficients indicate a strong relationship between these indicators. The phase composition and structure of corrosion products were determined by the X-ray diffractometer Shimadzu XRD‑7000 using the method of X-ray structural analysis. On the basis of the obtained radiographs, the dominant form of iron oxide, which does not depend on the grade of steel, was determined for each environment. The research results have practical value and can be used in predicting the behavior of underground structures in soils of different corrosive activity.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78468274","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Rafiq S. Ibrahimov, Shirin O. Bahshaliyeva, L. Efendiyeva, Z. Ibrahimov
An analysis of numerous well data from the Karabagly and Kursangi monocline regions in Azerbaijan showed that the main reasons of natural curvature are structural and geological conditions of wells. In contrast to a number of fields where wells are naturally bent in only one direction under the combination of geological, technical and technological factors, there are three other directions in the areas of the Karabagly and Kursangi monocline. It is suggested that according to the proposed technology, drilling intervals are minimized by an assembly with a crooked sub, and the technical and economic parameters of drilling are improved. With an increase in the content of alkaline reagents in the drilling fluid, despite a significant decrease in the absolute value of fluid loss, the likelihood of complications increases. One of the main requirements for maintaining the integrity and stability of the wellbore is the prevention of filtration. This condition imposes a certain limitation on the amount of fluid loss in drilling fluids. In drilling practice, it is necessary to strive not only to minimize the fluid loss of flushing fluids, but also to the qualitative and quantitative evaluate various additives that slow down their physical and chemical impact on the rocks forming the walls of the well.
{"title":"Analysis of cavern and narrows of drilling wells in Azerbaijan fields","authors":"Rafiq S. Ibrahimov, Shirin O. Bahshaliyeva, L. Efendiyeva, Z. Ibrahimov","doi":"10.18668/ng.2023.04.04","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.04.04","url":null,"abstract":"An analysis of numerous well data from the Karabagly and Kursangi monocline regions in Azerbaijan showed that the main reasons of natural curvature are structural and geological conditions of wells. In contrast to a number of fields where wells are naturally bent in only one direction under the combination of geological, technical and technological factors, there are three other directions in the areas of the Karabagly and Kursangi monocline. It is suggested that according to the proposed technology, drilling intervals are minimized by an assembly with a crooked sub, and the technical and economic parameters of drilling are improved. With an increase in the content of alkaline reagents in the drilling fluid, despite a significant decrease in the absolute value of fluid loss, the likelihood of complications increases. One of the main requirements for maintaining the integrity and stability of the wellbore is the prevention of filtration. This condition imposes a certain limitation on the amount of fluid loss in drilling fluids. In drilling practice, it is necessary to strive not only to minimize the fluid loss of flushing fluids, but also to the qualitative and quantitative evaluate various additives that slow down their physical and chemical impact on the rocks forming the walls of the well.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90515671","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.
{"title":"Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów","authors":"M. Rzepka, Miłosz Kędzierski","doi":"10.18668/ng.2023.04.02","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.04.02","url":null,"abstract":"Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75351619","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Jednym z najważniejszych wymogów stawianych przed zabiegiem cementowania kolumn rur okładzinowych jest to, aby stwardniały zaczyn cementowy tworzył maksymalnie szczelne i trwałe połączenie między rurami a skałą. Mimo dużego postępu w technice cementowania, jak i coraz bardziej nowoczesnych składów stosowanych zaczynów cementowych ciągle zdarzają się nieudane zabiegi, szczególnie w utworach ilastych i zailonych. W trakcie przewiercania tego typu skał niekontrolowana hydratacja wywołana fizykochemicznym oddziaływaniem filtratu z nieodpowiednio zastosowanej płuczki wiertniczej może powodować naruszenie stateczności ściany otworu przez zachodzenie zjawiska dyspersji lub pęcznienia, dlatego stosuje się płuczki wiertnicze zawierające w składzie związki chemiczne mające za zadanie maksymalne ograniczenie niekorzystnego zjawiska pęcznienia minerałów ilastych. Utworzony na ścianie otworu osad korzystnie wpływa na proces wiercenia, jednak może być przyczyną gorszej przyczepności kamienia cementowego po zabiegu cementowania rur okładzinowych. Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych nad sformułowaniem składu cieczy przemywających pozwalających uzyskać wysoką jakość zacementowania kolumn rur okładzinowych po stosowaniu przy wierceniu płuczek wiertniczych zawierających różne inhibitory hydratacji skał ilastych: lateks, glikol, poliaminę. Do oceny skuteczności działania poszczególnych cieczy przemywających wykorzystano nowatorską metodykę badawczą polegającą na zastosowaniu cylindrycznych rdzeni skalnych. Na rdzeniach tych wytwarzano osad płuczkowy w warunkach otworopodobnych, używając aparatu Grace M2200 oraz specjalnie przystosowanej do tego komory HPHT. Następnie próbki poddawano przemywaniu za pomocą cieczy zawierających różne środki powierzchniowo czynne, a na końcu cementowano. Zacementowane próbki rdzeni skalnych były sezonowane w temperaturze 20°C oraz 50°C przez okres dwóch i siedmiu dni, po czym mierzono siłę potrzebną do zerwania przyczepności na kontakcie stwardniałego zaczynu cementowego ze skałą. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła wytypować środki, których użycie zapewnia najwyższą efektywność w usuwaniu osadu wytworzonego przez płuczkę wiertniczą.
{"title":"Wpływ cieczy przemywających na jakość zacementowania rur po użyciu płuczek wiertniczych o różnych mechanizmach inhibitowania hydratacji","authors":"B. Jasiński, M. Uliasz, G. Zima, S. Błaż","doi":"10.18668/ng.2023.03.03","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.03","url":null,"abstract":"Jednym z najważniejszych wymogów stawianych przed zabiegiem cementowania kolumn rur okładzinowych jest to, aby stwardniały zaczyn cementowy tworzył maksymalnie szczelne i trwałe połączenie między rurami a skałą. Mimo dużego postępu w technice cementowania, jak i coraz bardziej nowoczesnych składów stosowanych zaczynów cementowych ciągle zdarzają się nieudane zabiegi, szczególnie w utworach ilastych i zailonych. W trakcie przewiercania tego typu skał niekontrolowana hydratacja wywołana fizykochemicznym oddziaływaniem filtratu z nieodpowiednio zastosowanej płuczki wiertniczej może powodować naruszenie stateczności ściany otworu przez zachodzenie zjawiska dyspersji lub pęcznienia, dlatego stosuje się płuczki wiertnicze zawierające w składzie związki chemiczne mające za zadanie maksymalne ograniczenie niekorzystnego zjawiska pęcznienia minerałów ilastych. Utworzony na ścianie otworu osad korzystnie wpływa na proces wiercenia, jednak może być przyczyną gorszej przyczepności kamienia cementowego po zabiegu cementowania rur okładzinowych. Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych nad sformułowaniem składu cieczy przemywających pozwalających uzyskać wysoką jakość zacementowania kolumn rur okładzinowych po stosowaniu przy wierceniu płuczek wiertniczych zawierających różne inhibitory hydratacji skał ilastych: lateks, glikol, poliaminę. Do oceny skuteczności działania poszczególnych cieczy przemywających wykorzystano nowatorską metodykę badawczą polegającą na zastosowaniu cylindrycznych rdzeni skalnych. Na rdzeniach tych wytwarzano osad płuczkowy w warunkach otworopodobnych, używając aparatu Grace M2200 oraz specjalnie przystosowanej do tego komory HPHT. Następnie próbki poddawano przemywaniu za pomocą cieczy zawierających różne środki powierzchniowo czynne, a na końcu cementowano. Zacementowane próbki rdzeni skalnych były sezonowane w temperaturze 20°C oraz 50°C przez okres dwóch i siedmiu dni, po czym mierzono siłę potrzebną do zerwania przyczepności na kontakcie stwardniałego zaczynu cementowego ze skałą. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła wytypować środki, których użycie zapewnia najwyższą efektywność w usuwaniu osadu wytworzonego przez płuczkę wiertniczą.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82176455","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Sekwestracja CO2 w formacje geologiczne wiąże się z szeregiem zjawisk fizycznych mających wpływ na strukturę skały, takich jak m.in. absorpcja CO2 przez matrycę skalną, a także wytwarzanie w solankach złożowych kwasu węglowego, mającego zdolność rozpuszczania węglanów. Zjawiska te mogą powodować zmniejszenie sztywności skał i w konsekwencji wpływać na zmianę warunków geomechanicznych w górotworze, ze szczególnym uwzględnieniem stref przyotworowych. Mogą także powodować zmniejszenie funkcji uszczelniającej skał nadkładu. Skały zróżnicowane pod względem składu mineralnego oraz warunków depozycji (ciśnienia, temperatury, obecności mediów porowych) mogą wykazywać charakterystyczne cechy zwiększonej lub zmniejszonej odporności na kontakt z CO2. W pracy zostały przedstawione laboratoryjne badania przypadków oddziaływania CO2 na piaskowce o spoiwie węglanowym oraz ilastym podczas hipotetycznej sekwestracji do poziomu zbiornikowego jednego z polskich złóż geotermalnych. Wyznaczono wpływ obecności mediów porowych zawierających CO2 (rozpuszczony w solance złożowej oraz w stanie nadkrytycznym) w skałach na ich właściwości geomechaniczne – dynamiczne parametry sprężystości. Po trzymiesięcznym okresie ekspozycji na CO2 w przypadku każdej z próbek zanotowano spadek prędkości fal sprężystych – zarówno P, jak i S, co jest potwierdzeniem danych literaturowych. Moduły Younga, odkształcenia postaci i objętości mierzonych próbek po ekspozycji na CO2 obniżyły się w zależności od konkretnego przypadku od kilku do kilkudziesięciu procent w stosunku do wartości wyjściowych. Zaobserwowano też zmiany we współczynniku Poissona. Efekt ten może być wyjaśniony osłabieniem szkieletu skalnego próbek przez oddziaływanie kwasu węglowego powstałego w wyniku rozpuszczenia CO2 w solance na spoiwo węglanowe oraz oddziaływaniem nadkrytycznego CO2 na minerały ilaste. Pomimo niewielkiej próby reprezentatywnej użytej w testach można stwierdzić, że ekspozycja na CO2 badanych piaskowców powoduje wyraźne zmniejszenie ich sztywności.
{"title":"Wpływ oddziaływania CO2 na dynamiczne parametry geomechaniczne w systemie geotermalnym","authors":"R. Moska","doi":"10.18668/ng.2023.03.06","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.06","url":null,"abstract":"Sekwestracja CO2 w formacje geologiczne wiąże się z szeregiem zjawisk fizycznych mających wpływ na strukturę skały, takich jak m.in. absorpcja CO2 przez matrycę skalną, a także wytwarzanie w solankach złożowych kwasu węglowego, mającego zdolność rozpuszczania węglanów. Zjawiska te mogą powodować zmniejszenie sztywności skał i w konsekwencji wpływać na zmianę warunków geomechanicznych w górotworze, ze szczególnym uwzględnieniem stref przyotworowych. Mogą także powodować zmniejszenie funkcji uszczelniającej skał nadkładu. Skały zróżnicowane pod względem składu mineralnego oraz warunków depozycji (ciśnienia, temperatury, obecności mediów porowych) mogą wykazywać charakterystyczne cechy zwiększonej lub zmniejszonej odporności na kontakt z CO2. W pracy zostały przedstawione laboratoryjne badania przypadków oddziaływania CO2 na piaskowce o spoiwie węglanowym oraz ilastym podczas hipotetycznej sekwestracji do poziomu zbiornikowego jednego z polskich złóż geotermalnych. Wyznaczono wpływ obecności mediów porowych zawierających CO2 (rozpuszczony w solance złożowej oraz w stanie nadkrytycznym) w skałach na ich właściwości geomechaniczne – dynamiczne parametry sprężystości. Po trzymiesięcznym okresie ekspozycji na CO2 w przypadku każdej z próbek zanotowano spadek prędkości fal sprężystych – zarówno P, jak i S, co jest potwierdzeniem danych literaturowych. Moduły Younga, odkształcenia postaci i objętości mierzonych próbek po ekspozycji na CO2 obniżyły się w zależności od konkretnego przypadku od kilku do kilkudziesięciu procent w stosunku do wartości wyjściowych. Zaobserwowano też zmiany we współczynniku Poissona. Efekt ten może być wyjaśniony osłabieniem szkieletu skalnego próbek przez oddziaływanie kwasu węglowego powstałego w wyniku rozpuszczenia CO2 w solance na spoiwo węglanowe oraz oddziaływaniem nadkrytycznego CO2 na minerały ilaste. Pomimo niewielkiej próby reprezentatywnej użytej w testach można stwierdzić, że ekspozycja na CO2 badanych piaskowców powoduje wyraźne zmniejszenie ich sztywności.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88322549","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Scharakteryzowano skład i dojrzałość rozproszonej materii organicznej w warstwach inoceramowych jednostki dukielskiej na obszarze polskiego fragmentu Karpat zewnętrznych. Podstawą dokonanej charakterystyki były wyniki obserwacji mikroskopowych w świetle odbitym, połączonych z analizą refleksyjności witrynitu. Uzupełniająco na wybranych próbkach przeprowadzono pirolizę Rock-Eval. Prace terenowe objęły 23 odsłonięcia, z których pobrano i przebadano w sumie 85 próbek, reprezentujących warstwy ciśniańskie, łupkowskie oraz – odsłaniające się w zachodniej części obszaru badań – warstwy inoceramowe (nierozdzielone). Skład macerałowy przebadanych próbek jest stosunkowo monotonny. W analizowanych skałach dominuje materiał witrynitowo-inertynitowy, zwykle z niewielkim dodatkiem macerałów grupy liptynitu. Macerały grupy witrynitu reprezentowane są przez większe, przeważnie wydłużone fragmenty kolotelinitu oraz drobne fragmenty witrodetrynitu. Ich łączny udział sięga maksymalnie 14% obj., przy czym zwykle nie przekracza 1% obj. Obserwowane macerały grupy inertynitu to w głównej mierze ostrokrawędziste fragmenty semifuzynitu i fuzynitu oraz drobny inertodetrynit, których udział najczęściej nie przekracza 2% obj. Macerały grupy liptynitu są najmniej licznie reprezentowaną grupą. Obserwuje się głównie alginit (lamalginit) oraz rzadziej sporynit, kutynit i liptodetrynit. Udział materii organicznej (wyznaczony na podstawie parametru TOC) mieści się w zakresie od 0,3% do 5,6%, przy czym w przypadku ¾ próbek nie przekracza 2%. Jest to materia organiczna reprezentująca III i IV typ kerogenu. Dojrzałość materii organicznej określono na podstawie pomiarów refleksyjności witrynitu (Ro) oraz za pomocą parametru Tmax. Oba parametry wskazały na stopień przeobrażenia termicznego badanych utworów na poziomie okna ropnego – od jego wczesnej fazy, poprzez fazę główną, aż do fazy późnej. Obserwuje się regionalny trend zmienności opisywanych parametrów Ro i Tmax, wskazujący na wyższą dojrzałość utworów w części wschodniej badanego obszaru. Przebadane próbki charakteryzują się najczęściej niskim potencjałem generacyjnym i nie są dobrymi skałami macierzystymi.
{"title":"Charakterystyka rozproszonej materii organicznej warstw inoceramowych jednostki dukielskiej","authors":"K. Ziemianin, K. Spunda","doi":"10.18668/ng.2023.03.01","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.01","url":null,"abstract":"Scharakteryzowano skład i dojrzałość rozproszonej materii organicznej w warstwach inoceramowych jednostki dukielskiej na obszarze polskiego fragmentu Karpat zewnętrznych. Podstawą dokonanej charakterystyki były wyniki obserwacji mikroskopowych w świetle odbitym, połączonych z analizą refleksyjności witrynitu. Uzupełniająco na wybranych próbkach przeprowadzono pirolizę Rock-Eval. Prace terenowe objęły 23 odsłonięcia, z których pobrano i przebadano w sumie 85 próbek, reprezentujących warstwy ciśniańskie, łupkowskie oraz – odsłaniające się w zachodniej części obszaru badań – warstwy inoceramowe (nierozdzielone). Skład macerałowy przebadanych próbek jest stosunkowo monotonny. W analizowanych skałach dominuje materiał witrynitowo-inertynitowy, zwykle z niewielkim dodatkiem macerałów grupy liptynitu. Macerały grupy witrynitu reprezentowane są przez większe, przeważnie wydłużone fragmenty kolotelinitu oraz drobne fragmenty witrodetrynitu. Ich łączny udział sięga maksymalnie 14% obj., przy czym zwykle nie przekracza 1% obj. Obserwowane macerały grupy inertynitu to w głównej mierze ostrokrawędziste fragmenty semifuzynitu i fuzynitu oraz drobny inertodetrynit, których udział najczęściej nie przekracza 2% obj. Macerały grupy liptynitu są najmniej licznie reprezentowaną grupą. Obserwuje się głównie alginit (lamalginit) oraz rzadziej sporynit, kutynit i liptodetrynit. Udział materii organicznej (wyznaczony na podstawie parametru TOC) mieści się w zakresie od 0,3% do 5,6%, przy czym w przypadku ¾ próbek nie przekracza 2%. Jest to materia organiczna reprezentująca III i IV typ kerogenu. Dojrzałość materii organicznej określono na podstawie pomiarów refleksyjności witrynitu (Ro) oraz za pomocą parametru Tmax. Oba parametry wskazały na stopień przeobrażenia termicznego badanych utworów na poziomie okna ropnego – od jego wczesnej fazy, poprzez fazę główną, aż do fazy późnej. Obserwuje się regionalny trend zmienności opisywanych parametrów Ro i Tmax, wskazujący na wyższą dojrzałość utworów w części wschodniej badanego obszaru. Przebadane próbki charakteryzują się najczęściej niskim potencjałem generacyjnym i nie są dobrymi skałami macierzystymi.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83265163","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem polimerów syntetycznych zbudowanych z merów winylowoamidowych, winylowosulfonowych, akrylowosulfonowych lub bezwodnika maleinowego do regulowania filtracji płuczek wiertniczych. Płuczki te zawierały w swoim składzie koloid ochronny typu skrobiowego, biopolimer, nanokrzemionkę hydrofobową dyspergowaną za pomocą sonifikatora w wodnym roztworze środków powierzchniowo czynnych oraz jonowy inhibitor hydratacji skał (KCl) i blokator węglanowy celem wytworzenia osadu filtracyjnego. Na podstawie przeprowadzonych badań z wykorzystaniem nowych środków syntetycznych dokonano ich doboru do regulowania filtracji oraz parametrów reologicznych płuczek wiertniczych w różnych warunkach geologicznych. Badania przeprowadzono dla płuczek o różnym stopniu zmineralizowania, przy różnej zawartości fazy stałej. Wykonano również badania właściwości smarnych i inhibicyjnych płuczek. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano składy płuczek charakteryzujące się niską filtracją w warunkach HPHT. Przeprowadzono pomiary statycznej filtracji HPHT na standardowych sączkach do pomiaru filtracji oraz w temperaturach 60°C i 120°C. Filtrację przy użyciu aparatu Grace M2200 HPHT wykonano na rdzeniach o porowatości 20 µm. W celu odtworzenia warunków otworowych do płuczek dodawano zwierciny (zmielony łupek mioceński) i skażenia chemiczne w postaci chlorków wapnia i magnezu. Wyniki pomiarów na aparacie Grace M2200 HPHT podane w artykule zostały przeliczone na podstawie stosunku powierzchni filtracji w celu porównania ze statyczną filtracją HPHT. Uzyskane wyniki badań mogą znaleźć zastosowanie w warunkach przemysłowych podczas głębokich wierceń oraz pozyskiwania energii geotermalnej.
{"title":"Płuczka wiertnicza na osnowie polimerów syntetycznych z dodatkiem nanomateriałów dostosowana do warunków otworowych","authors":"G. Zima, B. Jasiński, M. Uliasz, S. Błaż","doi":"10.18668/ng.2023.03.02","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.02","url":null,"abstract":"W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem polimerów syntetycznych zbudowanych z merów winylowoamidowych, winylowosulfonowych, akrylowosulfonowych lub bezwodnika maleinowego do regulowania filtracji płuczek wiertniczych. Płuczki te zawierały w swoim składzie koloid ochronny typu skrobiowego, biopolimer, nanokrzemionkę hydrofobową dyspergowaną za pomocą sonifikatora w wodnym roztworze środków powierzchniowo czynnych oraz jonowy inhibitor hydratacji skał (KCl) i blokator węglanowy celem wytworzenia osadu filtracyjnego. Na podstawie przeprowadzonych badań z wykorzystaniem nowych środków syntetycznych dokonano ich doboru do regulowania filtracji oraz parametrów reologicznych płuczek wiertniczych w różnych warunkach geologicznych. Badania przeprowadzono dla płuczek o różnym stopniu zmineralizowania, przy różnej zawartości fazy stałej. Wykonano również badania właściwości smarnych i inhibicyjnych płuczek. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano składy płuczek charakteryzujące się niską filtracją w warunkach HPHT. Przeprowadzono pomiary statycznej filtracji HPHT na standardowych sączkach do pomiaru filtracji oraz w temperaturach 60°C i 120°C. Filtrację przy użyciu aparatu Grace M2200 HPHT wykonano na rdzeniach o porowatości 20 µm. W celu odtworzenia warunków otworowych do płuczek dodawano zwierciny (zmielony łupek mioceński) i skażenia chemiczne w postaci chlorków wapnia i magnezu. Wyniki pomiarów na aparacie Grace M2200 HPHT podane w artykule zostały przeliczone na podstawie stosunku powierzchni filtracji w celu porównania ze statyczną filtracją HPHT. Uzyskane wyniki badań mogą znaleźć zastosowanie w warunkach przemysłowych podczas głębokich wierceń oraz pozyskiwania energii geotermalnej.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75166555","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
W artykule poruszono problem tworzenia się szkodliwych osadów we wtryskiwaczach silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Silniki takie mają dużą skłonność do tworzenia osadów, w tym w szczególności osadów wtryskiwaczy paliwa. Opisano skutki powstawania osadów dla funkcjonowania układu wtrysku paliwa. Zwrócono uwagę, że osady takie znacząco pogarszają zarówno osiągi, jak i parametry użytkowo-eksploatacyjne silników. Czynniki sprzyjające tworzeniu się osadów mogą być związane z właściwościami paliwa, konstrukcją silnika, konstrukcją wtryskiwaczy oraz warunkami pracy silnika. Stanowi to wyzwanie i określa nowe obszary badawcze dla konstruktorów silników, ale także dla producentów paliw – a szczególnie dodatków uszlachetniających. Jakość mieszanki paliwowo-powietrznej tworzonej w komorach spalania silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa jest prawie całkowicie uzależniona (kontrolowana) od funkcjonowania wtryskiwaczy paliwa, na które największy wpływ mają utworzone szkodliwe osady. W artykule opisano mechanizmy formowania się osadów we wtryskiwaczach silnika z bezpośrednim wtryskiem. Następnie wskazano i rozpatrzono dotychczas ustalone najważniejsze właściwości, wynikające ze składu benzyny, mające dominujący wpływ na występowanie tych szkodliwych procesów. Zwrócono uwagę na rozbieżne wyniki badań dotyczące kilku właściwości benzyny i oceny ich wpływu na inicjowanie i tworzenie się szkodliwych osadów wtryskiwaczy. Wyjaśniono też znaczenie dodatków detergentowo-dyspergujących do paliw jako najbardziej efektywnego środka w przeciwdziałaniu procesom powstawania szkodliwych osadów silnikowych. Celem pracy było zbadanie wpływu różnych właściwości fizykochemicznych benzyny na tendencję do tworzenia się osadów wtryskiwaczy silnika z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Badania były prowadzone według znormalizowanej, uznanej ogólnoeuropejskiej procedury CEC F-113-KC (VW EA111 BLG). W artykule krótko scharakteryzowano metodykę badawczą opisaną w tej procedurze, a następnie pięć benzyn silnikowych o różnych właściwościach fizykochemicznych, które przygotowano do badań. Benzyny te różniły się właściwościami fizykochemicznymi, które zdaniem autora projektu powinny być najistotniejsze z punktu widzenia skłonności paliwa do tworzenia osadów wtryskiwaczy paliwa. Następnie opisano i przedstawiono wyniki badań. Analiza wyników pozwoliła wskazać, które właściwości benzyn silnikowych mają największy wpływ na procesy tworzenia się osadów wtryskiwaczy paliwa. Uzyskane wyniki odniesiono i porównano z wynikami podobnych badań opisanych w dostępnej literaturze. Rezultatem realizacji pracy było między innymi potwierdzenie, że niektóre fizykochemiczne właściwości paliw mają istotny wpływ na powstawanie przedmiotowych osadów. Stwierdzono też, że o wielkości zanieczyszczenia wtryskiwaczy decyduje wypadkowa wpływu wszystkich czynników – zarówno wspomagających, jak i ograniczających proces tworzenia się osadów. Ponadto niektóre z czynników mogą
{"title":"Znaczenie składu benzyny w tworzeniu osadów wtryskiwaczy silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa","authors":"Z. Stępień","doi":"10.18668/ng.2023.03.07","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.07","url":null,"abstract":"W artykule poruszono problem tworzenia się szkodliwych osadów we wtryskiwaczach silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Silniki takie mają dużą skłonność do tworzenia osadów, w tym w szczególności osadów wtryskiwaczy paliwa. Opisano skutki powstawania osadów dla funkcjonowania układu wtrysku paliwa. Zwrócono uwagę, że osady takie znacząco pogarszają zarówno osiągi, jak i parametry użytkowo-eksploatacyjne silników. Czynniki sprzyjające tworzeniu się osadów mogą być związane z właściwościami paliwa, konstrukcją silnika, konstrukcją wtryskiwaczy oraz warunkami pracy silnika. Stanowi to wyzwanie i określa nowe obszary badawcze dla konstruktorów silników, ale także dla producentów paliw – a szczególnie dodatków uszlachetniających. Jakość mieszanki paliwowo-powietrznej tworzonej w komorach spalania silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa jest prawie całkowicie uzależniona (kontrolowana) od funkcjonowania wtryskiwaczy paliwa, na które największy wpływ mają utworzone szkodliwe osady. W artykule opisano mechanizmy formowania się osadów we wtryskiwaczach silnika z bezpośrednim wtryskiem. Następnie wskazano i rozpatrzono dotychczas ustalone najważniejsze właściwości, wynikające ze składu benzyny, mające dominujący wpływ na występowanie tych szkodliwych procesów. Zwrócono uwagę na rozbieżne wyniki badań dotyczące kilku właściwości benzyny i oceny ich wpływu na inicjowanie i tworzenie się szkodliwych osadów wtryskiwaczy. Wyjaśniono też znaczenie dodatków detergentowo-dyspergujących do paliw jako najbardziej efektywnego środka w przeciwdziałaniu procesom powstawania szkodliwych osadów silnikowych. Celem pracy było zbadanie wpływu różnych właściwości fizykochemicznych benzyny na tendencję do tworzenia się osadów wtryskiwaczy silnika z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Badania były prowadzone według znormalizowanej, uznanej ogólnoeuropejskiej procedury CEC F-113-KC (VW EA111 BLG). W artykule krótko scharakteryzowano metodykę badawczą opisaną w tej procedurze, a następnie pięć benzyn silnikowych o różnych właściwościach fizykochemicznych, które przygotowano do badań. Benzyny te różniły się właściwościami fizykochemicznymi, które zdaniem autora projektu powinny być najistotniejsze z punktu widzenia skłonności paliwa do tworzenia osadów wtryskiwaczy paliwa. Następnie opisano i przedstawiono wyniki badań. Analiza wyników pozwoliła wskazać, które właściwości benzyn silnikowych mają największy wpływ na procesy tworzenia się osadów wtryskiwaczy paliwa. Uzyskane wyniki odniesiono i porównano z wynikami podobnych badań opisanych w dostępnej literaturze. Rezultatem realizacji pracy było między innymi potwierdzenie, że niektóre fizykochemiczne właściwości paliw mają istotny wpływ na powstawanie przedmiotowych osadów. Stwierdzono też, że o wielkości zanieczyszczenia wtryskiwaczy decyduje wypadkowa wpływu wszystkich czynników – zarówno wspomagających, jak i ograniczających proces tworzenia się osadów. Ponadto niektóre z czynników mogą ","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73512744","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
W artykule przedstawiono sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym w sytuacji dopływu mieszaniny wody złożowej (solanki) oraz – planowanego jako główny nośnik energii cieplnej – dwutlenku węgla w zakresie nadkrytycznych parametrów ciśnienia i temperatury. We wstępie podkreślono znaczenie ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery, omówiono krótko charakterystykę przemian fazowych CO2 oraz przedstawiono sposób jego alternatywnego zagospodarowania. Zyskującym w ostatnich latach na popularności sposobem ograniczenia szkodliwego oddziaływania dwutlenku węgla jest jego wykorzystanie jako medium roboczego przy pozyskiwaniu energii geotermalnej, tj. wprowadzenie go do obiegu w układzie otworów (zatłaczającego i produkcyjnego) do wyeksploatowanych złóż węglowodorów (ropy lub gazu). W pracy zobrazowano zasady pracy takich otworów, przedstawiono korzyści wykorzystania w systemach geotermalnych dwutlenku węgla jako płynu roboczego oraz określono warunki niezbędne do efektywnego działania omawianego układu. Jednym z elementów publikacji jest bilans wymiany ciepła pomiędzy płynem przemieszczającym się ze złoża na powierzchnię a górotworem. W ramach rozwiązania problemu zaprezentowano model bilansowy przyjętych i oddanych ilości ciepła przez mieszaninę solanki i dwutlenku węgla w otworze geotermalnym. Przedstawione zostały ponadto procedury określania parametrów CO2 w funkcji ciśnienia i temperatury w odwiercie, w tym lepkość, gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła w mieszaninie. Podano również sposób obliczania parametrów koniecznych do określenia współczynnika przejmowania ciepła pomiędzy cyrkulującym płynem a ścianą rury okładzinowej. Na potrzeby obliczeń założono, że temperatura na ścianie odwiertu zmienia się liniowo wraz z głębokością, tzn. zgodnie z tak zwanym gradientem geotermicznym. Podano też zależność umożliwiającą określenie ilości ciepła przekazywanego od górotworu do przepływającej mieszaniny solanki i CO2. Jako element końcowy przedstawiono zależność wielkości temperatury płynu wypływającego z otworu od jego głębokości całkowitej, przyjętego natężenia przepływu i zmiennych proporcji CO2 i solanki w składzie mieszaniny. Wszystkie obliczenia przeprowadzono z uwzględnieniem właściwości CO2 w zakresie parametrów nadkrytycznych ciśnienia i temperatury, wzięto w nich również pod uwagę stopień izolacji cieplnej odwiertu. Przedstawiona została procedura obliczeń, a wyniki przykładu obliczeniowego zestawiono w formie tabelarycznej i graficznej. Na ich podstawie podjęto próbę wskazania, który z rozpatrywanych parametrów wpływa najsilniej na końcową wielkość temperatury wypływającego z odwiertu płynu.
{"title":"Sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym przy dopływie mieszaniny solanki i dwutlenku węgla w zakresie warunków nadkrytycznych","authors":"T. Szpunar, M. Majkrzak","doi":"10.18668/ng.2023.03.05","DOIUrl":"https://doi.org/10.18668/ng.2023.03.05","url":null,"abstract":"W artykule przedstawiono sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym w sytuacji dopływu mieszaniny wody złożowej (solanki) oraz – planowanego jako główny nośnik energii cieplnej – dwutlenku węgla w zakresie nadkrytycznych parametrów ciśnienia i temperatury. We wstępie podkreślono znaczenie ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery, omówiono krótko charakterystykę przemian fazowych CO2 oraz przedstawiono sposób jego alternatywnego zagospodarowania. Zyskującym w ostatnich latach na popularności sposobem ograniczenia szkodliwego oddziaływania dwutlenku węgla jest jego wykorzystanie jako medium roboczego przy pozyskiwaniu energii geotermalnej, tj. wprowadzenie go do obiegu w układzie otworów (zatłaczającego i produkcyjnego) do wyeksploatowanych złóż węglowodorów (ropy lub gazu). W pracy zobrazowano zasady pracy takich otworów, przedstawiono korzyści wykorzystania w systemach geotermalnych dwutlenku węgla jako płynu roboczego oraz określono warunki niezbędne do efektywnego działania omawianego układu. Jednym z elementów publikacji jest bilans wymiany ciepła pomiędzy płynem przemieszczającym się ze złoża na powierzchnię a górotworem. W ramach rozwiązania problemu zaprezentowano model bilansowy przyjętych i oddanych ilości ciepła przez mieszaninę solanki i dwutlenku węgla w otworze geotermalnym. Przedstawione zostały ponadto procedury określania parametrów CO2 w funkcji ciśnienia i temperatury w odwiercie, w tym lepkość, gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła w mieszaninie. Podano również sposób obliczania parametrów koniecznych do określenia współczynnika przejmowania ciepła pomiędzy cyrkulującym płynem a ścianą rury okładzinowej. Na potrzeby obliczeń założono, że temperatura na ścianie odwiertu zmienia się liniowo wraz z głębokością, tzn. zgodnie z tak zwanym gradientem geotermicznym. Podano też zależność umożliwiającą określenie ilości ciepła przekazywanego od górotworu do przepływającej mieszaniny solanki i CO2. Jako element końcowy przedstawiono zależność wielkości temperatury płynu wypływającego z otworu od jego głębokości całkowitej, przyjętego natężenia przepływu i zmiennych proporcji CO2 i solanki w składzie mieszaniny. Wszystkie obliczenia przeprowadzono z uwzględnieniem właściwości CO2 w zakresie parametrów nadkrytycznych ciśnienia i temperatury, wzięto w nich również pod uwagę stopień izolacji cieplnej odwiertu. Przedstawiona została procedura obliczeń, a wyniki przykładu obliczeniowego zestawiono w formie tabelarycznej i graficznej. Na ich podstawie podjęto próbę wskazania, który z rozpatrywanych parametrów wpływa najsilniej na końcową wielkość temperatury wypływającego z odwiertu płynu.","PeriodicalId":45266,"journal":{"name":"Nafta-Gaz","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77675268","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：