język publikacji streszczenie streszczenie

Transkrypt

1 tytuł czasopisma Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu Państwowego Instytutu Badawczego Nr 219 tytuł artykułu (polski) tytuł artykułu (angielski) OdzwierciedlenieGeological budowy geologicznej brzeżnej części Karpat i ich podłoża (SE Polska) na podstawie reprocessingu i reinterpretacji profili sejsmicznych 2D structures mapping of the marginal part of the Outer Carpathians and their basement (SE Poland) based on the reprocessing and reinterpretation of 2D seismic profiles nazwiska autorów Andrzej Urbaniec, Łukasz Bajewski, Aleksander Wilk miejsce zatrudnienia język publikacji streszczenie streszczenie polskie angielskie INiG PIB polski Głównym celem prezentowanej pracy było stworzenie kompleksowego modelu geologicznego badanego rejonu brzeżnej strefy Karpat zewnętrznych wraz z interpretation. zapadliskiem przedkarpackim, na podstawie interpretacji strukturalnej profili sejsmicznych 2D. Obszar badań usytuowany jest w południowowschodniej Polsce. Analizowany rejon cechuje się dużym stopniem skomplikowania budowy geologicznej ze względu The main aim of the presented work was to construct a complex geological model for the research area, based on the 2D seismic profiles The study area is situated in southeastern Poland in the marginal zone of the Outer Carpathians. The analyzed region is characterized by a very complicated geological structure. The presence of numerous thrust zones in the rok nr woluminu nr str Plik PDF

2 na obecność licznych stref nasunięć w obrębie utworów jednostek karpackich i miocenu sfałdowanego, jak również obecność kilku Neoproterozoic dużych stref anchimetamorphic dyslokacyjnychsedimentary o różnych rocks of the kierunkach Małopolska przebiegu. Massif, Najniższe form the piętro basement strukturalne, of the występujące Carpathian w podłożu Foredeep in zapadliska the analyzed przedkarpackiego, region. The stanowi w complex interpretowanym of the rejonie seriaautochthonous anchimetamorficznych Miocene skał sediments, neoproterozoiku, characterized związanych by variable genetycznie total z blokiem thickness małopolskim. (from 150 Autochtoniczny m to more kompleks osadów klastycznych, z wkładkami ewaporatów, Carpathian units, as well as largescale faults cutting the rock series of lower geological stages, are typical. The series of than 3300 m) and facies variability, represent the middle stage

3 wieku mioceńskiego, o bardzo zróżnicowanej miąższości (od około 150 m do ponad 3300 m) tworzy środkowe piętro strukturalne analizowanego rejonu. Najwyższe piętro strukturalne reprezentują z kolei utwory allochtoniczne pokrywy tektonicznej, które w analizowanym obszarze włączane są głównie w obręb trzech dużych jednostek tektonicznych: stebnickiej, borysławskopokuckiej i skolskiej. Dodatkowo wyróżniane jest pasmo łusek of the study area. The youngest stage consists of allochtonous tectonic units (Stebnik, Boryslav- Pokutya and Skole) of the Carpathian orogen. Furthermore Zgłobice Thrust- Sheet Belt is distinguished, as a narrow zone of Miocene sediments with varying levels of tectonic deformation. Two off the nine interpreted profiles were reprocessed in the Seismic Department of the Oil and Gas Institute National Research Institute in Krakow,

4 zgłobickich, będących stosunkowo wąską strefą osadów mioceńskich o zróżnicowanym stopniu deformacji tektonicznej. Dwa z dziewięciu analizowanych profili sejsmicznych poddano reprocessingowi w Zakładzie Sejsmiki Instytutu Nafty i Gazu Państwowego Instytutu Badawczego, a wyniki uzyskane na podstawie tego reprocessingu zostały uwzględnione w trakcie interpretacji geologicznej. Odpowiedni dobór zarówno sekwencji Poland. Proper selection of both the processing sequence and parameters applied to specific procedures, as well as verification of each stage of processing by simultaneous geological interpretation, resulted in a slightly different mapping of the geological structures. Structural interpretation of the current version of the seismic sections, provides new information that could be used to reconstruct individual stages of the tectonic

5 przetwarzania, development jak i in the parametrów analyzed aplikowanych area. The do constructed poszczególnych procedur, a także weryfikacja każdego etapu przetwarzania poprzez prowadzoną na bieżąco interpretację geologiczną przyniosły w efekcie nieco inne are very old odwzorowanietectonic lines niektórych (related to cech budowy the Variscan geologicznej orogenesis, rejonu. and maybe Przeprowadzonaeven older), interpretacja strukturalna dostarczyła nowych informacji, które mogą być wykorzystane do odtworzenia poszczególnych etapów rozwoju tektonicznego tectonic model emphasizes the complexity of the geological structure. Presented concept assumes that some of the major fault zones which have been repeatedly reactivated under different stress conditions. The diagonal collision of the Carpathian orogen and the

6 analizowanego obszaru. Przedstawiony model strukturalnotektoniczny obrazuje znaczny stopień skomplikowania budowy geologicznej analizowanego rejonu oraz akcentuje wieloetapowość zjawisk tektonicznych zachodzących w poszczególnych okresach geologicznych. Obecny obraz strukturalny jest kompilacją efektów szeregu stopniowo nakładających się na siebie procesów zachodzących w kolejnych epokach geologicznych. Przedstawiona koncepcja basement elevations induced a reactivation of the major faults. Strikeslip faults and out-ofsequence thrusts were generated within the Carpathian units. The final phase of the large faults reactivation took place after the latest thrusting movements of the Outer Carpathians.

7 zakłada, że część głównych dyslokacji w analizowanym rejonie to strefy o bardzo starych założeniach tektonicznych (związanych z orogenezą hercyńską, a być może nawet starszych), które w swojej historii były wielokrotnie reaktywowane w różnych reżimach naprężeń. W trakcie etapu nasuwczego Karpat dochodziło do zderzenia górotworu ze strukturami podłoża, ułożonymi skośnie do głównego kierunku nasuwczego. Skośna kolizja

8 Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu Państwowego Instytutu Badawczego Nr 220 Poprawa oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego przed zabiegiem cementowania Improvement of the cleaning of the annular Marcin Kremieniewski, Miłosz Kędzierski, space of the Marcin borehole Rzepka before the pod redakcją cementing Marcina operationskremieniewskiego powodowała reaktywację struktur podłoża, podczas gdy w obrębie jednostek karpackich dochodziło do powstawania uskoków przesuwczych i nasunięć pozasekwencyjnych. Ostatni etap reaktywacji wspomnianych dużych stref uskokowych miał miejsce już po nasunięciu utworów fliszowych jednostki skolskiej i zachodził w reżimie przesuwczym. INiG PIB polski Podczas realizacji prac związanych z uszczelnieniem kolumny rur okładzinowych jednym z najistotniejszych aspektów During the implementation of works related to the sealing of the casing string, one of the most important aspects is

9 jest zapewnienie szczelności w przestrzeni pierścieniowej pomiędzy kolumnami rur oraz poza nimi. Niezachowanie comply with this condition tego warunku may result może in serious skutkować consequences, poważnymi ranging from konsekwencjami począwszy od wzrostu ciśnienia w górnej części otworu, a skończywszy na migracji bądź ekshalacji gazu. W celu wyeliminowania takich niepożądanych zjawisk należy uszczelnić kolumnę rur okładzinowych tłocząc zaczyn cementowy. Jednak na odpowiednie uszczelnienie przestrzeni to ensure tightness in the annular space between the casing and beyond. Failure to pressure increase in the upper part of the hole, to migration or gas exhalation. In order to eliminate such undesirable phenomena, the casing column should be sealed by pumping the cement slurry. However, the proper sealing of the annular space also consists in

10 pierścieniowej preparing składa się the borehole również for the przygotowanie cementing otworu do cementowania poprzez dokładnie jego oczyszczenie. W tym celu następuje przetłoczenie cieczy przemywającej, a następnie płuczka wypierana jest przez ciecz buforową i zaczyn cementowy. Odpowiednie przygotowaniecontributes to przestrzeni a significant pierścieniowejimprovement przyczynia of the sealing się do and allows znacznej to eliminate poprawy uszczelnienia i umożliwia wyeliminować powstawanie mikroprzepływów gazu na kontakcie płaszcza cementowego operations by thoroughly cleaning it. For this purpose, a preflush fluid is pumped into the hole, and the drilling mud is displaced by a spacer fluid and cement slurry. Appropriate preparation of the annular space the formation of gas microflows on the contact of the cement sheath with the surface of the previously

11 z powierzchnią przewiercanej wcześniej formacji skalnej oraz powierzchnią zapuszczanej rury okładzinowej. W książce przedstawione zostały mechanizmy przepływu cieczy w przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz omówiono zagadnienia dotyczące działania środków przemywających na poprawę efektywności oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej przed zabiegiem cementowania. Opisana została innowacyjna metodyka badań drilled rock formation and the surface of the casing string. This book presents the mechanisms forming the liquid flow in the annular space of the borehole and discusses the issues concerning the action of washing agents to improve the efficiency of cleaning the annular space before the cementing operations. It presents an innovative methodology for the effectiveness of removal of mud cake. It also presents, a new device (a simulator of the flow

12 efektywności usuwania osadu płuczkowego. Zaprezentowano również nowe, skonstruowane w INiG PIB urządzenie (symulator przepływu cieczy wiertniczych), które pozwalało na realizację prac badawczych w zakresie skuteczności działania cieczy przemywających. Omówiono wyniki badań wpływu czasu kontaktu oraz prędkości przepływu cieczy przemywającej na skuteczność usuwania osadu płuczkowego z formacji skalnej of drilling fluids), constructed in The Oil and Gas Institute National Research Institute, which allowed to carry out research work in the field of the effectiveness of washing fluids. The results of the influence of contact time and flow rate of the preflush fluid on the efficiency of removing the mud cake from the rock formation and the surface of the casings were discussed. Also presented are Laboratory tests on the

13 oraz z powierzchni rur okładzinowych. Przedstawiono również badania nad opracowaniem nowych cieczy przemywających oraz hybrydowej cieczy przemywającej, która wykazywała dwufunkcyjny charakter usuwania osadu (chemiczny oraz mechaniczny). Omawiana problematyka improvement realizowanych of the prac purification of badawczych the annular w znacznym space of the stopniu borehole przyczynia before się do cementing poprawy operations, and thus to oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego przed development of a new types of washing fluids and a hybrid preflush fluid, which showed a dual-purpose character of filter cake removal (chemical and mechanical). The discussed issues of conducted research work significantly contribute to the the reduction of gas migration and

14 Prace Innowacyjna Naukowe technologia Instytutu zestalania Nafty i Gazu zużytych Państwowego płuczek Instytutu wiertnic Badawczego Nr 221 Innovative technology of used drilling muds solidification Teresa Steliga, Małgorzata Uliasz zabiegiem exhalation cementowania, in wellbores. a tym samym do ograniczenia migracji i ekshalacji gazu w otworach wiertniczych. INiG PIB polski Podczas During prowadzenia work, large prac amounts of poszukiwawczychwaste are wytwarzane są duże ilości odpadów, które występują w postaci zużytej płuczki wiertniczej i wynoszonego przez nią urobku. Jednak podstawową ich część (ok %) stanowią zużyte płuczki wiertnicze jako odpady płynne, natomiast pozostała ilość to odpady stałe generated, which occurs in the form of used drilling fluid and the excavated spoil. However, its basic part (about 60 80%) consists of used drilling fluids in the form of liquid waste, while the remaining amount is solid waste in the form of cuttings contaminated with the drilling fluid and hydrated

15 w postaci zwiercin zanieczyszczonych płuczką oraz uwodnionych osadów usuwanych ze ściany otworu w trakcie jego rurowania. Wytworzone odpady mogą charakteryzować się szkodliwością dla środowiska ze względu na wysoką zawartość jonów chlorkowych (w przypadku płuczek o wysokim stopniu zasolenia) i siarczanowych, sludges removed from the hole wall during its casing. The generated waste might be harmful to the environment due to the high content of chloride ions (in the case of highly salinated fluids) and sulphate, heavy metals, organic substances measured with the DOC index, undissolved substances, dissolved metali solids (TDS), ciężkich, surfactants substancji and others. organicznych On the basis mierzonych of a series wskaźnikiem of laboratory DOC, tests carried substancji out in INiG nierozpuszczonych, PIB using rozpuszczonych waste

16 związków stałych (TDS), SPCz i in. Na podstawie szeregu przeprowadzonych w INiG PIB badań laboratoryjnych z użyciem odpadowych płuczek wiertniczych, różniących się składem, właściwościami reologicznymi, gęstością, zawartością skażeń drilling fluids differing in composition, rheological properties, density and chemical contamination content, a composition of a solidifying agent for such fluids and the technology for their solidification together with the methodology chemicznych, for the opracowano assessment kompozycję of środka do mechanical, zestalania chemical and takich toxicological płuczek oraz properties of technologię the obtained ich semi-finished zestalania product were wraz z developed. metodyką The drilling oceny fluid właściwości solidification mechanicznych, process is chemicznychtechnologically i more difficult toksykologicznych than the pozyskanego solidification

17 półproduktu. Proces zestalania płuczki wiertniczej jest technologicznie trudniejszy niż zestalanie urobku ze względu na jej płynną postać zagęszczoną zdyspergowanymi polimerami i cząstkami ilastymi pochodzącymi z of its przewiercanychtechnological warstw oraz parameters. zawierającą When rozpuszczone solidifying związki the fluid, it chemiczne, is important które to select stosowane binding są do agents, regulowania the task of i obróbki jej which is to parametrów convert the technologicznych. suspension Przy zestalaniu płuczki ważny jest dobór środków of the spoil due to its liquid form, concentrated with dispersed polymers and clay particles derived from the drilled layers and containing dissolved chemical compounds, which are used for the regulation and processing of the drilling fluid into a solid body with sufficient mechanical strength

18 wiążących, których zadaniem jest takie przekształcenie suspensji płuczki wiertniczej w ciało stałe o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, aby w jak największym stopniu ograniczyć wymywanie się z niego substancji niebezpiecznych (Podlaski Basin) were występującychconducted in w postaci two stages związków in order to rozpuszczalnych. identify the Zestalanie possibility różnych of binding rodzajów the liquid zużytych, phase of the odpadowych fluid together płuczek with selected pochodzących z otworów: A BB (basen bałtycki) i B BP (basen podlaski) przeprowadzono w dwóch etapach dla rozpoznania in order to minimize the leaching of hazardous substances in the form of soluble compounds. Solidification of different types of used, waste fluids coming from the holes: A BB (Baltic Basin) and B BP binding and stabilizing agents such as: cement, a hydraulicpozzolans binder containing a large amount of

19 możliwości wiązania fazy płynnej płuczki w całość przy użyciu wytypowanych środków wiążących i stabilizujących, takich jak: cement, spoiwo hydraulicznopucolanowe zawierające dużą ilość aktywnej krzemionki Silment CQ-25, Gruntar, szkło wodne sodowe. Celem badań etapu pierwszego był wstępny dobór rodzaju środków wiążących określany na podstawie zmiany konsystencji płuczki otworowej przy zadawanych active silica CQ-25 Silment, Gruntar, sodium water glass. The aim of the first stage of testing was to initially select the type of binding agents determined on the basis of changes in the consistency of the borehole fluid at successive doses of a given agent and increase in rheological parameters until the moment of obtaining their immeasurable values and observation of the symptoms of the presence of water loss during binding. In

20 kolejnych dawkach danego środka i wzrostu wartości parametrów reologicznych, aż do momentu uzyskania niemierzalnych ich wartości oraz obserwacji objawów występowania odstoju wody w czasie wiązania. Natomiast podstawowym celem badań etapu drugiego był dobór optymalnej ilości wybranych środków wiążących wprowadzanych do suspensji płuczki w odpowiedniej kolejności, pod kątem ich wpływu na czas początku turn, the primary objective of stage two of the tests was to select the optimal amount of selected binding agents introduced into the fluid suspension in the appropriate order, in terms of their influence on the time of the beginning and end of binding, compressive strength of the solidified sample of the fluid and its leachability of harmful compounds. As a result of these tests, a set of agents constituting a composition based on Portland cement CEM I 32.5 or

21 i końca wiązania, wytrzymałość na ściskanie zestalonej próbki płuczki oraz wymywalność z niej związków szkodliwych. W wyniku tych badań wytypowano zestaw środków stanowiących kompozycję na bazie cementu portlandzkiego CEM I 32,5 lub spoiwa hydraulicznego Silment CQ-25 w ilości 20 35% zawierającą 4 5% szkła wodnego sodowego na m3 płuczki. O wyborze tych środków zdecydowały ich właściwości chemiczne i wpływ na hydraulic binder CQ-25 Silment in the amount of 20 35% containing 4 5% sodium water glass per m3 of fluid was selected. The choice of these agents was determined by their chemical properties and their effect on the mechanical properties of the solid formedafter solidification of the borehole fluid. Application of the chosen measures required the development of a solidification technology, which consisted of the

22 właściwości introduction mechaniczne of the ciała stałego required powstałego quantity of po zestaleniu water glass płuczki into the fluid otworowej. in the first Zastosowanie place, and wybranych then, after środków about 30 wymagało minutes, opracowania mixing the technologii selected zestalania, binding która materials. polegała na The gelled wprowadzeniuhomogeneous do płuczki mass of the w pierwszej mixture was kolejności transferred to zadanej containers, ilości szkła where it wodnego, a was stored następnie, at ambient po ok. 30 min temperature mieszania, for a period wytypowanych of 7 to 14 materiałów days or wiążących, even 28 na days, while przeniesieniumeasurements zżelowanej of binding jednorodnej time, masy compressive mieszaniny strength do were pojemników, taken and gdzie przez observation okres od 7 of the sample do 14 dni, a during

23 nawet 28 dni, przechowywano ją w temperaturze otoczenia, prowadząc pomiary czasu wiązania, wytrzymałości na ściskanie i obserwacje próbki w czasie twardnienia. Przeprowadzone badania wykazały, że płuczki bentonitowe łatwiej ulegają zestalaniu niż płuczki polimerowe. Wiązanie próbki płuczki bentonitowej max. zachodziło po ok. dwóch dniach, natomiast proces wiązania płuczek polimerowych trwał do ok. 6 8 dni. hardening was performed. The conducted research has shown that bentonite fluids are easier to solidify than polymer fluids. Binding of a bentonite fluid sample took a maximum of about two days, while the process of binding polymeric fluids lasted for about 6 8 days. The beginning of the bentonite fluid binding time, which was solidified with the use of 4 to 5% water glass and 20 to 35% of the binding material, was determined after approx.

24 Początek czasu wiązania płuczki bentonitowej zestalonej przy zastosowaniu od 4% do 5% szkła wodnego i od 20% do 35% materiału wiążącego oznaczano po ok. 28 h, a koniec po max. ok. 55 h. Podczas zestalania płuczek polimerowych przy zastosowaniu tych samych ilości i rodzajów środków zestalających of binding zaobserwowano, was required że ich in order to twardnienie properly zachodziło determine najszybciej the strength w warstwie parameters powierzchniowej, natomiast środek próbki pozostawał niejednokrotnie 28 hours and the end after max. approx. 55h. During the solidification of polymeric fluids with the same amounts and types of solidifying agents, it was observed that their hardening took place most rapidly in the surface layer, while the center of the sample often remained in the form of moist soil. A longer time of the obtained semi-finished product. Optimal

25 w postaci parameters wilgotnej of the ziemi. bentonite Wymagało fluid sample to dłuższego binding from czasu ich borehole wiązania A-BB were w celu obtained właściwego using the określenia composition parametrów based on wytrzymałościowychportland pozyskiwanego CEM I 32.5 półproduktu. cement in the Optymalne amount of parametry 20 30% and wiązania a hydraulic próbki binder płuczki CQ-25 bentonitowej Silment in z otworu A the amount BB uzyskano of 20 35% przy użyciu with the kompozycji addition of na bazie 5% sodium cementu glass. The portlandzkiegocompressive CEM I 32,5 w ilości 20 30% oraz spoiwa hydraulicznego Silment CQ-25 w ilości 20 35% z dodatkiem 5% szkła sodowego. Wytrzymałości strength of these samples containing Portland cement CEM I 32.5 after 14 days ranged from approximately 0.5 to 1.17 MPa, while that of CQ-25

26 na ściskanie tych próbek zawierających cement portlandzki CEM I 32,5 po 14 dniach wynosiły od ok. 0,5 MPa do 1,17 MPa, natomiast zawierających Silment CQ-25 od ok. 0,7 MPa do 1,0 MPa. Proces zestalenia płuczki bentonitowej z otworu B BP przeprowadzono przy użyciu 4% i 5% szkła sodowego oraz 5% do max. 20% materiału wiążącego. Znaczne zmniejszenie ilości materiału wiążącego w kompozycji środka zestalającego było Silment from around 0.7 to 1.0 MPa. The process of solidification of bentonite liquid was carried out from bore B BP using 4 and 5% sodium glass and 5 to max 20% of the binding material. Significant reduction of the binding material in the solidifying agent composition was caused by the contamination of this fluid with chemical compounds in the form of Ca mg/dm3 and Mg2+ 73 mg/dm3 ions, which were obtained from the drilled

27 spowodowane skażeniem tej płuczki związkami chemicznymi w postaci jonów Ca mg/ dm3 oraz Mg2+ 73 mg/ dm3, które pochodziły z przewiercanych warstw. Ich reakcja z materiałami wiążącymi zastosowanymi w ilości 5% i 10% spowodowała prawie 10- krotny wzrost wytrzymałości na ściskanie otrzymywanych półproduktów (1,6 3,2 MPa) w porównaniu z wytrzymałością próbek zestalonych przy użyciu tych samych materiałów w ilości 15% i 20% (0,2 0,35 MPa).W layers. Their reaction with binding materials applied in the amounts of 5 and 10% resulted in an almost 10-fold increase in compressive strength of the obtained semi-finished products ( MPa) as compared to the strength of the samples solidified using the same materials in the amounts of 15 and 20% ( MPa). During the hardening process, it was observed that, regardless of the quantity of water glass used and the

28 trakcie twardnienia próbek obserwowano, że bez względu na ilość or CQ-25 zastosowanegosilment), the szkła volumes of wodnego semi-finished oraz ilość products i rodzaj obtained materiału from wiążącego bentonite (cement fluid were CEM I 32,5 reduced. lub Silment Polymer CQ-25) potassium objętości fluids from otrzymywanychthe analyzed półproduktów z płuczki bentonitowej ulegały zmniejszeniu. Płuczki potasowopolimerowe z analizowanych otworów o wysokim stopniu zasolenia zawierały w składach głównie środki celulozowe typu PAC o różnej amount and type of binding material (CEM I 32.5 cement holes had a high degree of salinity and contained mainly PAC cellulose agents of different viscosity in combination with CMC LV, xanthan resin, PHPA and polyglycol. The semifinished product samples

29 lepkości w obtained as a połączeniu result of their z CMC solidification LV, żywicę had similar ksantanową mechanical oraz PHPA properties. i poliglikol. The strength Otrzymane values of the w wyniku ich semi-finished zestalenia product of próbki the fluid used półproduktu in bore A-BB posiadały containing zbliżone 4 and 5% właściwości sodium glass mechaniczne. and 20 35% Wartości wytrzymałości półproduktu z płuczki zastosowanej w otworze A BB, zawierającego 4% i 5% szkła sodowego oraz 20 35% materiału wiążącego mieściły się w zakresie 0,65 MPa do 1,2 MPa, natomiast z otworu B BP wynosiły od 0,45 MPa do 1,37 MPa. Ze of the binding material ranged from 0.65 to 1.2 MPa, while those in bore B BP ranged from 0.45 to 1.37 MPa. Due to the almost complete salinity of these fluids, during their hardening on the surface of the samples of semifinished products there was crystallization

30 względu na prawie pełne zasolenie tych płuczek podczas ich twardnienia na powierzchni próbek półproduktu zachodziła krystalizacja soli, która w większym stopniu występowała w próbkach zestalonych cementem. W ramach oceny ekologicznej półproduktów otrzymanych z zestalonych zużytych płuczek wiertniczych przeprowadzono of salt, which was more common in cement solidified samples. As part of the environmental assessment of semifinished products obtained from solidified used drilling fluids, leachates from solidified semi-finished products were analyzed to determine the limit values for leaching of such components analizy ich as: dissolved odcieków solid otrzymanych compounds z (TDS), półproduktów dissolved zestalanych organic pod kątem carbon określenia (DOC), dopuszczalnycheavy metals granicznych (arsenic, bar,

31 wartości wymywania takich składników jak: stałe związki rozpuszczone (TDS), rozpuszczony węgiel organiczny (DOC), zawartość metali ciężkich (arsen, bar, kadm, chrom, miedź, rtęć, molibden, nikiel, ołów, antymon, selen, cynk) oraz jonów, takich jak: chlorki, siarczany oraz fluorki, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki (Dz.U. z 2015, poz. 1277). Wyniki analiz odcieku z zestalonych płuczek bentonitowych cadmium, cadmium, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, antimony, selenium, zinc) and ions such as chlorides, sulphates and fluorides according to the Regulation of the Minister of Economy (Journal of Laws from 2015, item 1277). The results of the leachate analysis from solidified bentonite from both the A BP and the B BP hole was found to contain low levels of the determined ingredients and did not exceed the limit leaching

32 zarówno z otworu A BP, jak i B BP wskazywały, że zawartość poszczególnych oznaczanych składników kształtowała się na niskim poziomie i nie przekraczała dopuszczalnych granicznych wartości wymywania. Natomiast analiza fizykochemiczna odcieku wodnego z półproduktów zestalonych poszczególnymi spoiwami zasolonych zużytych płuczek potasowopolimerowych zarówno z otworu A BB, jak i B BP wykazywała trzykrotne przekroczenie granicznych values. On the other hand, the physicochemical analysis of water leachate from the semi-finished products solidified with individual binders of used salinated potassiumpolymer fluids from both boreholes A BB and B BP showed three times higher leaching values of solid dissolved compounds (TDS) and a high content of total organic carbon and chloride ions. In contrast, the content of sulphates, fluorides and heavy

33 wartości wymywania stałych związków rozpuszczonych (TDS) oraz wysoką zawartość ogólnego węgla organicznego i jonów chlorkowych. Natomiast zawartość siarczanów, fluorków oraz metali ciężkich nie przekraczała dopuszczalnych granicznych wartości wymywania. Odciek wodny z półproduktu zestalonych płuczek polimerowych do dowiercania zarówno z otworu A BB, jak i B BP cechował się niższymi wartościami wymywanych składników w metals did not exceed the leaching limit values. The water effluent from the semifinished product of solidified polymer fluids used for drilling from boreholes A BB and B BP was characterized by lower values of leached components in comparison with leachate from solidified semi-finished products of salinated potassiumpolymer fluids. In order to extend the ecological assessment, leachate from the leaching

34 porównaniu z of harmful odciekami z substances półproduktówfrom selected zestalonych semi-finished zasolonych solidified płuczek drilling fluid potasowopolimerowych. products from W celu rozszerzenia oceny ekologicznej otrzymane odcieki z wymywalności szkodliwych substancji z wytypowanych półproduktów zestalonych płuczek wiertniczych pochodzących z otworu wiertniczego A BB oraz z otworu B BP poddano badaniom toksykologicznym reducers and producers. z The effluents wykorzystaniemfrom semifinished testów nowej generacji solidified (Microtox, bentonite Ostracodtoxit, Daphtoxikit, Spirodela, Phytotoxkit), należących borehole A BB and from borehole B BP, was subjected to toxicological examinations using new generation tests (Microtox, Ostracodtoxit, Daphtoxikit, Spirodela, Phytotoxkit) belonging to various trophic levels: consumers, drilling fluids from both borehole A BB and borehole B

35 do różnych poziomów troficznych: konsumentów, reducentów i producentów. Odcieki z półproduktów zestalonych bentonitowych płuczek wiertniczych zarówno z otworu A BB, jak i z otworu B BP cechowały się niską toksycznością i zostały zaliczone do niskotoksycznych (I II klasa toksyczności). Natomiast odcieki z półproduktów zestalonych zasolonych płuczek potasowopolimerowych zarówno z otworu A BB, jak i z otworu B BP wykazywały istotny efekt BP were of low toxicity and were classified as low toxic (I II toxicity class). On the other hand, leachate from semifinished solidified products of salinated potassiumpolymer fluids was found to have a significant toxic effect due to high content of chlorides, organic substances measured by DOC and reaction, etc. and in connection with this they were given the III toxicity class. Leachate from semifinished products of

36 toksyczny ze względu na wysoką zawartość chlorków, substancji organicznych mierzonych wskaźnikiem DOC oraz odczyn itp., w związku z czym zostały zaliczone do III klasy toksyczności. Odcieki z półproduktów zestalonych płuczek polimerowych do dowiercania otworów, które charakteryzowały się niższą toksycznością w porównaniu z odciekami z półproduktów zestalonych zasolonych płuczek potasowopolimerowych, zostały zaliczone do niskotoksycznych solidified polymer fluids for drilling holes, which were of a lower toxicity compared to leachate from semifinished products of solidified salinated potassiumpolymer fluids and were classified as low toxic (toxicity class II III). Research has shown that the composition of drilling fluids not only influences their solidification process, but also the toxicity of leachate from semifinished products after

37 (klasa II III toksyczności). Jak wykazały badania, skład płuczek wiertniczych ma wpływ nie tylko na przebieg ich zestalania, ale również na toksyczność odcieków otrzymanych z półproduktów po zestaleniu tych płuczek wiertniczych. Odcieki z półproduktów otrzymane po zestaleniu kompozycją środków zestalających (szkło wodne + Silment CQ-25) płuczek wiertniczych zarówno z otworu A BB, jak i z otworu B BP cechowały się niższą toksycznością solidification of these drilling fluids. Leachate from the semi-finished products obtained after solidification with a composition of solidifying agents (water glass + CQ-25 Silment) of drilling fluids from both borehole A BB and borehole B BP were characterized by lower toxicity in TU (toxicity units) compared to leachate from semifinished products obtained after solidification of drilling fluids with water glass and CEM I

38 w przeliczeniu na jednostki toksyczności (TU) w porównaniu z odciekami z półproduktów otrzymanych po zestaleniu płuczek wiertniczych przy użyciu szkła wodnego i cementu CEM I 32,5. Przeprowadzone badania pod kątem określenia zawartości pierwiastków promieniotwórczych (K, U, Th) wykazały, że półprodukty zestalonych zużytych bentonitowych płuczek wiertniczych zarówno z otworu A BB, jak i z otworu B BP posiadały najniższą zawartość pierwiastków cement. Studies carried out to determine radioactive element content (K, U, Th) have shown that semi-finished products of solidified bentonite drilling fluids from both borehole A BB and borehole B BP had the lowest radioactive element content (potassium, uranium, thorium). In contrast, the highest values of radioactive elements (potassium, uranium, thorium) were recorded for semi-finished products of solidified used polymer

39 Natomiast najwyższe wartości tych pierwiastków elements in promieniotwórczych semi-finished (potasu, products of uranu, toru) solidified odnotowano used dla salinated półproduktów polymer and zestalonych potassium zużytych fluids was płuczek at a similar polimerowych level. Due to the low do dowiercania. Na zbliżonym poziomie kształtowała się zawartość pierwiastków promieniotwórczych w półproduktach zestalonych zużytych zasolonych płuczek polimerowopotasowych. Ze względu na niskie stężenie pierwiastków promieniotwórczych w zestalonych półproduktach, zgodnie z drilling. The content of radioactive concentration of radioactive elements in solidified semi-finished products according to the Regulation of the Council of Ministers of 2 January 2007 concerning requirements for the content of natural radioactive isotopes of potassium K-40, radium Ra- 226 and thorium Th-228 in

40 rozporządzeniemraw materials Rady and materials Ministrów used in z dnia 2 buildings stycznia for intended 2007 r. w humans and sprawie livestock and wymagań industrial dotyczących waste zawartości used in naturalnych construction, izotopów and the promieniotwórczychcontrol of potasu 40K, radu 226Ra i toru 228Th w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów (Dz.U. Nr 4, poz. 29), mogą być one wykorzystane the content of these isotopes (Journal of Laws of Laws No. 4, item 29), they may be used as building materials. In order to verify the effectiveness of the developed technology of solidifying used drilling fluids, an attempt was made to solidify used drilling fluids (0.75 m3) in semiindustrial

41 jako materiały budowlane. W celu weryfikacji skuteczności opracowanej technologii zestalania zużytych płuczek, przeprowadzono conditions, in accordance w warunkach with the półprzemysłowych recommendations próbę of the zestalania developed zużytych technology, płuczek (0,75 using a m3). Przed composition przystąpieniemon a 30 and do wykonania próby półprzemysłowej mieszaninę płuczek otworowych poddano zestaleniu w warunkach laboratoryjnych, zgodnie z zaleceniami zawartymi w opracowanej technologii, przy użyciu kompozycji na osnowie 30% i 35% conditions. Prior to the semiindustrial test, the borehole fluid mixture was solidified under laboratory 35% CEM I 32.5 cement carcass with the addition of 4 and 5% sodium glass. On the basis of the conducted tests, the beginning of binding of the mixture of fluids was determined after approx. 30 h, the end of binding after approx. 80 h, and

42 cementu CEM I 32,5 z dodatkiem 4% i 5% szkła sodowego. Na podstawie przeprowadzonych badań określono początek wiązania mieszaniny płuczek po ok. 30 h, koniec wiązania po ok. 80 h oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanego półproduktu, która po 7 dniach wynosiła 0,9 MPa, a po 14 dniach 1,9 MPa. Przeprowadzone badania wymywalności substancji szkodliwych w odcieku z półproduktu wykazały następujące wartości oznaczeń: compression strength of the obtained semi-finished product was determined, which after 7 days was 0.9 MPa, and after 14 days 1.9 MPa. The test of leaching of harmful substances in the leachate from the semi-finished product showed the following values of determinations: solid dissolved compounds (TDS) mg/kg d. m., Clchlorides mg/ kg d. m., sulphates mg/ kg d. m., total organic carbon (DOC) mg O2/

43 stałe związki kg d. m., rozpuszczone heavy metal (TDS) 58 content, 424 mg/kg which was s.m., chlorki at a low Cl level. Of the mg/kg s.m., performed siarczany determinations, 1984 mg/kg only organic s.m., ogólny carbon węgiel content organiczny (DOC) (DOC) exceeded 3200 mg the leaching O2/kg s.m., limit values zawartość (Journal metali of Laws ciężkich, of 2015, która item 1277, kształtowała Appendix się na niskim no. 5), poziomie. which may Spośród have been wykonanych caused by oznaczeń the presence jedynie of organic zawartość polymers węgla organicznego (DOC) przekroczyła graniczne wartości wymywania (Dz.U. z 2015 r. poz. 1277, załącznik nr 5), co mogło być contained in solidified fluids and petroleum substances contaminating them. In addition, toxicological studies of leachate from the solidified

44 spowodowanesemi-finished obecnością product were polimerów performed organicznych using zawartych selected w składach toxicological zestalonych tests. The płuczek oraz toxicity substancji expressed ropopochodnychin TU units je of the tests zanieczyszczających. selected for Ponadto the research wykonano was as badania toksykologiczne odcieku z zestalonego półproduktu z wykorzystaniem wytypowanych testów toksykologicznych. Toksyczność wyrażona w jednostkach toksyczności (TU) wytypowanych do badań testów wynosiła: Microtox 4,3; Daphtoxkit (48 h) 9,9; Spirodela 9,5. Odciek z półproduktu można follows: Microtox 4.3; Daphtoxkit (48 h) 9.9; Spirodela 9.5. Leachate from the semi-finished product may be classified as low toxic (toxicity class II TU < 10). The presented technology has been granted patent protection No. P under the title The

45 Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu Zwiększenie dokładności odwzorowania ośrodka Państwowegogeologicznego Instytutu Badawczego Nr 222 z wybranego obszaru Karpat zewnętrznych na podstawie Improvement of the accuracy of the geological survey imaging in seismic waveform in the Outer Łukasz Bajewski, Aleksander Wilk, Robert Bartoń, Andrzej Urban zaliczyć do method of niskotoksycznychsolidification (II klasa of used water toksyczności dispersion TU < 10). Prezentowana technologia została objęta ochroną patentową nr P pt. Sposób zestalania zużytych wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych typu bentonitowego i polimerowego, która została nagrodzona złotym medalem na międzynarodowej wystawie wynalazczości w Genewie. INiG PIB polski Głównym celem prezentowanej pracy było uzyskanie obrazu sejsmicznego na podstawie reprocessingu archiwalnych bentonite and polymeric drilling fluids, which was awarded with a gold medal at the international exhibition of inventions in Geneva. The main objective of the presented work, was to obtain a seismic image based on the reprocessing

46 reprocessingu archiwalnych profili sejsmicznych 2D Carpathians area based on reprocessing of archival 2D seismic profiles profili of archival sejsmicznych 2D seismic 2D który profiles, to obraz which would pozwoliłby allow a more na bardziej detailed and szczegółowe unambiguous i jednoznaczne odwzorowanie skomplikowanej budowy geologicznej Karpat zewnętrznych w stosunku do wcześniejszych badań poprzez opracowanie procedur i sekwencji przetwarzania oraz dobór parametrów, z wykorzystaniem wszelkich dostępnych danych i z jednoczesną interpretacją geologiczną. Dotychczas uzyskane rezultaty prac w zakresie representation of the complex geological structure of the Outer Carpathians compared to earlier results, through the development of procedures and processing sequences and the selection of parameters, using all available data and simultaneous geological interpretation. The previous results of work in the field of processing, przetwarzania, implemented realizowane both in

47 zarówno w przemyśle, jak i jednostkach naukowych, nie dają jednoznacznego odwzorowania skomplikowanej budowy geologicznej tego obszaru. Do realizacji tego zadania wybrano dwa profile sejsmiczne usytuowane w południowowschodniej Polsce. Przetwarzanie sejsmiczne prowadzono w systemie SeisSpace (ProMAX) Seismic Processing and Analysis Release firmy Halliburton. Analizowany rejon cechuje się dużym stopniem industry and scientific units, do not provide a clear representation of the complex geological structure of this area. Two seismic profiles located in southeastern Poland, were selected for this task. Seismic processing was carried out in the SeisSpace (ProMAX) system Seismic Processing and Analysis Release of Halliburton company. The analyzed region is characterized by a high degree of complexity of the

48 skomplikowania budowy geologicznej ze względu na obecność licznych stref nasunięć w obrębie utworów jednostek karpackich i miocenu sfałdowanego, jak również występowanie kilku dużych stref dyslokacyjnych o różnych kierunkach przebiegu. Praca była realizowane w dwóch etapach. W pierwszym testowano wszelkie dostępne algorytmy w systemie SeisSpace (ProMAX) oraz wszelkie możliwe warianty sekwencji przetwarzania z jak najszerszym geological structure, due to the presence of numerous overlap zones within the Carpathian units and folded Miocene, as well as the presence of several large dislocations with different directions. The work was carried out in two stages. In the first stage, all available algorithms were tested in the SeisSpace (ProMAX) system and all possible variants of the processing sequences with the widest possible range of parameters.

49 wachlarzem parametrów. W drugim etapie, ze względu na występującą anizotropię w tak skomplikowanych environment, it was also ośrodkach decided to geologicznych, take into postanowiono account the również results, along uwzględnić with their wyniki, interpretation wraz z ich of vertical interpretacją, Seismic z pionowych Profiling profilowań (VSP) in sejsmicznych the range of (PPS) w velocity field zakresie changes. zmian pola Finally, the prędkości. poststack Ostatecznie time migration wypracowano metodykę przetwarzania migracji po składaniu (poststack time migration), w której efekcie odwzorowanie modelu In the second stage, due to the occurring anisotropy in such complex geological methodology was developed, in which the image of the geological model on the seismic section is more geologicznegodetailed and na sekcji unambiguous sejsmicznej than the jest bardziej results

50 szczegółowe i jednoznaczne niż uzyskane dotąd rezultaty. Osiągnięty efekt budzi optymizm, gdyż pomimo tego, że proces migracji obejmował podstawową jej realizację, uzyskano lepszy efekt niż istniejący dotychczas. Obecnie wykonywane są dodatkowe prace w wersji migracji czasowej przed składaniem (prestm) oraz depth imaging mające na celu uzyskanie jeszcze lepszych rezultatów, których obtained so far. The achieved effect is optimistic, because, despite the fact that the migration process included its basic implementation, a better effect than that obtained so far has been achieved. Currently, additional work is being done in the time migration version before stack (prestm), and depth imaging, aimed at obtaining even better results whose results will be presented in separate publications.

51 Prace Naukowe Opracowanie optymalnych Optimum concepts of Praca zbiorowa Instytutu koncepcji unconventionalpod redakcją Nafty i Gazu zagospodarowaniareservoir Jana Lubasia Państwowego złóż development Instytutu niekonwencjonalnych Badawczego Nr 223 wyniki zostaną przedstawione w odrębnych publikacjach. INiG PIB polski W monografii przedstawiono wyniki jednego z dziesięciu projektów badawczych realizowanych w ramach programu Blue Gas 1 Polskie technologie dla gazu łupkowego. Projekt o akronimie ResDev dotyczył opracowania optymalnych koncepcji zagospodarowania The monograph presents the results of the ResDev project one of ten research projects carried out under the Blue Gas 1 Polish technologies for shale gas program. This project concerned the preparation of optimal concepts złóż for the niekonwencjonalnych development zlokalizowanych of w utworach unconventional ordowickosylurskich located in reservoirs na obszarze Ordovician- Polski. Sylurian Pozostałych formations in dziewięć Poland. The projektów remaining dotyczyło nine projects Tom 1-310, Tom 2-252

52 sejsmiki i mikrosejsmiki, zasięgu utworów dolnego paleozoiku, metodyki szacowania zasobów oraz wyznaczania sweet spotów, optymalizacji parametrów wiercenia, inżynierii złożowej, a przede wszystkim ochrony środowiska, której dotyczą dwa projekty. Nie przyjęto natomiast do realizacji szczególnie ważnej tematyki związanej z udostępnianiem specyficznych, ordwickosylurskich utworów niekonwencjonalnych, zupełnie odmiennych concerned seismic and microseismic aspects, the range of Lower Paleozoic formations, the methodology for resources and sweet spots estimation, optimization of drilling parameters, field engineering and, above all, environmental protection, to which two projects were dedicated. However, the important issue for unconventional formations, i.e. the development of effective stimulation technology with the use of new fracking fluids

53 od łupków amerykańskich. Jest to zagadnienie kluczowe, które decyduje o przyszłości przedsięwzięć związanych z eksploatacją zasobów węglowodorów different from American zlokalizowanychones was not w addressed in omawianych the program. poziomach, This is a key zawierającychissue that will znaczne ilości minerałów ilastych, negatywnie wpływających na kruchość hydrocarbons stymulowanej located skały, at these szczególnie w środowisku dotychczas stosowanych płynów szczelinujących przygotowanych na bazie wody. Zagospodarowanie złoża to proces technologiczny adjusted to the petrophysical properties of Ordovician and Silurian shale formations that are specific and completely determine the future of projects involving the exploitation of levels, which contain significant amounts of clay minerals that adversely affect the brittleness of the stimulated rock for commonly

54 i inwestycyjny, realizowany wtedy, gdy znane są już zasoby geologiczne gwarantujące ekonomicznie opłacalne wydobycie. Jest to możliwe wówczas, gdy dysponujemy odpowiednio dobraną do danych warunków geologicznozłożowych technologią udostępniania, zapewniającą uzyskanie z danego odwiertu takich ilości węglowodorów, które pozwolą na osiągnięcie rentowności przedsięwzięcia górniczego. W programie Blue Gas 1 założono zatem, used waterbased fracking fluids. Reservoir development is a technological and investment process carried out when geological resources which guarantee economically viable recovery are already known. This is possible when we have at our disposal an appropriately selected technology for the given geological and reservoir conditions which ensures obtaining such quantities of hydrocarbons produced

55 niejako a priori, dostępność znaczących zasobów węglowodorów development w złożach project. In zlokalizowanychthe Blue Gas w formacjach 1 program, niekonwencjonalnych, therefore, the dla których availability istnieje of significant potrzeba hydrocarbon opracowania resources odpowiednich in deposits koncepcji ich located in zagospodarowania. unconventional Należy formations, nadmienić, for which że odbywało there is a się to w need to określonej develop atmosferze appropriate oczekiwań, and optimal budowanych concepts for their na podstawie szacunków, szczególnie Amerykańskiej Służby Geologicznej. Prezentowana monografia zawiera wyniki by a single well that guarantees profitability of the development, was assumed to be a priori. It should be mentioned that this took place in a specific specjalistycznychatmosphere badań PVT, of optimistic na podstawie expectations których arising from określono the available

56 rodzaje i właściwości fazowe płynów złożowych pochodzących z polskich ordowickosylurskich formacji łupkowych. Opracowano również procedury wyznaczania optymalnej gęstości siatki odwiertów w procesie rozwiercania złóż. Na podstawie innowacyjnych technologii przygotowania determined. wydobywanych płynów złożowych do transportu zaprojektowano estimates, especially by the United States Geological Survey. This monograph includes the results of specialist PVT studies based on which the types and phase properties of reservoir fluids originating from Polish Ordovician- Sylurian shale formations were Procedures were also developed to determine the optimum warianty density of the zagospodarowaniawell grid in złóż z the process wykorzystaniemof drilling the urządzeń reservoirs. modułowych. On the basis Wykonane of innovative prace technologies studialne i of gas

57 obliczeniowe pozwoliły na przygotowanie koncepcji lokalnego zagospodarowania gazu. Zbadano także wpływ zmienności składu gazu na pracę urządzeń obecnie stosowanych z możliwością adaptacji do nowego paliwa. W opracowywanym projekcie dobrano również nowoczesne materiały odporne na czynniki korozyjnoerozyjne, a także inhibitory korozji. Zaprojektowano i zbudowano prototypową stację monitoringu korozji oraz innowacyjny processing, various scenarios of reservoir development with the use of modular equipment were designed. The research and calculation works carried out allowed to prepare a concept of local utilization of natural gas from shale formation. The impact of gas composition variability on the operation of equipment currently used with the possibility of adaptation to a new fuel, was also examined. In the project under preparation, modern materials

58 Prace Naukowe Stosowanie paliw The use of ethanol Zbigniew Stępień, sposób dostosowania głowicy do eksploatacji złóż występujących w formacjach łupkowych. Dbając o aspekty środowiskowe, zaproponowano też rozwiązania mające na celu stworzenie innowacyjnych technologii zarządzania wodami złożowymi. INiG PIB polski Od wielu lat podejmowane resistant to corrosion and erosion factors as well as corrosion inhibitors were also selected. A prototype corrosion monitoring station was designed and built, as well as an innovative method of adjusting well heads to the exploitation of reservoirs in shale formations. Taking care of environmental aspects, solutions were also proposed to create innovative technologies for the management of reservoir waters. For many years,