Conception of reuse of the waste from onshore and offshore in the aspect of environmental protection" Koncepcja zagospodarowania odpadów wiertniczych powstających podczas wierceń lądowych i morskich w aspekcie ochrony środowiska Kick off metting AGH University of Science and Technology Cracow, 10.06.2013 1
Conception of reuse of the waste from onshore and offshore in the aspect of environmental protection" The research team declaring the willingness to cooperate within the frames of the presented project originating both from: Zespoły badawcze deklarujące współpracę w ramach przedstawionego projektu wywodzą się z: The Faculty of Petroleum Engineering, University of Stavanger (Wydziału Inżynierii Naftowej Uniwersytetu w Stavanger), The Faculty of Drilling, Oil and Gas of the, AGH University of Science and Technology (Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie), The Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection AGH UST (Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH w Krakowie), The Faculty of Materials Science and Ceramics,AGH UST (Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie), The Faculty of Chemistry, Jagiellonian University (Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie), Polish Academy of Sciences (Polskiej Akademii Nauk), and Oil and Gas Industry (przemysłu naftowego Norwegii i Polski). 2
One of the most important tasks of the drilling fluid (drilling mud) is to carry drill cuttings from the bottom of the hole to the surface. Jednym z najważniejszych ż j zadań ń płuczkił wiertniczej i jest transportt zwiercin z dna otworu na powierzchnię. Drill cuttings are the pollution of any kind of mud. Zwierciny stanowią zanieczyszczenie każdego rodzaju płuczki. 3
This buildup in the scrubber (drilling mud) leads to a number of drilling problems, including: Ich nagromadzenie w płuczce prowadzi do szeregu problemów wiertniczych, wtym do: The difficulty in controlling the rheological parameters, trudności w kontroli parametrów reologicznych, Reduction of drilling progress, obniżenia postępu wiercenia, Reduce the life of drills and increased consumption of pumps, obniżenia i żywotnościt i świdrów ó i wzrostu zużyciaż częściś pomp, An increase in the frequency bonding wire, wzrostu częstotliwości przyklejania przewodu, An increase in pressure loss in the circulatory system, wzrostu strat ciśnienia w systemie krążenia, Increase costs of processing scrubber (drilling muds). wzrostu kosztów obróbki płuczki. 4
Drilling commonly tends to maximize the removal of drill cuttings from the mud cleaning system. Powszechnie w wiertnictwie dąży się do maksymalnego usunięcia zwiercin z płuczki w systemie oczyszczania. As a result, appropriately selected mud cleaning system, from the unusable solid phase should be obtained:w wyniku prawidłowo dobranego systemu oczyszczania płuczki z nieużytecznej fazy stałej, powinno się uzyskać: Reduce the torque and friction, obniżenie momentu skręcającego i sił tarcia, Increasing the drilling progress, zwiększenie postępu wiercenia, Reduce the pressure loss of mud circulation system and the probability of mud loss, obniżenie strat ciśnienia w systemie krążenia płuczki oraz prawdopodobieństwa ucieczek płuczki, Reduced need for water, mniejsze zapotrzebowanie na wodę, Improving the quality of cementing, poprawę jakości cementowania, 5
As a result, appropriately selected mud cleaning system, from the unusable solid phase should be obtained (follow-up):w( wyniku prawidłowo dobranego systemu oczyszczania płuczki z nieużytecznej fazy stałej, powinno się uzyskać (c.d.): Less chance of bonding wire, mniejsze prawdopodobieństwo przyklejania przewodu, Less drilling waste (better environment protection and lower costs of storage), mniejszą ilość odpadów wiertniczych (lepsza ochrona środowiska i mniejsze koszty ich składowania), Reduce the degree of damage deposit, obniżenie stopnia uszkodzenia złoża, Reducing the cost of processing the scrubber (drilling mud). obniżenie kosztów obróbki płuczki. 6
Currently used in industrial practice cleaning scrubber technology (cleaninig drilling mud technology) for unusable solid phase allows reuse of a substantial part of the scrubber (drilling mud) contained in the circulating system of the borehole. Stosowana obecnie w praktyce przemysłowej technologia oczyszczania płuczek z nieużytecznej fazy stałej umożliwia powtórne wykorzystanie znacznej części płuczki znajdującej się w systemie cyrkulacyjnym otworu wiertniczego. As a result, the drilling waste represent a growing share cuttings and the amount of waste formed per 1 m of drilling (until recently estimated in the range of 0.5-1.0 m3) was significantly reduced. W wyniku tego w odpadach wiertniczych coraz większy udział mają zwierciny, a ilość tworzących się na 1 m wiercenia odpadów (szacowana do niedawna w granicach 0,5 1,0 m3) uległa znacznemu obniżeniu. Very important to minimize the amount of drilling waste has the principle of segregation of waste fluids (drilling muds). Bardzo duże znaczenie dla minimalizacji ilości powstających odpadów wiertniczych ma zasada segregacji zużytych płuczek. 7
8
An example of a process flow chart of drilling muds using flocculation station of M-I SWACO and reuse of recycled chargeable materials Przykładowy schemat przebiegu procesu oczyszczania płuczek wiertniczych z zastosowaniem stacji flokulacyjnej firmy M-I SWACO i powtórnym użyciu odzyskanych materiałów obciążających ż 9
The effectiveness of the separation of the solid phase suspended in drilling mud systems, using carefully selected separators and centrifuges is mainly conditioned by such factors as: Skuteczność oddzielenia i fazy stałej, ł zawieszonej w układach płuczkowych, ł przy użyciu odpowiednio dobranych separatorów i wirówek jest w głównej mierze warunkowane takimi czynnikami jak: Difference in density separated phases, różnica gęstości rozdzielanych faz, Differences in grain size (particles) of these phases, zróżnicowanie wielkości ziaren (cząstek) tych faz, Type and amount of polymeric materials particles suspended in the aqueous phase, rodzaj i ilość polimerycznych substancji cząstek zawieszonych w fazie wodnej, The density and viscosity of the drilling mud systems undergoing the process of fractionation, gęstość ilepkość układów płuczkowych poddanych frakcjonacji, Construction of used centrifuges. konstrukcji stosowanych wirówek. 10
The priority of environmental protection is to minimize waste, prevent the generation of them at the source, the recovery of recycled components and reuse them. Priorytetem w zakresie ochrony środowiska jest minimalizacja odpadów, zapobieganie generowaniu ich u źródła, odzyskiwanie komponentów i po recyklingu ponowne ich użycie. Waste not used should be safely disposed of in the environment. Odpady nie wykorzystane powinny być bezpiecznie składowane w środowisku. The condition for achieving this goal is primarily the use of efficient equipment for control of the solid phase of closed-loop drilling mud. Warunkiem realizacji tego celu jest przede wszystkim stosowanie sprawnych urządzeń do kontroli fazy stałej w zamkniętym obiegu płuczki wiertniczej. 11
Charged drilling muds may generate significant amounts of waste. Hence the inclusion of surface treatment systems scrubbers (drilling muds) efficient equipment for voltage control is very important. Obciążone płuczki wiertnicze mogą generować znaczne ilości odpadów. Stąd włączenie w powierzchniowe systemy oczyszczania płuczek sprawnych urządzeń do kontroli faz ma duże znaczenie. For example, the use of decanting centrifuges allows to reduce the volume of drilling waste. It also allows the recovery of incriminating materials (barite), separation of ultra fine-grained fraction, as well as the recovery of drilling mud, including the reuse of saline liquidid phase. Przykładowo zastosowanie wirówek dekantacyjnych zezwala na zredukowanie objętości odpadów wiertniczych. Ponadto umożliwia odzysk materiałów obciążających (barytu), separację ultra drobnoziarnistej frakcji, a także na regenerację płuczki wiertniczej, w tym ponownego wykorzystania zasolonej fazy ciekłej. Recovery of barite from drilling muds is of extreme importance in the overall costs of the fluids and adjust their parameters in the drilling process. Odzysk barytu z płuczek wiertniczych ma kolosalne znaczenie w ogólnych kosztach sporządzania płuczek i regulacji ich parametrów w procesie wiercenia. 12
Godzina Temat Prelegent 8:30-8:45 Otwarcie spotkania: przywitanie gości, wprowadzenie uczestników w tematykę spotkania Prof. dr hab. inż. Andrzej Gonet AGH UST 8:45 9:00 Właściwości chemiczne, fizyczne, biologiczne oraz skład mineralogiczno-fazowy odpadów wiertniczych i odpadowej fazy stałej po procesie desorpcji termicznej w kontekście ich zagospodarowania Prof. dr hab. inż. Jerzy Fijał AGH UST 9:00 9:15 Prace eksperymentalne zmierzające do wypracowania wydajnej j i skutecznej technologii odzysku i rozdziału ł fazy stałej oraz ciekłej w uciążliwych i zanieczyszczonych odpadach wiertniczych powstających w trakcie prac wiertniczych przy użyciu wodnej płuczki wiertniczej Dr inż. Jan Ziaja AGH UST Prace eksperymentalne zmierzające do wypracowania wydajnej i skutecznej technologii odzysku i rozdziału 9:15 9:30 fazy stałej oraz ciekłej w uciążliwych i zanieczyszczonych odpadach wiertniczych powstających w trakcie prac wiertniczych przy użyciu olejowe płuczki wiertniczej Professor Ph. D. Torleiv Bilstad University of Stavanger 9:30 10:00 PRZERWA KAWOWA 10:00 10:15 Badania laboratoryjne nad wypracowaniem technologii uzdatniania i odzysku mineralnej oraz mineralnoorganicznej fazy stałej wydzielonej ze środowiska odpadów wiertniczych Dr inż. Aleksandra Jamrozik AGH UST 10:15 10:30 Koncepcje zagospodarowania odpadów wiertniczych w skali przemysłowej Prof. dr hab. inż. Andrzej Gonet Prof.drhab.inż. Stanisław Stryczek AGH UST 10:30 11:00 DYSKUSJA 11:00 Zakończenie spotkania 13
Czas realizacji projektu The schedule of realisation of tasks included in the project is as follows: WP1 from the 1st to the 11th month (unit responsible: AGH UST) WP1 od pierwszego do jedenastego miesiąca (jednostka odpowiedzialna: AGH UST) WP2 from the 2nd to the 13th month (unit responsible: AGH UST) WP2 od drugiego do trzynastego miesiąca (jednostka odpowiedzialna: AGH UST) WP3 from the 5th to the 14th month (unit responsible: UiS) WP3 od piątego do czternastego miesiąca (jednostka odpowiedzialna: UiS) WP4 from the 8th to the 22nd month (unit responsible: AGH UST) WP4 od ósmego do dwudziestego drugiego miesiąca (jednostka odpowiedzialna: AGH UST) WP5 from the 14th to the 30th month (unit responsible: AGH UST) WP5 od czternastego do trzydziestego miesiąca (jednostka odpowiedzialna: AGH UST) Total time period of 30 months. Całkowity czas trwania projektu: trzydzieści miesięcy. 14
Thank you for your attention Dziękuję Państwu za uwagę 15