Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Robert Czarnota "

Wpływ temperatury na wartość minimalnego ciśnienia mieszalności dla układu węglowodory-CO2 DOI:10.15199/62.2018.6.6


  Metody EOR (enhanced oil recovery), tzw. metody trzecie, do których należą iniekcja gazu, zatłaczanie polimerów lub metody termiczne, pozwalają zwiększyć stopień sczerpania złóż węglowodorów1, 2). Dodatkowe wydobycie ropy naftowej może przyczynić się do zmian w krajowej strukturze energii3). Ditlenek węgla może być zatłoczony do złoża ropy naftowej pod ciśnieniem wyższym lub niższym od minimalnego ciśnienia mieszalności (MMP). Bardzo ważnym aspektem jest tu konstrukcja otworu iniekcyjnego i produkcyjnego oraz dobór płynu wiertniczego i odpowiedniego zaczynu uszczelniającego4- 8). Efekty temperaturowe odgrywają istotne znaczenie zarówno w procesach zachodzących wewnątrz złoża, czego przykładem może być MMP, jak i w procesach transportu i magazynowania węglowodorów9). MMP jest definiowane jako najniższe ciśnienie, przy którym układ dwufazowy ciecz-gaz ulega całkowitemu zmieszaniu w danej temperaturze i następuje zanik napięcia międzyfazowego. Proces zatłaczania CO2 pod ciśnieniem niższym niż MMP nazywany jest procesem niemieszalnym, a miarą jego efektywności może być parametr pęcznienia. Tym samym procesy zatłaczania CO2 można określić jako cząstkowe bądź całkowite10). Jeżeli w złożu ropy naftowej nie zostaną zapewnione odpowiednio wysokie ciśnienie i temperatura, wówczas nastąpi częściowe oddziaływanie ditlenku węgla na węglowodory, tzn. niewielka jego ilość ulegnie rozpuszczeniu w ropie naftowej, co doprowadzi do jej pęcznienia, zmniejszenia lepkości i napięcia powierzchniowego. Pozostały gaz, który nie uległ rozpuszczeniu, będzie czynnikiem wypierającym węglowodory wraz z rozpuszczonym ditlenkiem węgla z przestrzeni porowej11). Ze względu na dużą różnicę pomiędzy lepkościami płynu wypierającego i wypieranego, obserwowane będzie zjawisko powstania języków lepkościowych, czyli pojawi się niestabilny front wypierania, co spowoduje szybkie przebicie się czynnika roboczego do odwiertu prod[...]

Dobór lokalizacji odwiertów iniekcyjnych w procesie EOR-CO2 dla złóż ropy naftowej w zaawansowanym stadium eksploatacji DOI:10.15199/62.2019.5.16


  Terminem złoża dojrzałe (mature field) określa się takie złoża węglowodorów, których produkcja osiągnęła już maksymalny poziom i obserwuje się spadek wydajności lub osiągnięto maksymalną ekonomiczną opłacalność eksploatacji przy wykorzystaniu metod pierwotnych i wtórnych1). Złoża dojrzałe odpowiadają za ponad 70% światowej produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego2). W obecnych czasach, gdy maleje liczba odkryć nowych konwencjonalnych złóż węglowodorów, a technologia eksploatacji złóż niekonwencjonalnych wciąż się rozwija, należy przyjrzeć się bliżej złożom częściowo już wyeksploatowanym. Wzrost produkcji z tego typu złóż może przyczynić się znacząco do zaspokojenia przyszłych potrzeb energetycznych. Podjęcie próby rewitalizacji złóż dojrzałych wymaga często dużych nakładów finansowych, wymagana może być np. renowacja instalacji napowierzchniowej, rekonstrukcja odwiertów, wiercenia zagęszczające, utylizacja zwiększonej ilości wody złożowej lub też zastosowanie zaawansowanych metod eksploatacji3). Trzecie metody eksploatacji EOR (enhanced oil recovery) polegają na implementacji zabiegów mających na celu dostarczenie do złoża dodatkowej energii oraz polepszenie mobilności płynów złożowych, a przez to zwiększenie ilości węglowodorów, które mogą być wydobyte ze złoża4, 5). Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na produkcję węglowodorów wyzwaniem staje się optymalny dobór tych metod wydobycia. Iniekcja CO2 jest jednym z popularnych rozwiązań ze względu na znaczącą poprawę mobilności węglowodorów w złożu oraz niski koszt tłoczonego medium. Wśród metod EOR zatłaczanie ditlenku węgla może być uznane za najbardziej odpowiednią metodę zwiększenia wydobycia w polskich złożach ropy naftowej6). W procesie zatłaczania ditlenku węgla może być on mieszalny lub niemieszalny z rodzimymi płynami złożowymi, a kryterium determinującym rozdział jest minimalne ciśnienie mieszania układu MMP (minimum miscibility pressure). W przypadku nieosiągnięcia MMP, nie[...]

Wyznaczenie rozpuszczalności ditlenku węgla w ropie naftowej w warunkach zbliżonych do złożowych DOI:10.15199/62.2019.5.27


  Zatłaczanie CO2 do złoża w systemie huff and puff jako jedna z zaawansowanych metod wydobycia ropy naftowej daje możliwość zwiększenia wydobycia ropy naftowej, jednocześnie pozwalając na zmniejszenie emisji tego gazu cieplarnianego do atmosfery1). Dla uzyskania maksymalizacji wydobycia ropy naftowej konieczne jest zapewnienie warunków całkowitej mieszalności pomiędzy gazem zatłaczanym a węglowodorami. Jednakże dla wielu złóż ropy naftowej znajdujących się na niewielkich głębokościach nie jest możliwe spełnienie tego warunku. Tym samym, tylko niewielka część ditlenku węgla ulegnie rozpuszczeniu w ropie naftowej2, 3). Rozpuszczalność definiowana jest jako zdolność substancji chemicznej w postaci gazowej do mieszania się w ciekłej fazie dyspergującej, tworząc mieszaninę homogeniczną. W efekcie powstaje jednorodna mieszanina, niemożliwa do rozdzielenia metodami mechanicznymi4). Proces ten nie jest uważany za reakcję chemiczną, gdyż w wyniku interakcji między substancją rozpuszczaną a ropą naftową nie powstają nowe trwałe wiązania chemiczne. Główną siłą napędową procesu rozpuszczania jest dążenie układu termodynamicznego do osiągnięcia jak najwyższej entropii i jak najniższej energii wewnętrznej5, 6). Na rys. 1 przedstawiono mechanizm transferu masy z fazy gazowej do ciekłej. Czas T0 oznacza początek eksperymentu w warunkach ustalonego ciśnienia i temperatury, a T1 i T2 są kolejno czasami połowy trwania i końca eksperymentu mieszania. ΔV symbolizuje przyrost objętości ropy naftowej wynikający z postępującego procesu rozpuszczania. W celu określenia rozpuszczalności gazów w cieczach, a zwłaszcza CO2 w węglowodorach ciekłych, przeprowadza się badania laboratoryjne stosując metody wizualne7, 8). Jedną z nich jest badanie pęcznienia ropy w komorze PVT lub metodą IFT9, 10).W pracy przedstawiono wyniki eksperymentu mającego na celu pomiar pęcznienia ropy naftowej i rozpuszczalności ditlenku węgla. Pomiary przeprowadzono w warunkach la[...]

The chemical composition of crude oil produced by supercritical CO2 injection into oil reservoirs Skład chemiczny ropy naftowej z procesu intensyfikacji wydobycia węglowodorów przy użyciu nadkrytycznego ditlenku węgla DOI:10.15199/62.2017.5.4


  Crude oil was recovered from rock structures (sandstone, dolomite) by flooding with supercrit. CO2 at 50°C and 9.3 MPa under lab. conditions and studied for chem. compn. by gas chromatog. The first oil fraction contained C6-C15 hydrocarbons, the second one, the C20-C30 hydrocarbons. The heave components (asphalthenes) remained in the rock structure. Zatłaczanie ditlenku węgla do częściowo sczerpanych złóż ropy pozwala na zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery (geosekwestracja) przy równoczesnym wzroście wydobycia węglowodorów. Zastosowanie tej zaawansowanej metody wydobycia daje pozytywne efekty ekonomiczne i środowiskowe. W warunkach złożowych podczas reiniekcji CO2 zachodzą złożone procesy fizykochemiczne, w tym wytrącanie asfaltenów i ekstrakcja lekkich węglowodorów. O przebiegu mieszania CO2 z ropą decyduje ciśnienie złożowe, skład ropy i warunki geologiczne. Przeprowadzono eksperyment wypierania ropy z rdzenia skalnego w warunkach złożowych. Zmiany składu chemicznego ropy naftowej określono metodą chromatografii gazowej. Otrzymane wyniki wskazują, że ditlenek węgla skutecznie wynosił lekkie frakcje, co mogło powodować osadzanie i odkładanie się cięższych składników w próbce skalnej. Metody EOR (enhanced oil recovery) umożliwiają zwiększenie stopnia sczerpania złóż ropy naftowej, gdy eksploatacja z wykorzystaniem naturalnej energii złożowej oraz zastosowanie metod wtórnych nie przynosi już korzyści ekonomicznych. Jedną z metod trzecich jest zatło-czenie ditlenku węgla do złóż węglowodorów. W ten sposób możliwe jest ograniczenie emisji ditlenku węgla do atmosfery oraz zwiększenie wydobycia ropy naftowej. Dobór odpowiedniej metody przed wdrożeniem musi być poprzedzony badaniami oraz testami pilotażowymi1). Ditlenek węgla może być również w postaci gazu w stanie nadkrytycznym. W przypadku iniekcji gazów do górotworu transport węglowodorów w skale zbiornikowej może odbywać się zarówno w warunkach ograniczonej, jak i pełn[...]

Effect of reservoir water salinity on optimum design of polymer flooding Analiza wpływu zasolenia wody złożowej na optymalizację procesu zatłaczania polimerów do złoża DOI:10.15199/62.2017.5.5


  Polyacrylamide was dissolved (up to 1000 mg/L) in salines of varying salt concns. (1000-7000 mg/L) and flooded to crude oil-bearing rock under 150 bar to improve the oil recovery. This model was base for estg. the increase of oil recovery factor and process efficiency. Zatłaczanie roztworów polimerów do złoża ropy naftowej ma na celu kontrolę mobilności wód złożowych, co pozwala na uzyskanie wysokiego współczynnika sczerpania, zwłaszcza w złożach niejednorodnych. Optymalizacja tego procesu wymaga sprecyzowania wartości stężenia oraz objętości roztworu polimeru, a dodatkowo określenia czasu rozpoczęcia zatłaczania. Efektywność procesu zależy do kilku kluczowych parametrów, do których należy zasolenie wody złożowej, wpływające na lepkość roztworu polimerów. W pracy, wykorzystując modelowanie złożowe zintegrowane z algorytmami optymalizacyjnymi, określono parametry prowadzenia zabiegu z uwzględnieniem wpływu zasolenia wody złożowej. Uzyskane wyniki wskazują, że poprawne rozpoznanie złoża i dobór odpowiedniego polimeru w kontekście mineralizacji wód złożowych są kluczowe dla pomyślności całego procesu. Nawadnianie złóż węglowodorów jest obecnie najczęściej stosowaną metodą wspomagania wydobycia, polegającą na zatłaczaniu wody do złoża celem podtrzymania energii złożowej1, 2). Do dużej popularności tej metody przyczyniły się łatwość implementacji, szerokie spektrum parametrów złożowych, w których metoda może być efektywnie stosowana, relatywnie niskie koszty wdrożenia oraz możliwość jednoczesnej utylizacji wody poeksploatacyjnej. Mimo licznych zalet stosowanie meto-dy w złożach silnie niejednorodnych może być utrudnione ze względu na występowanie tzw. języków lepkościowych, zjawiska obniżającego obszarowy stopień sczerpania węglowodorów. Występuje ono, gdy dla warstwy zalegającej poziomo współczynnik [...]

Sealing slurries limiting natural gas exhalations from the annular space of a wellbore Zaczyny uszczelniające ograniczające ekshalacje gazu ziemnego z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego DOI:10.15199/62.2017.5.9


  Cement slurries were modified by addn. of a dispersing agent (Ca silicate) 6-8% and a butadiene-styrene-amide latex (15-20%) to decrease the permeability of the sealing. The optimum contents of the agent and latex were 6% and 20% by mass, resp. Opracowano oryginalne receptury cementowych zaczynów uszczelniających pozwalające na minimalizację pozarurowych ekshalacji gazu. Zastosowano materiał zwiększający objętość kamienia cementowego DR 100 oraz lateks w celu zmniejszenia jego przepuszczalności dla gazu. Badania wykonano w laboratoriach AGH i na Ukrainie. Na podstawie wyników badań doświadczalnych sformułowano warunki stosowania przebadanych dodatków i zalecane ich zawartości. Większość przypadków ekshalacji wiąże się z młodymi utworami geologicznymi charakteryzującymi się niezakończoną kompakcją i diagenezą oraz obniżonym ciśnieniem nadkładu. Ma to miejsce np. na przedgórzu Karpat ze względu na niewielką głębokość zalegania warstw gazonośnych oraz w rejonie Zatoki Meksykańskiej i szelfie Indochińskim ze względu na to, że część nadkładu stanowi woda morska. Celem ustalenia przyczyn migracji gazu w otworach wiertniczych i odwiertach wiodące firmy światowe (Dowell-Schlumberger, Halliburton) wykonały analizę cementowań, która wykazała, że ok. 15% wykonywanych zabiegów cementowania należałoby uznać za nieudane. Znacznie gorzej przedstawia się statystyka dotycząca migracji gazu. W rejonie Zatoki Meksykańskiej wykonano 15 773 odwierty i w 7514 przypadkach stwierdzono występowanie gazu w przestrzeniach pozarurowych1-3).Ośrodki badawcze wielkich firm naftowych poniosły bardzo duże nakłady finansowe i zaangażowały znaczne zespoły badawcze, ale w dalszym ciągu borykają się z problemem migracji i ekshalacji gazu z przestrzeni międzyrurowych i pozarurowych w odwiertach. Istnieje potrzeba opracowania nowych sposobów przygotowywania otworów wiertniczych do zabiegów cementowania oraz progresywnych zaczynów uszczelniających, poprawiający[...]

Optymalizacja procesu zatłaczania CO2 do złoża ropy nienasyconej przy wykorzystaniu pionowych odwiertów iniekcyjnych DOI:10.15199/62.2018.6.8


  Zatłaczanie ditlenku węgla zaliczane jest do trzecich metod wydobycia ropy naftowej EOR (enhance oil recovery)1). Metody EOR dostarczają energię wspomagającą proces wydobycia, będącą zastępstwem lub uzupełnieniem naturalnych procesów występujących w złożu. Dodatkowo metody EOR oddziałują na fizyczne parametry płynów złożowych powodując wytworzenie korzystniejszych warunków do przepływu płynu w ośrodku porowatym2). Metody EOR są z powodzeniem wykorzystywane na złożach o dobrym rozpoznaniu. Bazując na amerykańskich doświadczeniach przemysłowych, wspomaganie wydobycia metodami trzecimi prowadzi do zwiększenia zasobów wydobywalnych i często ma większe znaczenie niż poszukiwanie nowych złóż, ze względu na niższe ryzyko niepowodzenia3). W wyniku działania pierwszymi lub drugimi metodami eksploatacji możliwe jest odzyskanie 30-70% zasobów geologicznych. Pozostała część unieruchomiona jest w porach skalnych w postaci rozproszonych kropel lub filmu wokół ziaren skały4). Ditlenek węgla zatłaczany do złoża powoduje wypieranie ropy z porów skalnych. Towarzyszy temu szereg mechanizmów związanych z zachowaniem mieszaniny ropy i ditlenku węgla. Do głównych z nich należą5) (i) zmniejszenie lepkości i gęstości ropy, (ii) rozpuszczalność CO2 w ropie, (iii) odparowanie lekkich komponentów ropnych oraz (iv) zmniejszenie napięcia powierzchniowego. Efektywność metody EOR-CO2 szacowana jest na 5-20% przyrostu wydobycia zasobów geologicznych6). W rozważaniach teoretycznych cała ropa kontaktując się z ditlenkiem węgla może zostać wydobyta. Ograniczeniem jest niejednorodność złoża oraz niekorzystny współczynnik mobilności powodujący powstawanie języków lepkościowych. Pojawienie się niestabilnego frontu wypie[...]

 Strona 1