Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy

TYTUŁ: Poprawa stabilności sedymentacyjnej zaczynów cementowych/An improvement the sedimentation stability of cement slurry

Autor: Marcin Kremieniewski

DOI: 10.18668/PN2017.216
ISSN 2353-2718
ISBN 978-83-65649-22-5

Opis PL

Opis EN

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

TYTUŁ: Metodyka analizy przestrzeni porowej skał łupkowych/Metodology of pore space analysis in shale rocks

pod redakcją Grzegorza Leśniaka

Autorzy: Piotr Such, Grzegorz Leśniak, Maja Mroczkowska-Szerszeń, Lidia Dudek, Renata Cicha-Szot, Karol Spunda

Opis PL

Badania petrofizyczne i mineralogiczne stanowią podstawowy zestaw analiz skał zbiornikowych. Standardowe metodyki badawcze stosowane dla skał konwencjonalnych nie sprawdzają się w przypadku skał drobnoziarnistych, dlatego też wymagają modyfikacji w zakresie wykonywania pomiarów i interpretacji w celu sporządzenia poprawnego opisu potencjalnych „sweet spotów" w skałach łupkowych.

Celem książki jest przegląd metodyk metodyk badawczych stosowanych do scha­rakteryzowania parametrów petrofizycznych i składu mineralnego skał łupkowych. Prace te zostały wykonane w ramach projektu pt. „Metodologia wyznaczania sweet spotów na podstawie własności geochemicznych, petrofizycznych, geomechanicznych w oparciu o kore­lację wyników badań laboratoryjnych z pomiarami geofizycznymi i model generacyjny 3D", dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Blue Gas – Polski Gaz Łupkowy, nr umowy BG1/MWSSSG/13.

W pracy przedstawione zostały:

• metody doboru i przygotowania próbek,
• metody badania składu mineralnego z zastosowaniem metod mikroskopii optycznej, skaningowej (SEM), spektroskopii w podczerwieni (FTIR – ang. Fourier Transformed Infrared Spectroscopy) oraz badań rentgenostrukturalnych (XRD),
• metody badania przestrzeni porowej: porometria helowa, porozymetria rtęciowa (MICP – ang. Mercury Intrusion Capillary Pressure), gęstość materiałowa, szkieletowa, objętościowa, rozkład wielkości porów, badania sorpcji,
• pomiary współczynnika przepuszczalności metodą Pulse Decay, • metody interpretacji wyników dla skał łupkowych (skały drobnoziarniste).

Zaprezentowane metodyki zostały opracowane na podstawie analiz wykonanych dla skał syluru i ordowiku basenu bałtyckiego opisanych w rozdziale 1.

Przygotowane w ramach programu Blue Gas metodyki i interpretacje znajdą zasto­sowanie również w badaniach innych typów złóż niekonwencjonalnych. Mogą one zostać wykorzystane w badaniach złóż typu tight (o przepuszczalnościach do 100 razy większych od przepuszczalności złóż łupkowych) i CBM (Coal Bed Methane) / CMM (Coal Mine Methane) (przepuszczalności do 1000 razy większe od przepuszczalności skał łupkowych, przestrzeń porowa będąca mieszanką przestrzeni porowej typu tight i CBM).

Opis EN

Petrophysical and mineralogical studies constitute a basic set of reservoir rock analysis. Standard research methods for conventional rocks do not work in the case of fine grained rocks, and thus require verification in terms of conducting measurements and interpretation, for a proper sweet spots description in shale rock formations.

The aim of this book is to review methodologies of methodologies for petrophysi­cal and mineralogical shale rocks characterization. These works were carried out in the frame of scientific project: "Methodology to determine sweet spots based on geochemical, petrophysical and geomechanical properties in connection with correlation of laboratory tests with well logs and generation model 3D" financed by National Center for Researches and Development in the frame of Blue Gas – Polish Shale Gas, no BG1/MWSSSG/13.

The book contains:

• methods of selection and preparation of samples
• methods of mineral composition analyses with the use of optical microscopic methods, scan microscopic methods (SEM), infrared investigations (FTIR – Fourier Transformed Infrared Spectroscopy) and x-ray measurements (XRD),
• methods of pore space investigations: helium porometry, mercury porosimetry (MICP – Mercury Intrusion Capillary Pressure), material, skeletal and bulk densities, pore size distribution, adsorption analysis,
• permeability coefficient analysis with the use of Pulse Decay method
• methods of interpretation of obtained results for shale rocks (fine grained rocks).

All presented methodologies were performed on the base of the Silurian and the Ordovician shale rocks from the Baltic basin descripted in the Chapter 1.

Prepared in the frame of Blue Gas project methodologies and interpretation pro­cedures will be also useful for other types of unconventional reservoirs. They might be apply for tight rocks reservoirs (permeabilities 100 time greater than permeabilities in shale rocks) and CBM (Coal Bed Methane)/CMM (Coal Mine Methane) (permeabilities up to 1000 times greater than permeabilities in shale rocks – pore space forms mix of tight and CBM pore spaces).

Praca naukowa nr 214 jest dostępna w trybie open acces.

Zamówienie wersji drukowanej:

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.

TYTUŁ: Ocena składu zanieczyszczeń gleb skażonych TPH i WWA pod kątem opracowania technologii ich bioremediacji/Assessment of the composition of pollution of soil contaminated with TPH and PAHs for the development of the bioremediation technology

Autorzy: Teresa Steliga, Dorota Kluk

Opis PL

Realizowaną pracę rozpoczęto od dokonania przeglądu literaturowego osiągnięć w zakresie oczyszczania gruntów skażonych substancjami ropopochodnymi oraz produktami ubocznymi pirolizy, jako źródłami zanieczyszczenia gleby węglowodorami TPH i WWA. Na podstawie danych literaturowych dotyczących technologii oczyszczania terenów skażonych substancjami ropopochodnymi wytypowano etapy postępowania zmierzające do redukcji zawartości TPH i WWA w skażonych glebach.
W ramach realizacji pracy wykonano analizy fizykochemiczne gleb pobranych z terenów zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi, a mianowicie z:
− gazowni klasycznej, wyłączonej z eksploatacji, położonej na północy Polski. Próbki do badań pobrano w pobliżu starych (częściowo zlikwidowanych) dołów ze smołą pogazową, z głębokości 0–0,5 m p.p.t. (gleba GK-1);
− dołu urobkowego, w którym składowano odpady wiertnicze zanieczyszczone substancjami ropopochodnymi – gleba zaklasyfikowana do odpadów o kodzie ex 17 05 03* (gleba i ziemia zawierająca substancje ropopochodne). Próbki do badań pobrano z głębokości 0–0,5 m p.p.t. (gleba DU-1).
Analiza fizykochemiczna wykazała, że gleba z terenu gazowni klasycznej charakteryzowała się dużą zawartością WWA i stosunkowo niewielką TPH. Natomiast gleba z terenu dołu urobkowego zawierała duże ilości TPH i stosunkowo niewielkie WWA. Jako że fundamentalnym celem realizowanej pracy było badanie procesów biodegradacji TPH i WWA w glebie, dlatego wskazane było uzyskanie gleby o istotnych zawartościach TPH oraz WWA. Nadmiernie wysokie zawartości w glebie jednocześnie WWA i TPH mogą hamować przebieg jej oczyszczania, dlatego do badań procesu biodegradacji węglowodorów, prowadzonych w warunkach ex situ, jako materiał badawczy stosowano mieszaninę gleb: GK-1:DU-1 w stosunku 2:1.
Z uwagi na ukierunkowanie badań na oznaczenie zawartości węglowodorów TPH oraz WWA w glebie – w ramach realizacji pracy dostosowano metodykę chromatograficznego oznaczania zanieczyszczeń ropopochodnych ze szczególnym uwzględnieniem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA).
W kolejnym etapie utworzono stanowisko do badań biodegradacji zanieczyszczeń prowadzonych w skali półtechnicznej, w warunkach ex situ, metodą pryzmowania. Omówiono wyniki prac dotyczących badań optymalizacyjnych prowadzenia procesu biodegradacji, obejmujących: modyfikację struktury gleby w celu zwiększenia biodostępności mikroorganizmów i substancji odżywczych do węglowodorów ropopochodnych, bioremediację podstawową stymulowaną poprzez biowentylację i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne wspomagające rozwój mikroflory autochtonicznej oraz bioaugmentację, polegającą na inokulacji wstępnie oczyszczonej gleby biopreparatami, których skład został opracowany w Zakładzie Mikrobiologii Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego.
Doboru substancji biogennych do oczyszczanej gleby dokonano na podstawie wyników badań respirometrycznych (przeprowadzonych za pomocą zestawu OxiTop® Control) mierzących postęp samoistnej i wspomaganej biodegradacji tlenowej substancji ropopochodnych zawartych w badanym gruncie o różnej zawartości substancji biogennych.
Etapowy proces oczyszczania gleby w drodze bioremediacji podstawowej stymulowanej substancjami biogennymi oraz bioaugmentacji w warunkach ex situ prowadzono przez 300 dni. Przebieg procesu kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu obejmującego fizykochemiczne oraz toksykologiczne badania gleby, które wykonano, opierając się na mikrobiotestach typu ToxKit (Phytotoxkit, Ostracodtoxkit, Spirodela Duckweed ToxKit), Microtox, test oceny ryzyka środowiskowego MARA oraz test oceny genotoksyczności Amesa.
Równie istotnym elementem pozwalającym na szersze spojrzenie na przebieg procesu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych i określenie efektywności kolejnych etapów oczyszczania była analiza chromatograficzna, pozwalająca na ilościowe i jakościowe oznaczenie poszczególnych węglowodorów wchodzących w skład zanieczyszczeń ropopochodnych. Umożliwiała ona zaobserwowanie w glebie zmian zawartości poszczególnych n-alkanów i WWA w trakcie realizowanych etapów oczyszczania. Ponadto wprowadzane wskaźniki stopnia biodegradacji n-alkanów w postaci stosunków zawartości n-C17/Pr i n-C18/F w sposób bardzo widoczny obrazowały efektywność realizowanych kolejnych etapów opracowanej technologii oczyszczania odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych.
W celu opracowania modelu matematycznego biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadach wiertniczych zastosowano normalizację stężenia analitów za pomocą wprowadzonego biomarkera – C30-17β(H),21β(H)-hopanu, który umożliwił pełną ocenę stopnia biodegradacji węglowodorów ropopochodnych.
Obliczone stałe biodegradacji pierwszego rzędu (k) pozwoliły na prześledzenie i porównanie kinetyki przebiegu biodegradacji poszczególnych grup zanieczyszczeń ropopochodnych (TPH, Σ n-C8–n-C22, Σ n-C23–n-C36) oraz WWA (3-, 4-, 5- i 6-pierścieniowych WWA) w kolejnych etapach oczyszczania odpadów. Ponadto na podstawie przedstawionych stałych biodegradacji przeprowadzono porównanie efektywności działania wykorzystywanych biopreparatów.
Opracowana technologia oczyszczania gleb należy do pewnych i bezpiecznych dla środowiska naturalnego oraz uzasadnionych ekonomicznie do zastosowania w warunkach przemysłowych metod likwidacji substancji ropopochodnych na zanieczyszczonych terenach.

Opis EN

The executed work was started by performing a review of literature regarding the achievements in the field of remediation of lands contaminated with petroleum derivative substances and by-products of pyrolysis as sources of contamination of the soil with TPH and PAH hydrocarbons. On the basis of literature data regarding technologies for remediation of lands contaminated with petroleum derivative substances, one selected process stages aimed at reducing the content of TPH and PAH in the contaminated soils.
As a part of the execution of the work, one performed physico-chemical analyses of soil collected from areas contaminated with petroleum derivative substances, namely from the area of:
− a decommissioned conventional gas plant, located in the north of Poland. Test samples were collected near old (partially eliminated) gas pitch pits, from a depth of 0–0.5 m below terrain level (GK-1 soil),
− a mining spoil pit, wherein drill waste contaminated with petroleum derivative substances were kept – soil classified for waste, with an ex code of 17 05 03*. The test samples were collected from a depth of 0 - 0.5 m below terrain level (DU-1 soil).
A physico-chemical analysis indicated that the soil from the area of the conventional gas plant was characterized by a high content of PAH and a relatively small content of TPH. Whereas the soil from the area of the mining spoil pit contained large amounts of TPH and relatively small amounts of PAH. Since the fundamental goal for the executed work was to study the processes of TPH and PAH degradation in soil, it was recommended to obtain soil with significant amounts of both TPH and PAH. Excessively high amounts of both PAH and TPH in the soil may hamper its remediation process. That is why the following distribution of soils was used as test material for examining the process of biodegradation of hydrocarbons, performed in ex-situ conditions: GK-1:DU-1 in a ratio of 2:1.
Due to the orientation of the studies towards determining the content of TPH and PAH hydrocarbons in the soil, as a part of the execution of the work, one adapted the method of chromatographic determination of petroleum derivative contaminations with a particular focus on polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH).
In the subsequent stage, one created a station for testing the biodegradation of contaminations, conducted on a semi-technical scale in ex-situ conditions using the compost heap method. One discussed the results of works pertaining to optimization tests for the conduct of the process, including: modification of the structure of the soil in order to increase the bioavailability of petroleum derivative hydrocarbons to microorganisms and nutrients, basic bioremediation stimulated by bioventilation and saturating the waste surroundings with biogenic ingredients supporting the development of indigenous microflora, and bioaugmentation, involving the inoculation of the initially remediated soil with biopreparations developed in Zakład Mikrobiologii INiG – PIB (Microbiology Department of the Oil and Gas Institute - National Research Institute).
The selection of biogenic substances for the remediated soil was made on the basis of the results of respirometric tests, measuring the progress of spontaneous and assisted aerobic biodegradation of the petroleum substances contained in the tested soil with varying content of biogenic substances. These tests were performed using the OxiTop®Control kit.
The staged process of soil remediation through basic bioremediation, stimulated by biogenic substances and bioaugmentation in ex situ conditions, was carried out for a period of 300 days. The course of the process was controlled using a comprehensive monitoring system, covering soil tests, both physico-chemical and toxicological, performed using ToxKit (Phytotoxkit, Ostracodtoxkit, Spirodela Duckweed ToxKit) and Microtox type tests, the MARA environmental risk assessment test and the Ames genotoxicity test.
An equally relevant element, allowing for a broader approach to the course of the process of biodegradation of petroleum derivative contaminations, and determination of the effectiveness of subsequent stages of remediation, was the chromatographic analysis, allowing for a quantitative and qualitative determination of individual hydrocarbons contained in petroleum derivative contaminations. It allowed to observe changes in the content of individual n-alkanes and PAHs during the remediation stages. Furthermore, the introduced n-alkane biodegradation degree indexes in the form of n-C17/Pr and n-C18/F content ratios very visibly illustrate the effectiveness of subsequently executed stages of the developed technology for removal of petroleum derivatives from waste.
In order to develop a mathematical model for the biodegradation of petroleum derivative contaminations in drill waste, one utilized normalization of the concentration of analytes using the introduced biomarker – C30-17β(H), 21β(H)-hopan, which allowed for a complete assessment of the degree of biodegradation of petroleum derivative hydrocarbons.
The calculated constants for first-order biodegradation (k) allowed to monitor and compare the kinetics of the course of the biodegradation of individual groups of petroleum derivative contaminations (TPH, Σ n-C8–n-C22, Σ n-C23–n-C36) and PAH (3-, 4-, 5- and 6-cyclic PAHs) in subsequent stages of waste treatment. Furthermore, on the basis of the presented biodegradation constants, one can compare the effectiveness of operation of the biopreparations used.
The presented technology is one of the methods of treatment of petroleum derivative contaminants in areas contaminated with petroleum derivative substances, that are tried and environmentally safe, and economically justifiable for use under industrial conditions.

Praca naukowa nr 215 jest dostępna w trybie open acces.

Zamówienie wersji drukowanej:

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32.