Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 7-13 Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 14

Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 7-13
Małgorzata Kowalska-Włodarczyk, Barbara Darłak: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Modele stochastyczne wybranych parametrów jako wsparcie konstruowania modeli geologicznych przy
uŜyciu ANN i Fuzzy Logic
Celem pracy było stworzenie modeli obliczeniowych oraz kompletnych baz danych, do wykorzystania ich
w programach wizualizacyjnych za pomocą nowej metody symulacyjnej, tj. logiki rozmytej. Metoda wymagała
opracowania odpowiednich funkcji, algorytmów i wielkości rozmytych oraz funkcji decyzyjnych na poziomie lingwistycznym, a takŜe ich weryfikacji za pomocą sieci neuronowych. Wyniki przedstawiono w formie wykresów
oraz zobrazowano w postaci grafiki 3D.
Stochastic model prepared with the use of ANN and Fuzzy Logic as aid in building of geological models
The base goal of a project was preparation of new computational models and accompanied with them database for
visualization software with the use of fuzzy logic. The problem was solved by creation of functions, algorithms,
decision functions on linguistic level and then by comparison of obtained results with the result of ANN simulations. The results were presented as graphs and as a 3D visualizations.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 14-18
Tadeusz Szpunar, Paweł Budak: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Wiesław Witek: Firma Konsultingowa WES, Piaseczno
Uwagi na temat interpretacji wyników hydraulicznej próby szczelności w warstwach soli
Jak wykazały badania doświadczalne wokół wyrobiska wykonanego w warstwach soli lub otworu przewiercającego pokłady soli powstaje strefa odpręŜona charakteryzująca się niezerową przepuszczalnością i porowatością. Zasięg takiej strefy jest róŜny z tym, Ŝe porowatość i przepuszczalność zanikają w odległości równej 3-4 promieniom
otworu. Wykonanie próby szczelności w interwale naprzeciw warstw soli powoduje pewien spadek ciśnienia próby
szczelności w wyniku wymiany masy pomiędzy płynem w strefie odpręŜonej wokół otworu a płynem w otworze.
Spadek ten moŜna mylnie zinterpretować jako pewną nieszczelność skądinąd szczelnego górotworu. Podano przykład obliczenia spadku ciśnienia przy próbie szczelności wykonanej w warstwach soli.
Notes on interpretation of results of hydraulic pressure test in salt beds
As indicated in technical literature the stress relieved well bore zone is created around cavities in salt rocks. Such
zones have some porosity and permeability and thus some pressure drop is observed when carrying out the hydraulic pressure test – this is due to exchange of mass between the hydraulic fluid and salt water which fills the pore
space of stress relieved zone. Such a pressure drop may be erroneously interpreted as well leak. Provided are
example calculations of hydraulic fluid pressure drop
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 19-29
Małgorzata Uliasz: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno
Wpływ polimerów z I-rzędowymi grupami aminowymi na właściwości inhibitacyjne płuczki wiertniczej
W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych polimerów z pierwszorzędowymi grupami aminowymi
opartych na poliwinyloaminie (PVAm), pod kątem ich przydatności do sporządzania inhibitowanych płuczek
wiertniczych. Przeprowadzone badania laboratoryjne dotyczyły określenia efektywności działania PVAm i jej modyfikacji chemicznych jako środków stabilizujących łupki czułe na wodę oraz regulowania parametrów reologicznych i filtracji płuczki wiertniczej w warunkach otworopodobnych. Do wykonania badań laboratoryjnych zastosowano dwa rodzaje cieczy badawczych, zawierających jednakową, określoną ilość danego polimeru aminowego, tj.
roztwory, które sporządzono na wodzie słodkiej, 7-proc. roztworze KCl, 7-proc. roztworze KCl z dodatkiem poliglikolu oraz płuczek wiertniczych: potasowo-chlorkowej i potasowo-chlorkowej z dodatkiem poliglikolu. Właściwości inhibitacyjne tych polimerów określono poprzez wizualizację zachowania się w ww. roztworach wodnych
polimerów aminowych próbek skały ilasto-łupkowej (reprezentowanej przez łupek mioceński), określeniu zmian
wartości parametrów reologicznych (głównie granicy płynięcia) tych roztworów w miarę wzrostu ilości dodawanego do nich bentonitu pęczniejącego oraz wpływu ilości danego polimeru na właściwości inhibitacyjne sporzą-
dzonych płuczek. Ponadto w temperaturze 20÷80°C określono parametry reologiczne, filtrację oraz odporność
płuczki wiertniczej – zawierającej wytypowaną ilość danego polimeru aminowego – na skaŜenie bezuŜyteczną fazą
stałą oraz solami jedno- i dwuwartościowymi.
Influence Polymers with Primary Amine Groups on Drilling Mud Inhibiting Properties
This article presents laboratory test results of polymers with primary amine groups based on polyvinylamine
(PVAm), from the point of view of their usefulness for preparation of drilling muds. Laboratory tests were performed in order to estimate the effect of PVAm and it’s chemical modifications on water sensitive shale stabilization, and to regulate the rheological parameters and fluid loss of drilling fluids in bottomhole conditions. Two
kinds of tested fluids were used. They contained the same amount of amine polymer. The polymer was dissolved in
fresh water, in 7% KCl solution, 7% KCl solution with polyglycol addition, and in drilling muds such as: potassium- chloride, and potassium chloride with polyglycol addition. Inhibitive properties were estimated by watching
the fluid action on shales represented by miocene shale, valuation of changes in fluid rheology, mainly the yield
point as subsequent doses of swelling bentonite were added, and the effect of amount of added polymer on inhibitive properties of drilling fluids. Furthermore, the rheological parameters, fluid loss, and also drilling fluids (containing selected amount of polymer) tolerance to the contamination by solid phase and monovalent and bivalent salts,
were measured also in temperatures 20÷80oC.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 30-39
Joanna Brzeszcz, Sławomir Falkowicz, Anna Turkiewicz, Piotr Kapusta: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Zdolności metaboliczne bakterii degradujących ksantan i ich wpływ na wybrane płuczki wiertnicze
Celem pracy była izolacja i charakterystyka mikroorganizmów zdolnych do rozkładu polimerów ksantanowych.
Wyizolowano 5 szczepów naleŜących do rodzajów Paenibacillus i Sphingobacterium. Zbadano zdolność rozkładu
gumy ksantanowej przez kaŜdy ze szczepów. Szczep Paenibacillus sp. IN41 degradował polimer ksantanowy
w ciągu 14 dni, co było porównywalne z działaniem konsorcjum mikroorganizmów. Wykazano, Ŝe wyizolowane
mikroorganizmy są w stanie degradować polimer ksantanowy w płuczkach wiertniczych w sposób selektywny.
The metabolic activities of xanthan-degrading bacteria and their effect on selected drilling muds
The aim of this study was to isolate and characterize microorganisms capable of degrading xanthan polymers. Five
strains belonging to the genera Paenibacillus and Sphingobacterium were isolated. The ability of each strain to
decompose xanthan gum was examined. Paenibacillus sp. IN41 degraded xanthan polymer nearly completely within 14 days, similarly to the action of microbial consortium. It was demonstrated, that isolated microorganisms
were able to degrade xanthan polymer in drilling muds in a selective way.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 40-45
Łukasz Kut: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno
Jadwiga Zalewska: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Badania przestrzeni porowej kamieni cementowych za pomocą mikrotomografii rentgenowskiej
Metoda mikrotomografii rentgenowskiej (micro-CT) jest nieniszczącą techniką badawczą, która umoŜliwia wizualizację właściwości budowy wewnętrznej obiektów nieprzezroczystych – takich jak skały, cementy, itp. Metoda
opiera się na zapisywaniu projekcji promieniowania X badanej próbki pod róŜnymi kątami. Wizualizowanym parametrem jest współczynnik tłumienia liniowego, który zaleŜy od energii promieniowania X, liczby atomowej oraz
gęstości badanej próbki. Metoda ta jest stosowana zarówno do jakościowej wizualizacji wewnętrznych właściwości cementów, jak równieŜ do pozyskiwania danych ilościowych. Zestawienie szeregu kolejnych „plastrów” dwuwymiarowych (2D) umoŜliwia rekonstrukcję rozkładów 3D. Im większa jest ilość projekcji, tym wyŜsza rozdzielczość cech w zrekonstruowanej objętości. Celem tego artykułu jest przybliŜenie moŜliwości badawczych mikrotomografii rentgenowskiej, która dostarcza ilościowych informacji o budowie struktury sieci porowej i wszystkich
połączonych przestrzeniach porowych próbek cementów. W artykule zaprezentowano przykład wyników badania
mikrostruktury cementu oraz jej zmian w czasie (1 do 28 dni od związania zaczynu cementowego), przy zastosowaniu metody micro-CT. Wyniki pokazują ogromne moŜliwości tej techniki do trójwymiarowego badania materiałów cementowych. Główną zaletą metody jest dostęp do realnie tworzącej się sieci porowej i obserwacja jej rozwo-
ju w czasie oraz moŜliwość badania in situ zjawisk związanych z rozwojem uwodnienia zaczynu cementowego.
Dostęp do trzeciego wymiaru przestrzeni pozwala na badanie nowych cech, takich jak przewodność przestrzeni
porowej.
Cements’ stone pore structure researches with the use of roentgen computed microtomography
Microtomography, like tomography, uses X-rays to create cross-sections of a 3D-object, that later can be used to
recreate a virtual model without destroying the original model. The term ‘micro’ is used to indicate that the pixel
sizes of the cross-sections are in the micrometer range. These pixel sizes have also resulted in the terminology
micro-computed tomography, micro-CT, micro-computer tomography, high resolution X-ray tomography and similar terminologies. All of these names generally represent the same class of instruments.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 46-52
Anna Rembiesa-Śmiszek: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Andrzej Wyczesany Politechnika Krakowska, Kraków
Zastosowanie symulatora ChemCad do modelowania złoŜonych układów reakcyjnych procesów petrochemicznych
Celem pracy było przedstawienie moŜliwości jakie oferuje symulator ChemCad w przypadku złoŜonych układów
reakcyjnych, pojawiających się w skomplikowanych procesach petrochemicznych. Przedstawiono sposób modelowania: reakcji alkilacji i transalkilacji w procesie otrzymywania etylobenzenu, reakcji występujących w procesie
odwodornienia etylobenzenu do styrenu oraz reakcji mających miejsce w procesie syntezy MTBE. W procesie
alkilacji i transaliklacji dobrze sprawdza się reaktor Gibbsa. W procesie odwodornienia etylobenzenu zastosowanie
znalazł reaktor równowagowy pracujący w trybie stechiometrycznym, natomiast w modelowaniu procesu produkcji eteru MTBE dobrze sprawdził się reaktor równowagowy, który poprzez dobór odpowiedniej funkcji pozwolił
na uwzględnienie osiągnięcia stopnia równowagi. W pracy przedstawiono takŜe algorytm, za pomocą którego obliczono niezbędne stopnie przemiany dotyczące procesu odwodornienia etylobenzenu, tj. stopnie przemiany w kierunku etylenu, metanu oraz tlenku węgla. Przy opracowywaniu algorytmu korzystano z danych liczbowych dotyczących stopni przemiany w kierunku styrenu, toluenu i benzenu oraz z danych zawierających analizę strumienia
gazu opuszczającego reaktor, w którym otrzymuje się styren.
Application of Simulator ChemCad in modelling of complex petrochemical reaction systems
The aim of this research work is to present the options the ChemCad simulator offers in the case of complex reaction systems which occur in the complex petrochemical processes. There is described the modeling way of alkylation and transalkylation during the process of ethylbenzene – winning; that of reactions which take place in the
process of dehydrogenation of ethylbenzene in order to get styrene (vinyl benzene) and of the reactions which
appear in the process of MTBE synthesis. Gibbs’ reactor is very useful in alkylation and transalkylation. The reactor of equilibrium (balance) which functions in the stoichiometric mode is applied during dehydrogenation of ethylbenzene. It also proves useful in the modeling of the production of MTBE either by selecting the adequate function so that the degree of equilibrium is achieved. In this work there is also the algorithm by which the necessary
degrees of conversion are accounted for in the dehydrogenation of ethylbenzene, namely the degrees of conversion
in order to get ethylene, methane as well as carbon monoxide. While working out the algorithm one uses the numerical data applying to the degree of conversion in order to get styrene, toluene and benzene as well as those which
provide the analysis of the gas stream escaping from the reactor in which styrene is produced.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 53-63
Tomasz Siuda: Instytut Nafty i Gazu, Kraków
MoŜliwości wykorzystania programu FLUENT w pracach realizowanych w Instytucie Nafty i Gazu
W niniejszej pracy przedstawiono moŜliwości zastosowania pakietu FLUENT, pod kątem prac realizowanych
w Zakładzie UŜytkowania Paliw Instytutu Nafty i Gazu. Przedstawiono symulację pracy palnika niskociśnieniowego, model symulacyjny do wyznaczania współczynnika oporów miejscowych dla trójnika, model pracy przerywacza ciągu oraz model przedstawiający wypływ gazu przez uszkodzony fragment gazociągu. Wszystkie wymienione symulacje zostały opatrzone wizualizacjami oraz przykładowymi wynikami. Dla modelu palnika niskoci-
śnieniowego (zassanie powietrza) i trójnika (spadek ciśnienia) uzyskano duŜą zbieŜność wyników symulacyjnych
oraz doświadczalnych (modeli przerywacza ciągu i rozszczelnienia gazociągu nie weryfikowano doświadczalnie).
Przedstawiono równieŜ korzyści płynące ze stosowania oprogramowania FLUENT przy planowaniu i budowie
stanowisk pomiarowych.
The possibility of using FLUENT program for research which are realize at Oil and Gas Institute
The article presents the possibility of using FLUENT program for research which are carried out at Oil and Gas
Institute. Numerical model of domestic burner, model of pressure drop in T – pipe, model of working draught
diverter and model of representing outflow of gas by damaged fragment of gas pipe are shown. All numerical simulation was described by visualization and example result. For domestic burner (air injection) and T – pipe (pressure drop) there is a good agreement between the measured and computed from FLUENT program values (the result from model of working draught diverter and model of gas pipe don’t compare with experimental test). The
advantage of using FLUENT program to prepare and build experimental apparatus also has been presented.
Nafta-Gaz, styczeń 2011, s. 64-72
Józef Such: Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno
Wpływ warunków separacji ropy na wielkość jej wydobycia
Separacja ropy jest pierwszym procesem technologicznym po jej wydobyciu na powierzchnię, głównie w celu oddzielenia jej od gazu. Warunki i sposób separacji, tj. ciśnienie i temperatura procesu oraz ilość i sprawność separatorów, bezpośrednio wpływają na wielkość odzyskanej fazy ciekłej, a w konsekwencji tego – na stopień sczerpania
zasobów. Prowadzone polowe testy wydobycia z odwiertów pozwalają na dobór tych warunków bez oceny zmian
właściwości i składu pozyskiwanej ropy. Nowsze metody wykorzystują wyniki symulacji komputerowej tego procesu z wykorzystaniem stałych równowagi fazowej (K) poszczególnych składników ropy, jako parametru optymalizującego. Artykuł pokazuje prosty sposób doboru warunków wielostopniowej separacji ropy, w oparciu o symulację tego procesu z wykorzystaniem programu PVTsim.
The impact of separation conditions on the recovery of oil
Surface separation of oil-gas mixture is the first technological process in the oil field in which gaseous and liquid
hydrocarbons are separated. The operating conditions of multistage separator’s has the impact on the maximize
hydrocarbon liquid recovery. Conducted field production tests of wells optimizes the operating conditions unrated
changes in the properties and composition of separated oil. Newer methods use the results of computer simulation
of this process and the vapor-liquid equilibrium constant (K) as the optimization parameter. The article shows
a simple method of optimizing multistage separator’s conditions, using the PVTsim simulation software.