Laboratioria Inżynierii Złożowej

1.1 Laboratorium Stymulacji  Otworów i Geomechaniki Skał Złożowych

Geomechanika w istotny sposób wpływa na każdy aspekt inżynierii złożowej włączając umiejscowienie odwiertów, wybór świdra, proces wiercenia, intensyfikację i prace wykończeniowe oraz wydobycie. Znacząca większość odwiertów wykonanych w piaskach z gazem zamkniętym i w łupkach gazonośnych była intensyfikowana przez szczelinowanie hydrauliczne. Właściwe zrozumienie właściwości geomechanicznych skał złożowych pełni rolę kluczową w redukcji niepewności i optymalizacji procesu szczelinowania.

1.2. Laboratorium Inżynierii Złożowej

Laboratorium Inżynierii Złożowej używane jest do badania charakterystyki złóż, w celu umożliwienia lepszego przewidywania zachowania żłoża w oparciu o wiedzę uzyskaną z próbek rdzenia. Laboratorium umożliwia badania fizycznych cech skał (przepuszczalność absolutna, porowatość efektywna, nasycenie skał zbiornikowych węglowodorami) oraz płynów złożowych (lepkość wraz z innymi parametrami reologicznymi, gęstość, napięcie powierzchniowe, ciśnienie kapilarne). W laboratorium prowadzone się także podstawowe badania procesu wypierania ropy naftowej przez wodę oraz inne płyny. Prowadzone są też pomiary podstawowych cech skał w warunkach ciśnienia nadkładu. Laboratorium wyposażone jest w:

Pulse Decay Permeameter – PDP-200 – używany do badań skał uszczelniających, piaskowców zawierających gaz zamknięty oraz innych skał o bardzo niskiej przepuszczalności. Umożliwia badania mikroprzepuszczalności rdzeni skalnych w   zakresie od 10nD do 0,1mD.

Stanowisko do badań wypierania gazu ziemnego przez zatłaczanie dwutlenku węgla.

Specjalne stanowisko do badania rdzeni:

• Hassler Core Holder(HAC series Vinci Technologies) -  standardowy coreholder typu Hassler używany do badania przepływu płynów przez rdzeń
• Pompa przepływu ciągłego (LF Series Vinci Technologies) – zaprojektowana do zadań wymagających ciągłego przepływu o niskim strumieniu objętości i wysokiej precyzji przy szerokim spektrum ciśnień; operująca w temperaturach od pokojowej do wysokich.
• Saturator automatyczny (Vinci Technologies) – umożliwia przeprowadzenie seriiprocesów napełniania poprzedzonego próżnią w próbce rdzenia w zautomatyzowany sposób w celu odciążenia pracy operatora
• Komory grzewcze (Binder FED 240 & Binder BD 720) – komory z konwekcją mechaniczną i grawitacyjną

Stanowisko do oznaczania porowatości rdzeni skalnych z wykorzystaniem  porozymetru helowego oraz porozymetru rtęciowego.

1.3. Laboratorium Modelowania Przepływów Wielofazowych w Ośrodkach Porowatych

Laboratorium Modelowania Przepływów Wielofazowych w Ośrodkach Porowatych dostarcza najwyższej jakości sprzęt komputerowy oraz najnowsze oprogramowanie do prowadzenia kursów inżynierii złożowej. Laboratorium umożliwia studentom pierwszy kontakt z oprogramowaniem symulacyjnym. Laboratoria wyposażone są w następujące programy do inżynierii naftowej i gazowniczej:

CMG Reservoir Simulation Software (Computer Modelling Group LTD.) – umożliwia praktyczne rozwiązania w symulacjach i modelowaniu złóż gazu ziemnego i ropy naftowej, procesach intensyfikacji wydobycia (EOR/IOR), inżynierii złożowej.

ECLIPSE Reservoir Engineering Software(Schlumberger) –uznany w przemyśle  symulator oferuje najbardziej kompletny i sprawdzony zestaw numerycznych rozwiązań dla szybkich i precyzyjnych przewidywań dynamicznych zachowań dla wszystkich rodzajów złóż,      stopnia ich skomplikowania, struktury, geologii, występujących płynów złożowych i planów zagospodarowania.

Petrel Software Platform (Schlumberger) – umożliwia prace mające na celu zwiększenie wydajności złoża. Geofizycy, geolodzy i inżynierowie złożowi mogą dzięki niemu  koordynować wspólną pracę i integrować poszczególne działania.

Merlin - Oil&GasReservoir Simulator (Gemini Solutions Inc.) –symulator złóż   konwencjonalnych gazu ziemnego i ropy naftowej, w tym złóż z porowatością podwójną.

Apprentice - GeostatisticalMapping (Gemini Solutions Inc.) –system do opisu i   mapowania złóż gazu ziemnego i ropy naftowej. System zwiera narzędzia umożliwiające wizualizację, digitalizację oraz stworzenie statystycznego modelu przestrzennego złoża.

Pracowania komputerowa Katedry Inżynierii Gazowniczej wyposażona jest w nowoczesne komputery oraz specjalistyczne oprogramowanie stosowane w krajowym i światowym przemyśle naftowo-gazowniczym. W związku z dynamicznym rozwojem branży, ciągłemu rozwojowi podlegają również narzędzia informatyczne przez nią stosowane. Dzięki regularnej aktualizacji oprogramowania nasi studenci mają dostęp do najbardziej aktualnych pakietów oprogramowania światowej klasy.

Ważną pozycję w działalności laboratorium komputerowego zajmują problemy związane z modelowaniem eksploatacji złóż i podziemnych magazynów gazu ziemnego (symulacje złożowe). Katedra posiada najnowsze pakiety symulatorów złożowych i innych programów związanych z szeroko pojętą inżynierią złożową, stanowiących standard w skali świata. Dzięki programom takim jak Eclipse, CMG, Petrel, Kappa czy Fekete mamy możliwość prowadzenia kompletnego procesu modelowania numerycznego złóż czy projektowania i interpretacji odwiertowych testów hydrodynamicznych.

Ogromne zainteresowanie gazem z łupków w ostatnich latach znalazło również odzwierciedlenie w wyposażeniu naszego laboratorium. Pozyskaliśmy najnowsze oprogramowanie (symulator GOHFER) pozwalające na symulację procesów związanych z technologią szczelinowania hydraulicznego, która jest nieodzownie związana z eksploatacją gazu z łupków.

Obok zagadnień inżynierii złóż gazu, laboratorium pozwala na badanie problemów przesyłu i dystrybucji gazu ziemnego (Lab.2.2).

Laboratoria  Inżynierii Gazowniczej i Ochrony Środowiska

2.1.  Laboratorium procesów wydobycia gazu

Zakres prac Laboratorium wydobycia gazu to:

• głębinowy oraz powierzchniowy pobór próbek płynów złożowych,
• modelowanie procesu wypierania metanu przez zatłoczenie dwutlenku węgla przy  użyciu fizycznego modelu złoża,
• pomiaru lepkości płynów złożowych za pomocą  wiskozymetrów:  kapilarnego lub kulowego w warunkach PT,
• optymalizacji wydobycia gazu i przygotowania go do transportu.

Laboratorium wyposażone jest w następującą aparaturę i stanowiska badawcze:
 

FTS -próbnik przepływowy (Kuster). Pozwala na pobór próbki płynów złożowych z  odwiertów w warunkach złożowych.

Wiskozymetr kulkowy(Brookfield) używany jest do pomiaru lepkości płynu newtonowskiego poprzez pomiar czasu jaki potrzebuje kulka, aby opaśćpod wpływem  sił grawitacji przez ustawioną pod kątem rurkę.

Cyfrowy wiskozymetr Englera (Matest) służący do porównywania lepkości ropy naftowej w stosunku do lepkości wody. Urządzenie to składa się z łaźni laboratoryjnej wspomaganej wysokiej jakości cyfrowym termoregulatorem, mieszadła elektrycznego,  przyrządu chłodzącego oraz kolby Englera. Wiskozymetr jest wyposażony w podwójny termostat bezpieczeństwa zapobiegający nagłym wzrostom temperatur.

Wiskozymetr Hopplera KF20 (Brookfield) oraz wiskozymetr Englera B080 (Matest)– wykorzystywany do pomiaru lepkości cieczy złożowych wiskozymetrem kulkowym lub kapilarnym w różnych warunkach PT.

2.2.  Laboratorium transportu gazu

Zakres działalności laboratorium to:

• przygotowywanie specjalnych ekspertyz związanych z sieciami przesyłowymi oraz  instalacjami gazu,
• badania nad interakcją gleby z sieciami gazowymi na terenach górniczych i „strefach  niebezpiecznych”.
• prace badawcze dotyczące dokładności pomiaru objętości gazu (badania jakości gazomierzy, obliczanie ilości strat gazu, analiza stacji obsługi gazu, określenie  niepewności pomiarowej);
• przejściowej oraz stałej symulacji stanu przepływu gazu w sieci rurociągów.

Laboratorium wyposażone jest w:

oprogramowanie SIMONE (Simone Research Group)będące wartościowym narzędziem dla projektantów systemów gazociągów, planistów operacyjnych, dyspozytorów gazu, analityków marketingowych, osób zarządzających energią oraz      praktykantów operacyjnych.

aplikacja PIPESIM (Schlumberger Ltd.) analizująca system wydobycia gazu,dając możliwość wykonania kompleksowego badania złożonych systemów gazociągów  wielofazowych.

STANET Network Analysis (Fischer-Uhrig Engineering)- pakiet oprogramowania     wykorzystywany do symulacji, obliczeń oraz analizy sieci gazowej z punktu widzenia   różnych dyscyplin.

2.3.  Laboratorium Przetwarzania i Własności LNG

W tym laboratorium opracowuje się nowe i ocenia istniejące już procesy technologiczne gazu (np. membrany, rozpuszczalniki, adsorbenty LNG), które mogą być stosowane do usuwania zanieczyszczeń, takich jak siarka i dwutlenek węgla z gazu ziemnego lub biogazu.

Laboratorium wyposażone jest w:

Aparatura do dysocjacji hydratów pozwalającą na rozwijanie nowych technologii odsiarczania gazu ziemnego, które składają się z kilku bloków (systemu termostatów, reaktora oraz systemu ciśnieniowego) oraz obliczeniowego oprzyrządowania sprzężonego z komputerem, chromatografem i turbidymetrem. Reaktor o pojemności  200 cm3 wyposażony jest w kwarcowe okna umożliwiające obserwowanie procesu.

Stanowisko do hydratacji – służy do badania procesów usuwania siarkowodoru oraz    dwutlenku węgla z gazu ziemnego metodą hydratacji. Zakres badanych ciśnień  od 0 do 270 bar, zakres temperatur 10^oC - 150^oC, a stężenie siarkowodoru od 0 do 4%.

Piec mikrofalowy do badania procesów regeneracji sorbentów metodą mikrofalową   (badania dotyczą m.in. glikolu i sit molekularnych)

Titrator Karla Fischera(Mettler-Toledo DL38)- ten objętościowy titrator został  stworzony by szybko i dokładnie określić zawartość wody w gazie ziemnym w szerokim  przedziale od ok 100ppm do 100%-owej wody.

Mettler-Toledo DL38, Karl Fischer Titrator – aparatura do określania objętościowej zawartości wody w glikolach wykorzystywanych w instalacjach osuszania gazu.

Analizator wilgotności gazu Panametrics System 280 wilgotnościomierz zasilany bateryjnie  bazujący na technologii mikroprocesorowej. Został on specjalnie zaprojektowany do pomiaru  wilgotności gazu ziemnego w gazociągach. Istnieje możliwość pomiaru punktu rosy w węglowodorach ciekłych, zarówno nie zawierających wody, jak i również gazów nie powodujących korozji. Zakresy pomiaru: ciśnienie od 0 do 2000 psi (ok. 140 bar), temperatura od –30^oC do +70^oC, punkt rosy w granicach –110^oC - +60^oC.

2.4. Laboratorium Magazynowania i Składowania Geologicznego Dwutlenku Węgla i Gazu Ziemnego

Laboratorium Magazynowania i Składowania Geologicznego Dwutlenku Węgla i Gazu Ziemnego zostało utworzone by określić oddziaływania między skałą a płynami złożowymi na różnych głębokościach oraz jak dana warstwa geologiczna przejdzie procesy adsorpcji i desorpcji gazu przy odmiennych temperaturach, ciśnieniach i stopniach nasycenia.

Laboratorium wyposażone jest w:
 

Unikatowe stanowisko pomiarowe służące do badań oddziaływania płynów złożowych   i skał z dwutlenkiem węgla w superkrytycznychwarunkach geologicznych, włączając    układ do badań współdziałania dwutlenku węgla  ze skałami oraz solanką – uruchomione  w roku 2010 – unikatowe w skali kraju.

Reaktory wysokiego ciśnienia (Paar Instrument Company)

Chromatograf gazowy(Hewlett-Packard 6890 Series)- wyposażony w detektor    przewodnictwa cieplnego (TCD) oraz detektor jonizacji płomienia (FID)

Chromatograf gazowy serii HP 6890(Hewlett – Packard)umożliwia wykonanie   analizy chromatograficznej, zapewniającą najwyższą osiągalną dzisiaj sprawność w  chromatografii gazowej. Jest to chromatograf gazowy z pełnym, elektronicznym   sterowaniem pneumatyki tj. wszystkich ciśnień i przepływów gazów, zawierający  ulepszone sterowanie i możliwości zautomatyzowania. Chromatografy gazowe serii HP 6890 umożliwiają realizowanie tzw. szybkiej chromatografii dzięki szybkim gradientom temperatury, nowej elektronice i bardzo szybkiej obróbce danych. W chromatografie gazowym serii HP 6890, zainstalowano dwa detektory. Detektor płomieniowo -  jonizacyjny (FID) umożliwiający oznaczanie węglowodorów i innych związków  organicznych w badanym gazie oraz detektor przewodnościowo – cieplny (TCD) tzw. katarometr, który służy do oznaczania gazów inertnych (azot, dwutlenek węgla, tlenek  węgla, tlen, hel, wodór, argon).

Generator wodoru (Packard 9200)-z opatentowanym ogniwem elektrolitycznym

Generator azotu (Domnick Hunter NITROX)- używający zmiany ciśnienia technologii adsorpcji do nieprzerwanej produkcji zasobów azotu wolnego od węglowodorów.

2.5. Laboratorium inżynierii gazowniczej (podstawowe)

Laboratorium wyposażone jest w:

Gazomierz turbinowy Common CGT-02 oraz gazomierz zwężkowy Common CGZ-01 – do pomiaru strumienia objętości przepływu gazu o ciśnieniach sięgających  do 11 MPa, i temperaturach do 60˚C.

Prasy manometryczne służące do sprawdzania i kalibracji manometrów sprężystych oraz przetworników ciśnienia,

Gazomierze laboratoryjne mokre(ELSTER) - kalibracja

Sprężarki oraz ciąg redukcyjno-pomiarowy  (ALSI). – charakterystyka pracy  sprężarki

Pomiar jakościowy metodą chromatografii;

Pomiar ciepła spalania, wartości opałowej i liczby Wobbego;

Kalibracja czujników temperatury