FORUM CZYSTEJ ENERGII 8 Października 2013, POZNAŃ Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu, dr inż. Piotr Manczarski – Politechnika Warszawska

AGENDA godzina tytuł referatu referent 11.00 Wprowadzenie - powitanie Urszula Wojciechowska, redaktor naczelna miesięcznika „Czysta Energia” 11.15- 11.30 Monitoring i Aspekty Technologiczne w kontekście poszukiwania i wydobycia gazu z łupków Prof. dr hab. Jan Hupka, dr inż. Andrzej Tyszecki - Politechnika Gdańska, Centrum Technologii Ropy i Gazu CTRiG, WIT 11.30– 11.50 Zasoby wodne potrzebne do procesu szczelinowania hydraulicznego Prof. dr hab. Marek Nawalany – Politechnika Warszawska, dr inż. Jan Macuda, Akademia Górniczo Hutnicza 11.50– 12.10 Dodatki stosowane w trakcie procesu szczelinowania hydraulicznego Dr inż. Anna Zielińska-Jurek, Politechnika Gdańska, prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu 12.10- 12.30 Oczyszczanie wód technikami membranowymi Dr inż. Sylwia Mozia, Zachodniopomorski Uniwersytet Techniczny 12.30- 12.50 Oczyszczanie ścieków z procesu szczelinowania hydraulicznego Dr inż. Jan Macuda, Akademia Górniczo Hutnicza, prof. dr hab. Jan Hupka, Politechnika Gdańska 12.50- 13.10 Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu, dr inż. Piotr Manczarski – Politechnika Warszawska 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

AGENDA godzina tytuł referatu referent 13.10-13.30 Promieniotwórczość naturalna złóż ropy i gazu. Mgr inż. Anna Mykowska – Politechnika Gdańska 13.30-13.50 Dwa lata po pierwszym szczelinowaniu w Polsce – kontynuacja badań środowiskowych Dr Monika Konieczyńska, Dr Małgorzata Woźnicka, Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy 13.50-14.10 Zintegrowany system monitoringu środowiska w trakcie wydobycia gazu z łupków Dr inż. Jarosław Arabas, prof. dr hab. Jarosław Mizera, Politechnika Warszawska 14.10-14.30 Środowiskowe aspekty poszukiwania i eksploatacji węglowodorów niekonwencjonalnych Mgr inż. Hanna Dzikowska – Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska w Gdańsku 14.30-15.20 Panel Dyskusyjny - Czy Aspekty Środowiskowe zadecydują o rozwoju wydobycia gazu z łupków w Polsce ? Dyr. Jacek Wróblewski, BNK Polska, Dyr. Hanna Dzikowska, Dr Monika Konieczyńska, Dr inż. Andrzej Tyszecki, Dr inż. Jarosław Arabas, Przedstawiciel Gminy 15.20-15.30 Podsumowanie i zakończenie Sesji poświęconej monitoringowi i aspektom technologicznym w kontekście poszukiwania i wydobycia gazu z łupków prof. Jan Hupka, dr inż. Andrzej Tonderski Politechnika Gdańska 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Struktura prezentacji Optymalizacji metod zagospodarowania odpadów powiertniczych - WP5 Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków Wnioski 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Optymalizacji metod zagospodarowania odpadów powiertniczych (urobek, płuczka etc.) WP5 technologia zestalania płuczki wiertniczej (D 5.1.), technologia powstawania keramzytu jako lekkiego agregatu zawierającego zwierciny (D 5.2.). 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków Podczas wiercenia otworów w formacjach gazu łupkowego generowane są duże ilości odpadów wiertniczych, które w głównej mierze występują w postaci: zużytej płuczki, wynoszonego przez nią urobku. zwierciny oczyszczona płuczka 1mb odwierconego otworu generuje ok 0,6 m3 odpadów wiertniczych ok. 60 – 80 %, odpady płynne (zużyte płuczki wiertnicze) odpady stałe w postaci zwiercin 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

substancji nierozpuszczonych, stałych związków rozpuszczonych (TDS), Zużyta płuczka otworowa może charakteryzować się podwyższonymi wartościami: substancji nierozpuszczonych, stałych związków rozpuszczonych (TDS), SPCz (środków powierzchniowo czynnych) jonów chlorkowych i siarczanowych rozpuszczonego węgla organicznego (DOC) może zawierać nieznaczne ilości węglowodorów ropopochodnych oraz metali ciężkich. Szkodliwość urobku uwarunkowana jest zarówno budową geologiczną przewiercanego profilu, jak i stopniem oddziaływania danej płuczki na wynoszony z otworu urobek. Właściwe gospodarowanie tego rodzaju odpadami wytwarzanymi w tak dużych ilościach stanowi istotny element w całości kosztów wiercenia otworu i w zależności od ładunku zanieczyszczeń, wymaga kompleksowych rozwiązań technologicznych ich przetwarzania. 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Roztwory środków chemicznych Inhibitor polimerowy PG-2 [%] TU Stabpol S 0,3 2,6 Rotamag 3 6,6 Rhodopol 6,8 Rokopol 30p5; Rokacet R26 3; 1 34,5 Detergent W 0,1 27,0 Desco CF 34,4 Inhibitor polimerowy PG-2 56,2 Glikol GEM 4 57,1 Lignosulfonian CF 0,2 62,5 Przeprowadzono badania, w zakresie zweryfikowania właściwości środków chemicznych stosowanych do sporządzania płuczek wiertniczych pod kątem toksyczności i stopniowego ograniczenia ich stosowania poprzez zastąpienie środkami ulegającymi biodegradacji, które równocześnie będą spełniać wymagania technologiczne płuczek stosowanych do wierceń poziomych. a b Oznaczenie biodegradacji płuczki sporządzonej laboratoryjnie: a) Płuczka potasowa- polimerowa z dodatkiem HCOOK, b) Płuczka potasowa- polimerowa z dodatkiem KCl, c) Płuczka potasowa -glikolowa z dodatkiem HCOOK, d) Płuczka potasowa -glikolowa z dodatkiem KCl. c d 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

dobór rodzaju i dawki koagulanta (ze wskazaniem na polichlorek glinu) Badania procesu odwodnienia odpadów w wyniku przeprowadzenia koagulacji chemicznej i filtracji w ramowych prasach filtracyjnych pod kątem opracowania technologii ich unieszkodliwiania i odzysku obejmują: dobór rodzaju i dawki koagulanta (ze wskazaniem na polichlorek glinu) dobór parametrów przebiegu procesu koagulacji badania procesu filtracji (różne tkaniny filtracyjne w ramowej prasie filtracyjnej, dobór parametrów pracy prasy filtracyjnej) charakterystyka parametrów uzyskiwanego osadu filtracyjnego i przedstawienie sposobów zagospodarowania określenie właściwości filtratu i przedstawienie sposobów neutralizacji i zagospodarowania filtratu Skoagulowana płuczka wiertnicza Filtrowanie skoagulowanej płuczki wiertniczej Otrzymany materiał stały przeznaczony do rekultywacji 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

badania wymywalności substancji niebezpiecznych z zestalonego odpadu Immobilizacja odpadów wiertniczych bezpośrednio po zakończeniu wiercenia danego odcinka otworu, poprzez zestalenie z wykorzystaniem środków wiążących nowej generacji (spoiwa hydrauliczno-pucalanowego - Silment), Badania nad opracowaniem kompozycji środka do zestalania zużytej płuczki wiertniczej: dobór układu (cement wieloskładnikowy, cement portlandzki, silment, szkło wodne) i dawek środków chemicznych do zestalania zużytych płuczek badania wytrzymałościowe (ściskanie, ścinanie, spójność) uzyskanego zestalonego odpadu wiertniczego badania wymywalności substancji niebezpiecznych z zestalonego odpadu badania toksyczności zestalonego odpadu oraz odcieków dla wytypowanych organizmów testowych (testy toksykologiczne) opracowanie sposobów zagospodarowania zestalonego odpadu wiertniczego A B C D Próbki płuczki bentonitowej zestalone kompozycją środka zawierającego 4% szkła wodnego sodowego oraz A) 30% Silmentu i B) 25% cementu portlandzkiego Próbki beziłowej płuczki polimerowej zestalone kompozycją środka zawierającego 4% szkła wodnego sodowego oraz C) 25% Silmentu i D) 25% cementu portlandzkiego 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Analizy chemiczne glikolowo-potasowej płuczki otworowej, skoagulowanej i zestalonej 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Analizy chemiczne bentonitowej płuczki otworowej, skoagulowanej i zestalonej 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Wytrzymałość na ścinanie [MPa] Parametry wytrzymałościowe zużytej bentonitowej płuczki otworowej po zestaleniu Wartości wytrzymałości na ściskanie ciała stałego w czasie, pozyskanego po zestaleniu płuczki bentonitowej Zmiany wytrzymałości na ścinanie ciała stałego w czasie, pozyskanego z zestalonej płuczki bentonitowej Zmiany spójności ciała stałego w czasie, pozyskanego z zestalonej płuczki bentonitowej Porównanie parametrów wytrzymałościowych zestalonej płuczki bentonitowej z otaczającymi gruntami Rodzaj próby/gruntu Wytrzymałość na ścinanie [MPa] Spójność Cu [MPa] Płuczka + szkło wodne + Silment (po 28 dniach wiązania spoiw) 0,1701 3,84 Płuczka + szkło wodne + cement (po 28 dniach wiązania spoiw) 0,1362 2,98 Nasyp z odwodnionej płuczki i zestalonego urobku w wyrobisku 0,0513 1,01 Grunt rodzimy (iły krakowieckie) w rejonie wyrobiska 0,0510 0,97 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Próba przemysłowa zestalania płuczki bentonitowej za pomocą zestawu środków wiążących nowej generacji (Patent nr P3908024 z dnia 20.07.2012) Mechaniczne mieszanie płuczki z dodatkiem kompozycji środka wiążącego Badanie wytrzymałości na ściskanie Zestalanie płuczki bentonitowej przy użyciu kompozycji środka wiążącego 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Czas pobrania próbki po zestaleniu [dni] Wartości toksyczności filtratu oraz odcieków wodnych z osadu filtracyjnego płuczki i próbek płuczki zestalanej oznaczone przy użyciu testu Microtox Rodzaj próbki Czas pobrania próbki po zestaleniu [dni] PE (% obniżenia luminescencji) Filtrat z płuczki - 38 Odciek z osadu filtracyjnego z płuczki 17 Odciek z płuczki zestalanej za pomocą szkła wodnego i Silmentu 7 20 14 18 28 Odciek z płuczki zestalanej za pomocą szkła wodnego i cementu portlandzkiego 36 30 19 Płuczki otworowe TU Płuczka bentonitowa z otworu 390 m 3,6 Płuczka bentonitowa z otworu 700 m 8,6 Płuczka potasowo- polimerowa z otworu 1000 m 24,8 Płuczka potasowo- polimerowa z otworu 2500 m 31,5 Płuczka glikolowo-potasowa z otworu 4300 m 58,8 Płuczka glikolowo-potasowa z otworu 4600 m 62,6 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

Wnioski Przeprowadzenie analiz wymywalności substancji niebezpiecznych, testów toksykologicznych oraz badań wytrzymałościowych odpadów uzyskanych w wyniku procesu unieszkodliwiania zużytych płuczek wiertniczych, umożliwia wybór optymalnych metod zagospodarowania (rekultywacja wyrobisk powierzchniowych i zapadlisk, wypełnianie wyrobisk podziemnych, wykorzystanie jako materiałów podsadzkowych do budowy dróg, itp.,) spełniających wymogi prawne w zakresie odzysku odpadów poza instalacjami. Proces zestalania zużytych płuczek wiertniczych może stanowić jeden ze sposobów zagospodarowania odpadów płynnych otrzymywanych w czasie prowadzonych prac wiertniczych. 2013-10-08, POZNAŃ FORUM CZYSTEJ ENERGII

FORUM CZYSTEJ ENERGII 8 Października 2013, POZNAŃ Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków Autor 1 zdjęcie Autor 2 zdjęcie DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ ! prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu, dr inż. Piotr Manczarski – Politechnika Warszawska