prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu,

1. FORUM CZYSTEJ ENERGII8 Października 2013, POZNAŃZagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu, dr inż. Piotr Manczarski – Politechnika Warszawska

2. AGENDA FORUM CZYSTEJ ENERGII

3. AGENDA FORUM CZYSTEJ ENERGII

4. Struktura prezentacji • Optymalizacji metod zagospodarowania odpadów powiertniczych - WP5 • Zagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków • Wnioski FORUM CZYSTEJ ENERGII

5. 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.). FORUM CZYSTEJ ENERGII

6. 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. oczyszczona płuczka zwierciny • 1mb odwierconego otworu generuje ok 0,6 m3 odpadów wiertniczych ok. 60 – 80 %, odpady płynne (zużyte płuczki wiertnicze) odpady stałe w postaci zwiercin FORUM CZYSTEJ ENERGII

7. 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. FORUM CZYSTEJ ENERGII

8. 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 FORUM CZYSTEJ ENERGII

9. 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 FORUM CZYSTEJ ENERGII

10. 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 FORUM CZYSTEJ ENERGII

11. Analizy chemiczne glikolowo-potasowej płuczki otworowej, skoagulowanej i zestalonej FORUM CZYSTEJ ENERGII

12. Analizy chemiczne bentonitowej płuczki otworowej, skoagulowanej i zestalonej FORUM CZYSTEJ ENERGII

13. 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 FORUM CZYSTEJ ENERGII

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

15. Wartości toksyczności filtratu oraz odcieków wodnych z osadu filtracyjnego płuczki i próbek płuczki zestalanej oznaczone przy użyciu testu Microtox FORUM CZYSTEJ ENERGII

16. 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. FORUM CZYSTEJ ENERGII

17. Autor 1 zdjęcie Autor 2 zdjęcie DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ ! FORUM CZYSTEJ ENERGII8 Października 2013, POZNAŃZagospodarowanie odpadów z procesu badania i wydobycia gazu z łupków prof. dr hab. Teresa Steliga, Instytut Nafty i Gazu, dr inż. Piotr Manczarski – Politechnika Warszawska