Książka w serii "Rozprawy Monografie" nr 381
W dobie transformacji energetycznej oraz rosnących wymagań Unii Europejskiej dotyczących ochrony środowiska, sektor wydobywczy staje przed nowymi wyzwaniami. Polska, dążąc do ograniczenia wykorzystania paliw stałych i zwiększenia udziału gazu ziemnego oraz wód termalnych w bilansie energetycznym, intensyfikuje prace poszukiwawcze i wydobywcze. Proces ten, choć niezbędny dla bezpieczeństwa energetycznego kraju, wiąże się z powstawaniem znacznych ilości odpadów wiertniczych – płuczek i zwiercin skalnych – których właściwe zagospodarowanie ma kluczowe znaczenie dla ochrony środowiska.
Monografia stanowi interdyscyplinarne opracowanie poświęcone temu aktualnemu i złożonemu problemowi. Autorka prezentuje najnowsze rozwiązania technologiczne oraz uwarunkowania prawne dotyczące gospodarki odpadami wiertniczymi w Polsce i Unii Europejskiej. Łączy wiedzę z zakresu inżynierii wiertniczej, chemii, ochrony środowiska oraz prawa, tworząc spójną całość pokazującą możliwości wdrożenia zasad gospodarki o obiegu zamkniętym w praktyce przemysłowej. Na szczególną uwagę zasługują wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych na odpadach wiertniczych pochodzących z różnych regionów geologicznych Polski – Niżu Polskiego, Karpat i zapadliska przedkarpackiego – oraz z rejonu norweskiego szelfu kontynentalnego. Zastosowane metody analityczne, takie jak dyfraktometria rentgenowska (XRD), spektroskopia w podczerwieni (FTIR), mikroskopia elektronowa (SEM) czy analiza ICP-OES, pozwoliły na dokładne scharakteryzowanie składu i właściwości tych odpadów. Ważnym elementem książki jest przedstawienie innowacyjnych, proekologicznych receptur płuczek wiertniczych opartych na biopolimerach, w tym pochodnych chitozanu. Opracowane kompozycje pozwalają znacząco ograniczyć ilość substancji szkodliwych przy jednoczesnym zachowaniu korzystnych parametrów reologicznych, stabilności i odporności termicznej. Takie podejście nie tylko zmniejsza ryzyko środowiskowe, ale także umożliwia redukcję kosztów utylizacji odpadów dzięki ich recyklingowi i ponownemu wykorzystaniu surowców.
Autorka dowodzi, że zrównoważony rozwój w sektorze wiertniczym może być osiągnięty dzięki innowacjom technologicznym, odpowiedzialnemu projektowaniu procesów i racjonalnemu zarządzaniu materiałami. Adresowana do inżynierów, specjalistów z branży wydobywczej, naukowców, studentów kierunków technicznych oraz osób zajmujących się ochroną środowiska, monografia stanowi cenne źródło wiedzy i inspirację do wdrażania zasad gospodarki o obiegu zamkniętym w praktyce przemysłowej.
- Contents
-
Streszczenie 7
Summary 9
Wykaz najczęściej używanych skrótów i akronimów 11
1. Wprowadzenie 15
1.1. Wstęp 15
1.2. Uzasadnienie podjęcia badań 19
1.3. Cel i zakres badań 21
2. Aspekty prawne dotyczące gospodarki odpadami wiertniczymi 25
2.1. Kryteria klasyfikacji odpadów wydobywczych 26
2.2. Zasady gospodarowania odpadami 29
2.3. Program gospodarowania odpadami wydobywczymi 35
2.4. Obiekty unieszkodliwiania odpadów wydobywczych 44
2.5. Podziemne składowiska odpadów 47
3. Klasyfikacja i skład płuczek wiertniczych 52
3.1. Płuczki na bazie wodnej 54
3.2. Płuczki na bazie olejowej 65
4. Charakterystyka materiału badawczego i metodyki badawczej 90
4.1. Charakterystyka właściwości odpadów płuczkowych i zwiercin 90
4.2. Metodyka badawcza określania właściwości odpadów wiertniczych 101
4.2.1. Metody badań parametrów technologicznych i wybranych właściwości fizykochemicznych 101
4.2.2. Instrumentalne metody analizy chemicznej 103
4.2.3. Metody badań koncentracji związków węglowodorowych 104
4.2.4. Metody analizy mineralogiczno-fazowej 105
4.2.5. Metody analizy mikrostruktury 106
4.2.6. Metody badań termograwimetrycznych 106
4.2.7. Metody badań wielkości cząstek fazy stałej 106
5. Analiza technologicznych, fizykochemicznych, strukturalno-fazowych oraz mikrostrukturalnych właściwości odpadów wiertniczych 110
5.1. Wyniki badań parametrów technologicznych i właściwości fizykochemicznych odpadów po wierceniu z użyciem płuczek na bazie wodnej 110
5.2. Wyniki badań parametrów technologicznych oraz właściwości fizykochemicznych odpadów po wierceniu z użyciem płuczek na bazie olejowej 127
5.3. Wyniki badań składu mineralogiczno-fazowego odpadów wiertniczych 136
5.4. Wyniki badań mikrostruktury odpadów wiertniczych 144
5.5. Wyniki badań zmian wielkości cząstek w układach zdyspergowanych w funkcji temperatury 144
6. Płuczki wiertnicze o zmodyfikowanym składzie i ograniczonym wpływie na środowisko naturalne 151
6.1. Biopolimery jako przyjazne dla środowiska perspektywiczne składniki płuczek wiertniczych 154
6.2. Materiał badawczy i metodyka badawcza 156
6.3. Wyniki badań właściwości technologicznych płuczek wiertniczych 160
7. Minimalizacja ilości odpadów wiertniczych jako strategia zrównoważonego rozwoju 183
7.1. Systemy ograniczające rozlewy płuczki podczas wierceń 184
7.2. Rekomendacje w zakresie systemu kontroli fazy stałej, oczyszczania płuczki i odpadów wiertniczych 186
8. Badania laboratoryjne nad możliwością wykorzystania fazy stałej po procesie desorpcji termicznej jako dodatku do mieszanin wiążących na bazie cementów 214
8.1. Charakterystyka materiału badawczego i metodyki badawczej 214
8.2. Wyniki badań i ich interpretacja 217
9. Podsumowanie i wnioski 227
