Spis oznaczeń  7
1. Wstęp  13
Stanisław Nagy
2. Przepływ gazu ziemnego w skałach niekonwencjonalnych  14
Stanisław Nagy, Rafał Smulski, Jakub Siemek
2.1. Mechanizmy przepływu w skałach niekonwencjonalnych 14
2.1.1. Przepływ w szczelinach sztucznych i naturalnych  16
2.1.2. Przepływ w makro- i mezoporach według równań Darcy’ego i Forchheimera  17
2.1.3. Przepływ w mikroporach i ultramikroporach (nanoporach)  18
2.1.4. Przepływ gazu z poślizgiem w ośrodku porowatym. Liczba Knudsena  18
2.1.5. Przepływ z poślizgiem. Efekt Klinkenberga  20
2.2. Przepływ dyfuzyjny  25
2.2.1. Dyfuzja molekularna  25
2.2.2. Proces dyfuzji w warunkach złożowych  28
2.2.3. Dyfuzja Knudsena  30
2.2.4. Dyfuzja powierzchniowa  32
2.2.5. Dyfuzja przejściowa  32
2.3. Rzeczywisty wpływ dyfuzji na proces transportu gazu  34
Podsumowanie  35
Literatura  36
3. Badania składu gazu ziemnego w warunkach in situ układów gazowych jednofazowych z wykorzystaniem spektrometrii ramanowskiej  40
Szymon Kuczyński, Karol Dąbrowski, Tomasz Włodek, Jan Barbacki, Rafał Smulski, Stanisław Nagy
3.1. Wprowadzenie  40
3.2. Zjawisko rozproszenia Ramana  41 
3.3. Budowa laboratoryjnego stanowiska badawczego do pomiarów w warunkach wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury  42
3.4. Metodyka pomiarów składu mieszanin węglowodorów  43
3.4.1. Program do interpretacji wyników pomiarów spektrometrycznych  45
3.4.2. Algorytm wyznaczający skład mieszaniny gazowej  46
3.4.3. Prezentacja danych pomiarowych  49
3.4.4. Dopasowanie funkcji modelowej  49
3.4.5. Wpływ ciśnienia na intensywność sygnału oraz pozycję pików charakterystycznych  50
3.4.6. Wpływ temperatury na intensywność sygnału oraz pozycję pików charakterystycznych  54
3.4.7. Analiza składu gazu w warunkach laboratoryjnych  57
3.4.8. Baza danych referencyjnych widm ramanowskich  60
3.4.9. Wyniki analiz składu gazu wraz z niepewnością pomiaru  61
3.4.10. Określenie granic wykrywalności sygnału na podstawie analizy spektrometrycznej  63
Podsumowanie  65
Literatura  65
4. Badania spektrometryczne składu gazu ziemnego w warunkach in situ  69
Szymon Kuczyński, Karol Dąbrowski, Tomasz Włodek, Jan Barbacki, Rafał Smulski, Stanisław Nagy, Krzysztof Polański
4.1. Budowa systemu pomiarowego do badania składu gazu z wykorzystaniem spektrometru polowego 785  69
4.2. Badania polowe (detekcji oraz analizy jakościowej i ilościowej gazu ziemnego) w kopalni gazu ziemnego Wysin-3H (listopad 2016)  69
4.3. Badania polowe składu gazu w otworze eksploatacyjnym (in situ)  73
Podsumowanie  78
Literatura  79
5. Badania struktury łupków ze złóż niekonwencjonalnych na potrzeby analizy oddziaływania skał i płynów szczelinujących  80
Tomasz Wejrzanowski, Łukasz Kaczmarek, Michał Maksimczuk, Jakub Skibiński
5.1. Wprowadzenie  80
5.2. Materiał badawczy  81
5.3. Metodologia badań struktury skał łupkowych  82 
5.4. Badania SEM w zakresie rozpoznawania powierzchni łupków  84
5.5. Badania mikrotomografii (XμCT) w zakresie rozpoznawania struktury wewnętrznej przestrzeni porowej  85
5.6. Wstępne badania porowatości za pomocą porozymetrii rtęciowej  86
5.7. Pomiary prędkości fal ultradźwiękowych  87
5.8. Badania laboratoryjne oddziaływania analizowanych próbek łupków i wybranych płynów  89
5.9. Uproszczony model zasięgu oddziaływania płynu szczelinującego  89
5.10. Wyniki badań powierzchni z wykorzystaniem SEM  90
5.11. Wyniki badań za pomocą XμCT  91
5.12. Wyniki badań z wykorzystaniem porozymetrii rtęciowej  95
5.13. Wyniki pomiarów prędkości fal ultradźwiękowych  96
5.14. Wyniki badań laboratoryjnych oddziaływania analizowanych łupków z wybranymi płynami  98
5.15. Wstępne wyniki analizy numerycznej rozwarcia szczeliny podczas szczelinowania hydraulicznego  101
Podsumowanie  103
Literatura  104
6. Modelowanie eksploatacji złóż gazu niekonwencjonalnego z wykorzystaniem symulatora numerycznego  107
Wiesław Szott, Piotr Łętkowski
6.1. Wprowadzenie  107
6.2. Optymalizacja rojem cząstek  109
6.3. Lot Lévy’ego  110
6.4. Próbkowanie hipersześcianu łacińskiego  111
6.5. Funkcja powierzchni odpowiedzi  112
6.6. Algorytm hybrydowy  115
6.7. Testy zbieżności algorytmu  117
6.8. Konstrukcja i weryfikacja dynamicznego modelu polskich formacji łupkowych – struktura I  120
Podsumowanie  126
Literatura  127
7. Modele zastępcze wykorzystujące sztuczną inteligencję do sporządzania prognozy wydobycia gazu ze złóż łupkowych  129
Łukasz Klimkowski, Stanisław Nagy, Jakub Siemek
7.1. Sztuczna inteligencja w modelowaniu i symulacji złóż  129
7.2. Model alternatywny  133 
7.3. Optymalizacja bazy danych  134
7.3.1. Próbkowanie Latin hypercube  135
7.3.2. Algorytm genetyczny  136
7.4. Baza danych i struktura sztucznej sieci neuronowej  137
7.5. Przykład weryfikacji poprawności modelu na podstawie danych z otworu Barnett-6  142
Podsumowanie  144
Literatura  145
8. Wykorzystanie krzywych spadku wydajności gazu w projektowaniu procesu eksploatacji i szacowaniu zasobów wydobywalnych  147
Jakub Siemek, Stanisław Nagy
8.1. Wprowadzenie  147
8.2. Model hiperboliczny  149
8.3. Sens fizyczny hiperbolicznej krzywej spadku wydajności dla złóż niekonwencjonalnych  151
8.4. Model Duonga  154
8.4.1. Analiza pojedynczego odwiertu według modelu Duonga  155
8.4.2. Prognozowanie eksploatacji grupy odwiertów metodą Duonga  156
8.5. Model rozciągniętej funkcji wykładniczej (SEDM)  158
8.6. Rekomendacje w odniesieniu do krzywych spadku wydajności  161
Wnioski  162
Literatura  163
9. Wyznaczanie zasobów wydobywalnych na podstawie modeli zastępczych według algorytmu AGH  166
Stanisław Nagy, Jan Barbacki, Łukasz Klimkowski, Jakub Siemek
9.1. Oszacowanie zasobów gazu w strefie drenażu odwiertu  166
9.2. Aplikacja AIM do wyznaczania zasobów wydobywalnych  171
Wnioski  173
Literatura 174