Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fundamentals of unconventional gas
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
WGGO-1-510-s
Wydział:
Wiertnictwa, Nafty i Gazu
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Geoinżynieria i Górnictwo Otworowe
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Nagy Stanisław (stanislaw.nagy@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The course covers methods and workflows for identifying, characterizing, and developing shale gas reservoirs. Instruction includes examples that deliver important key elements for understanding the exploration, appraisal, and location of sweet spots. The teaching program covers lectures: definition of unconventional gas reservoirs (tight, shale, CBM, hydrates); fundamentals of the geology of unconventional reservoirs; fundamentals of rock mechanics; physics and reservoir engineering;

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 A student should have knowledge and understanding: geological phenomena and processes for solving fundamental problems in drilling engineering and oil and gas engineering. He should have knowledge about the principles and methods of estimating the reserves of unconventional gas fields and productivity of wells; the student should know the principles of fracturing process; the student should know the principles of environmental protection during whole gas extraction process from unconventional reservoirs GGO1A_W01 Aktywność na zajęciach
M_W002 He knows and understood PHYSICS AND RESERVOIR ENGINEERING (The main petrophysical parameters of reservoirs. A mathematical model of fluid filtration in porous and fractured porous media. The equation for the flow of low compressible fluid and compressible fluid into the borehole. The gas flow in the shale rock through nanopore network connected with micropores (fractures). Gas desorption and diffusion phenomena in kerogen to the contact surface with nanoporous. Flow in micropores and pores. Flow in the nanopore, diffusion on the nanopores walls and molecular flow) GGO1A_W02
M_W003 A Student should have knowledge about physics and reservoir engineering GGO1A_W01, GGO1A_W05, GGO1A_W02 Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 After completing the course the student should: have knowledge of geological phenomena and processes for solving fundamental problems in drilling engineering and oil and gas engineering; know the principles and methods of estimating the reserves of unconventional gas fields and productivity of wells;know the principles of fracturing process; know the principles of environmental protection during whole gas extraction process from unconventional reservoirs GGO1A_U01 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 0 0 15 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 A student should have knowledge and understanding: geological phenomena and processes for solving fundamental problems in drilling engineering and oil and gas engineering. He should have knowledge about the principles and methods of estimating the reserves of unconventional gas fields and productivity of wells; the student should know the principles of fracturing process; the student should know the principles of environmental protection during whole gas extraction process from unconventional reservoirs + - - + - - - - - - -
M_W002 He knows and understood PHYSICS AND RESERVOIR ENGINEERING (The main petrophysical parameters of reservoirs. A mathematical model of fluid filtration in porous and fractured porous media. The equation for the flow of low compressible fluid and compressible fluid into the borehole. The gas flow in the shale rock through nanopore network connected with micropores (fractures). Gas desorption and diffusion phenomena in kerogen to the contact surface with nanoporous. Flow in micropores and pores. Flow in the nanopore, diffusion on the nanopores walls and molecular flow) + - - - - - - - - - -
M_W003 A Student should have knowledge about physics and reservoir engineering + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 After completing the course the student should: have knowledge of geological phenomena and processes for solving fundamental problems in drilling engineering and oil and gas engineering; know the principles and methods of estimating the reserves of unconventional gas fields and productivity of wells;know the principles of fracturing process; know the principles of environmental protection during whole gas extraction process from unconventional reservoirs - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 3 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
Fundamentals of unconventional gas reservoirs

Following topics are discussed during lectures: definition of unconventional gas reservoirs (tight, shale, CBM, hydrates) ; fundamentals of geology of unconventional oil and gas reservoirs; fundamentals of geophysical research of unconventional reservoirs; physics and reservoir engineering; elements of PVT properties of reservoir fluids; fundamentals of rock mechanics and fundamentals of fracturing; elements of drilling technologies in unconventional reservoirs; monitoring and environmental protection in gas extraction; extraction gas technology & forecasting of gas production; economics of drilling and exploitation process; formal preparation of investment, surface management and logistics.

Ćwiczenia projektowe (15h):
PROJECT of MANAGEMENT OF EXPLORATION & MANAGEMENT OF GAS RESERVOIR

Integrated project of gas production from unconventional resources. Simplified geology and drilling project. Reservoir properties and DCA analysis. Cost estimating methods for license management. Economic analysis of gas production from the pilot projects. Evaluation of the possibility of reducing the capital cost (drilling, servicing, surface installation) and operational costs. Sensitivity analysis of NPV, EMV to changes in the medium and long term forecast of gas sales. Risks related to the unconventional gas project economics.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation in lectures and preparation of the project

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

The arithmetic means of the completion of projects and theoretical test based on the knowledge delivered during lectures and using recommended literature.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

during consultation time (max. 3 absences) or repetition of the subject

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

mathematics, thermodynamics, reservoir engineering, fluid mechanics, mechanics

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Hudson J., Civan F., Michel-Villazon G., Devagowda D., Sigal R., 2012, Modeling Multiple-Porosity transport in gas-bearing shale formations, SPE 153535

Rubin B., 2010, Accurate simulation of non-Darcy flow in stimulated fractured shale reser-voirs, SPE 1

Aguilera, R., 2006, Sandstone vs. Carbonate Petroleum Reservoirs: A Global Perspective on Porosity-Depth and Porosity-Permeability Relationships: Discussion, AAPG Bulletin, v. 90, no. 5, pp. 807–810.

Aguilera R.F., Harding T., Krause F., Aguilera R. (2008), Natural Gas Production from Tight Gas Formations: A Global Perspective. 19th World Petroleum Congress, Madrid, 29.06–3.07.

Aguilera R. (2010), Flow Units: From Conventional to Tight Gas to Shale Gas Reservoirs, Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/132845-MS

Akkutlu I.Y., Fathi E. (2012), Multiscale gas transport in shales with local kerogen het-erogenity. SPE 17, s. 1002–1011.

Amann-Hildenbrand A. i in. (2015), Gas Transfer Through Clay Barriers, rozdz. 7 w: Devel-opments in Clay Science, vol. 6, s. 227–267.

Amann-Hildenbrand A., Ghanizadeh A., Krooss B.H. (2012), Transport properties of unconventional gas systems. Marine and Petroleum Geology, vol. 31, Issue 1, s. 90–99.

Ambrose R.J., Hartman R.C. i in. (2010), New Pore-scale Considerations for Shale Gas in Place Calculations. SPE Unconventional Gas Conference, Pittsburgh, Pennsylvania, USA, Society of Petroleum Engineers.

Ambrose R.J., Hartman R.C. i in. (2012), Shale Gas-in-Place Calculations. Part I: New Pore-Scale Considerations. SPE Journal, 17(1), s. 219–229.

Amaefule J.O. et al., 1993, Enhanced Reservoir Description: Using Core and Log Data to Identify Hydraulic (Flow) Units and Predict Permeability in Uncored Intervals/Wells, SPE 26436

Beliveau D. (1993), Honey, I Shrunk the Pores. Journal of Canadian Petroleum Technology, 32 (8).

Fathi E., Akkutlu I.Y. (2008), Counter-Diffusion and Competitive Adsorption Effects During CO2 Injection and Coalbed Methane Production. SPE Annual Technical Conference and Ex-hibition. Denver, Colorado, USA, Society of Petroleum Engineers.

Fathi E., Akkutlu I.Y. (2009), Nonlinear Sorption Kinetics and Surface Diffusion Effects on Gas Transport in Low-permeability Formations. SPE Annual Technical Conference and Ex-hibition, New Orleans, Louisiana, Society of Petroleum Engineers.

Fathi E., Tinni A., Akkutlu I.Y. (2012), Correction to Klinkenberg Slip Theory for Gas Flow in Nano-Capillaries. International Journal of Coal Geology, 103, s. 51–59. http://dx.doi.org/10.1016/j.coal.2012.06.008.

Firoozabadi A. (1999), Thermodynamics of hydrocarbon reservoirs. McGraw-Hill.

Florence F.A., Rushing J.A., Newsham K.E., Blasingame T.A. (2007), Improved permeabil-ity relations for low-permeability sands. SPE 107954, presented at the SPE Rocky Mountain Oil & Gas Technology Symposium.

Heller R., Vermylen J., Zoback M. (2014), Experimental investigation of matrix permeabil-ity of gas shales. AAPG Bulletin, 98, s. 975–995.

Javadpour F., Fisher D., Unsworth M. (2007), Nanoscale gas flow in shale sediments. Jour-nal of Canadian Petroleum Technology, vol. 46, s. 55–61.

Javadpour F. (2009), Nanopores and Apparent Permeability of Gas Flow in Mudrocks (Shales and Siltstone). Journal of Canadian Petroleum Technology, 48(8), s. 16–21.

Ma Y.Z., Holditch S. (Eds.) (2015), Unconventional Oil and Gas Resources Handbook: Evaluation and Development. Elsevier.

Nagy S., (2002), Capillary adsorption effects in gas condensate systems in tight rocks – Ar-chives of Mining Sciences.

Nagy S., Siemek J. (2011), Shale gas in Europe: the state of the technology – challenges and opportunities. Archives of Mining Sciences [Archiwum Górnictwa], vol. 56, nr 4, s. 727–760.

Peng S. i in. (2012), Diffusivity of rocks: Gas diffusion measurements and correlation to porosity and pore size distribution. Water Resources Research, vol. 48, W02507, 9 s.

Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. (2001), The properties of gases and liquids. McGraw-Hill, New York.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Nagy ., J. Siemek, Estimation of natural-gas consumption in Poland based on the logistic-curve interpretation – Applied Energy 2003 vol. 75iss.1

2. Nagy, S, J Siemek, Shale gas in Europe: the state of the technology-challenges and opportunities, Archives of Mining Sciences 56, 727-760

3. Siemek J., S Nagy, Energy Carriers Use in the World: Natural Gas–Conventional and Unconventional Gas Resources, Archives of Mining Sciences 57 (2), 283-312

4. Siemek J, S Nagy, Estimation of uncertainties in gas—condensate systems reserves by Monte Carlo
simulation, Acta Montanistica Slovaca 9 (3), 289-293

5. Nagy S, Capillary adsorption effects in gas condensate systems in tight rocks, Archives of Mining Sciences 47 (2), 205-253

6. Nagy S,, J Siemek, Confined phase envelope of gas-condensate systems in shale rocks, Archives of Mining Sciences 59 (4), 1005-1022

7.Klimkowski Ł., Nagy S., 2014, Symulacja numeryczna wydobycia gazu ze stymulowanej objętości złoża łupkowego, Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Geope-trol 2014, “Poszukiwania i eksploatacja złóż ropy naftowej i gazu ziemnego – nowe technologie, nowe wyzwania”, September 15–18, 2014 Zakopane, p. 777-781
Klimkowski L., Nagy S. (2014), Key Factors in Shale Gas Simulation. Archives of Mining Sciences, vol. 59, No. 4, s. 987–1004.
J.Siemek, S.Nagy, P.Siemek: Challenges for Sustainable Development: The Case of Shale Gas Exploitation in Poland, Problemy Ekorozwoju – Problems of Sustainable Development, 2013, Vol. 8, No. 1, 91-104

Informacje dodatkowe:

Contact by the student leader group or contact during consultation time.