Check out the latest issue of "Nafta-Gaz (Oil-Gas) journal / Zapraszamy do ostatniego wydania naszego czasopisma "Nafta-Gaz"

✅ 𝗟𝗶𝘁𝗵𝗼𝗳𝗮𝗰𝗶𝗲𝘀-𝗯𝗮𝘀𝗲𝗱 𝗽𝗮𝗹𝗲𝗼𝗲𝗻𝘃𝗶𝗿𝗼𝗻𝗺𝗲𝗻𝘁𝗮𝗹 𝗮𝗻𝗮𝗹𝘆𝘀𝗲𝘀 𝗮𝗻𝗱 𝗴𝗲𝗼𝗰𝗵𝗲𝗺𝗶𝘀𝘁𝗿𝘆 𝘁𝗵𝗲 𝗼𝗳 𝘁𝗵𝗲 𝗟𝘂𝗺𝘀𝗵𝗶𝘄𝗮𝗹 𝗙𝗼𝗿𝗺𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻, 𝗦𝘂𝗿𝗴𝗵𝗮𝗿 𝗥𝗮𝗻𝗴𝗲, 𝗣𝗮𝗸𝗶𝘀𝘁𝗮𝗻
𝘈𝘯𝘢𝘭𝘪𝘻𝘺 𝘱𝘢𝘭𝘦𝘰𝘴́𝘳𝘰𝘥𝘰𝘸𝘪𝘴𝘬𝘰𝘸𝘦 𝘪 𝘨𝘦𝘰𝘤𝘩𝘦𝘮𝘪𝘢 𝘭𝘪𝘵𝘰𝘧𝘢𝘤𝘫𝘪 𝘧𝘰𝘳𝘮𝘢𝘤𝘫𝘪 𝘓𝘶𝘮𝘴𝘩𝘪𝘸𝘢𝘭, 𝘱𝘢𝘴𝘮𝘰 𝘚𝘶𝘳𝘨𝘩𝘢𝘳, 𝘗𝘢𝘬𝘪𝘴𝘵𝘢𝘯
DOI: 10.18668/NG.2025.08.01

Authors: Iftikhar Alam1, Nazir-ur-Rehman2, Shuja Ullah3,*, Afrasiab2, Sarfraz Khan3, Nasim Javid2, Khalid Khan4
1 Pᴀᴋɪsᴛᴀɴ Aᴛᴏᴍɪᴄ Eɴᴇʀɢʏ Cᴏᴍᴍɪssɪᴏɴ, REO 2 Kʜᴜsʜᴀʟ Kʜᴀɴ Kʜᴀᴛᴛᴀᴋ Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ, Pᴀᴋɪsᴛᴀɴ 3 Nᴀᴛɪᴏɴᴀʟ Cᴇɴᴛʀᴇ ᴏꜰ Exᴄᴇʟʟᴇɴᴄᴇ ɪɴ Gᴇᴏʟᴏɢʏ, Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ ᴏꜰ Pᴇsʜᴀᴡᴀʀ, Pᴀᴋɪsᴛᴀɴ 4 Gᴇᴏʟᴏɢɪᴄᴀʟ Sᴜʀᴠᴇʏ ᴏꜰ Pᴀᴋɪsᴛᴀɴ

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: Rock samples from the Lumshiwal Formation exposed in Pannu Nala and Karandi Nala were collected near the Malla Khel area in the Surghar Range to analyze its depositional paleoenvironment, geochemistry, lithofacies, and reservoir potential. The lower contact of the Lumshiwal Formation with the Chichali Formation is transitional, and it is unconformably overlain by the Paleocene Hangu Forma-tion. The thickness of the formation at the study area is 190 m. Field investigations suggest that the formation thins eastward along the EW transect of the Surghar Range. The formation is composed mostly of fine- to medium-grained sandstone, although a few sections exhibit medium- to coarse-grained textures, and it is almost devoid of fossils. Belemnite fossils were observed in the lowermost layers of the forma-tion. Sandstones within the Lumshiwal Formation are categorized as subarkose to arkosic arenite based on their modal composition, with some samples classified as lithic arkose. Based on the lithofacies and geochemical (XRD) analyses, the depositional environment of the Lumshiwal Formation is interpreted as transitional, ranging from deltaic to shallow marine. Furthermore, the formation exhibits economically significant enrichment in carbonaceous material, with coal seams observed at multiple intervals.
Key words: #Lumshiwal Formation, #Surghar Range, #depositional #modeling, #lithofacies #analysis, #geochemical analysis

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Próbki skał z formacji Lumshiwal, odsłoniętej w rejonach Pannu Nala i Karandi Nala, zostały pobrane w rejonie Malla Khel w paśmie Surghar w celu przeprowadzenia analizy paleośrodowiska sedymentacji, geochemii, litofacji oraz potencjału zbiornikowego. Dolna granica formacji Lumshiwal z formacją Chichali ma charakter przejściowy, a od góry przykrywa ją paleoceńska formacja Hangu. Miąższość formacji w badanym rejonie wynosi 190 m. Badania terenowe wskazują na zmniejszanie się miąższości formacji w kierunku wschodnim wzdłuż osi wschód-zachód pasma Surghar. Formacja zbudowana jest głównie z drobno- do średnioziarnistych piaskowców, choć w niektórych profilach występują również piaskowce średnio- i gruboziarniste. Jest ona niemal całkowicie pozbawiona skamieniałości – jedynie w najniższych warstwach formacji występują skamieniałości belemnitów. Piaskowce formacji Lumshiwal, na podstawie ich składu modalnego, sklasyfikowano jako subarkozowe do arenitów arkozowych, przy czym niektóre próbki zaklasyfikowano jako arkozowo-lityczne. Na podstawie analiz litofacjalnych i geochemicznych (XRD) paleośrodowisko sedymentacji formacji Lumshiwal określa się jako przejściowe, od deltowego po płytkomorskie. Ponadto, formacja wykazuje istotne ekonomicznie wzbogacenie w materiał węglonośny, z warstwami węgla występującymi w wielu poziomach.
Słowa kluczowe: #formacja Lumshiwal, pasmo #Surghar, #modelowanie #depozycji, #analiza #litofacji, analiza #geochemiczna.

✅ 𝙈𝙤𝙯̇𝙡𝙞𝙬𝙤𝙨́𝙘𝙞 𝙧𝙤𝙯𝙗𝙪𝙙𝙤𝙬𝙮 𝙋𝙈𝙂 𝙯 𝙬𝙮𝙠𝙤𝙧𝙯𝙮𝙨𝙩𝙖𝙣𝙞𝙚𝙢 𝙙𝙤𝙙𝙖𝙩𝙠𝙤𝙬𝙮𝙘𝙝 𝙝𝙤𝙧𝙮𝙯𝙤𝙣𝙩𝙤́𝙬
𝘗𝘰𝘴𝘴𝘪𝘣𝘪𝘭𝘪𝘵𝘪𝘦𝘴 𝘰𝘧 𝘦𝘹𝘱𝘢𝘯𝘥𝘪𝘯𝘨 𝘵𝘩𝘦 𝘜𝘎𝘚 𝘶𝘴𝘪𝘯𝘨 𝘢𝘥𝘥𝘪𝘵𝘪𝘰𝘯𝘢𝘭 𝘩𝘰𝘳𝘪𝘻𝘰𝘯𝘴
DOI: 10.18668/NG.2025.08.02

Authors: Agnieszka Moska, Mariusz Miziołek, Bogdan Filar, Tadeusz Kwilosz
Iɴsᴛʏᴛᴜᴛ Nᴀꜰᴛʏ ɪ Gᴀᴢᴜ – Pᴀɴ́sᴛᴡᴏᴡʏ Iɴsᴛʏᴛᴜᴛ Bᴀᴅᴀᴡᴄᴢʏ

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Podziemne magazyny gazu (PMG) należą do jednych z głównych elementów systemu gazowniczego. Do ich podstawowych zadań należą m.in. zaspokajanie skokowego zapotrzebowania na gaz w sezonie zimowym oraz pełnienie roli rezerw strategicznych. W Polsce działa obecnie siedem podziemnych magazynów gazu wysokometanowego. Dwa z nich zostały utworzone w kawernach solnych, a pozostałe w częściowo wyeksploatowanych złożach gazu. Sumaryczna pojemność czynna działających w Polsce magazynów wynosi aktualnie 3,326 mld m³ (stan na dzień 31.03.2025 r.), co jest wielkością niewystarczającą na tle średniej pojemności PMG w Unii Europejskiej. W artykule został przedstawiony projekt koncepcji rozbudowy pojemności czynnej teoretycznego podziemnego magazynu gazu z wykorzystaniem dodatkowego horyzontu. Wstępnego projektu rozbudowy dokonano z założeniem, że zatłaczanie i odbiór gazu z dodatkowego poziomu będą się odbywały z wykorzystaniem stacji sprężania gazu obsługującej przykładowy magazyn oraz że do eksploatacji nowej części magazynu włączone zostaną istniejące odwierty. Górne ciśnienie pracy projektowanego podziemnego magazynu gazu będzie równe ciśnieniu pracy przykładowego PMG. Pojemność całkowita dodatkowego horyzontu magazynowego, obliczona dla górnego ciśnienia magazynowania, będzie równa 280 mln m³*. Z tego pojemność czynna i buforowa PMG wyniosą po 140 mln m³. W pracy zawarto obliczenia wydajności absolutnej odwiertów, która będzie się zmieniać w przedziale 65–420 m³/min. Na tej podstawie sporządzono charakterystykę wydajności średniego odwiertu, która dla określonego zakresu ciśnień zmienia się w przedziale 110–160 m³/min. Te dane posłużyły z kolei do określenia liczby odwiertów koniecznych do eksploatacji magazynu wytworzonego w nowym horyzoncie. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że zakładaną pojemność czynną 140 mln m3 będzie można wyeksploatować w czasie 120 dni przy włączeniu do eksploatacji 6 odwiertów.
Słowa kluczowe: #podziemne #magazyny #gazu, #PMG, pojemność czynna.

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: Underground gas storage (UGS) facilities are one of the main elements of the gas supply system. Their primary functions are to meet sudden increases in gas demand during the winter season and to serve as strategic reserves. Currently, Poland operates seven high-methane UGS facilities. Two are located in salt caverns, while the other five are developed in depleted gas reservoirs. As of 31 March 2025, the total active storage capacity of these facilities in Poland is 3.326 billion m³, which remains insufficient compared to the average UGS capacity in the European Union. This article presents a conceptual design for increasing the active capacity of a theoretical UGS facility by incorporating an additional storage horizon. The proposed expansion assumes that gas injection and withdrawal from the new horizon will use the existing gas compression station at the reference facility, and that existing wells will be adapted for operation within the new storage section. The upper operating pressure of the planned facility is assumed to match that of the reference UGS. The total capacity of the addi-tional storage horizon, calculated at the upper storage pressure, is estimated at 280 million m³*. Active and buffer capacities are each as-sumed to be 140 million m³. The study includes calculations of the absolute deliverability of the wells, ranging from 65 to 420 m3/min. Based on these values, an average well deliverability profile was developed, showing deliverability between 110 and 160 m³/min across the defined pressure range. These data were used to determine the number of wells required to operate the storage facility created in the additional horizon. The calculations indicate that the planned active capacity of 140 million m3 could be depleted within 120 days with six wells in operation.
Key words: #underground #gas #storage, #UGS, active capacity.

✅ 𝐃𝐞𝐯𝐞𝐥𝐨𝐩𝐦𝐞𝐧𝐭 𝐨𝐟 𝐭𝐡𝐞 𝐨𝐩𝐭𝐢𝐦𝐚𝐥 𝐝𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧 𝐨𝐩𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐟𝐨𝐫 𝐫𝐞𝐝𝐮𝐜𝐢𝐧𝐠 𝐞𝐧𝐞𝐫𝐠𝐲 𝐥𝐨𝐬𝐬𝐞𝐬 𝐢𝐧 𝐬𝐮𝐜𝐤𝐞𝐫 𝐫𝐨𝐝 𝐩𝐮𝐦𝐩𝐬
𝘖𝘱𝘳𝘢𝘤𝘰𝘸𝘢𝘯𝘪𝘦 𝘰𝘱𝘵𝘺𝘮𝘢𝘭𝘯𝘦𝘫 𝘰𝘱𝘤𝘫𝘪 𝘬𝘰𝘯𝘴𝘵𝘳𝘶𝘬𝘤𝘺𝘫𝘯𝘦𝘫 𝘸 𝘤𝘦𝘭𝘶 𝘻𝘮𝘯𝘪𝘦𝘫𝘴𝘻𝘦𝘯𝘪𝘢 𝘴𝘵𝘳𝘢𝘵 𝘦𝘯𝘦𝘳𝘨𝘪𝘪 𝘸 𝘱𝘰𝘮𝘱𝘢𝘤𝘩 𝘻̇𝘦𝘳𝘥𝘻𝘪𝘰𝘸𝘺𝘤𝘩
DOI: 10.18668/NG.2025.08.03

Tahir S. Suleymanov, Suleyman V. Efendi, Khalig S. Mammadov
Aᴢᴇʀʙᴀɪᴊᴀɴ Sᴛᴀᴛᴇ Oɪʟ ᴀɴᴅ Iɴᴅᴜsᴛʀʏ Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: This article addresses efficiency challenges in sucker rod pumps (SRPs), particularly those arising from back leakage at the plunger–cylinder interface. Such leakage leads to pressure drops, reduced volumetric efficiency, and overall energy loss during oil produc-tion. To mitigate these issues, this research investigates various design modifications – including the integration of plungers with cuffs, grooved and checkerboard-patterned surfaces, and the application of visco-plastic fluids at the interface. These configurations aim to reduce fluid backflow and improve lubrication, thereby extending component life and improving pump efficiency. A comprehensive theoretical framework was developed, incorporating the resistance coefficients, Reynolds number, and surface roughness parameters to model leakage behavior. An empirical formula was derived to optimize flow velocity and pipe diameter, enhancing oil transportation efficiency within the system. Simulations based on the developed models were performed to evaluate the wear distribution along the plunger surface under differ-ent loading and friction conditions. The results revealed that the most significant wear occurs at the top and bottom extremities of the plunger, aligning with known failure zones in SRP operation. The novelty of this work lies in the integration of geometric surface features (grooves, screw holes, and textured patterns) with fluid-structure interaction modeling to strategically control leakage and minimize localized wear. Unlike existing studies that rely on isolated analytical or experimental approaches, this research introduces a holistic simulation-backed design optimization strategy. It is shown that such design improvements can increase oil recovery efficiency by 3–12%, with even a 1% gain translating into considerable economic benefits at field scale. Ultimately, the findings provide actionable insights for improving sucker rod pump design and operation, contributing to more energy-efficient and cost-effective oil extraction processes.
Key words: #liquid and #gas, ##resistance coefficient, #piping, #plunger, #cylinder, #sucker #rod #pump, #metric thread.

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Niniejszy artykuł porusza problemy, związane z efektywnością pracy pomp żerdziowych, w szczególności tych spowodowanych cofaniem się płynu między tłokiem a cylindrem. Prowadzą one do spadków ciśnienia i zmniejszenia sprawności objętościowych pompy oraz ogólnych strat energetycznych podczas wydobycia ropy. Aby ograniczyć te problemy, w badaniach przeanalizowano różne modyfikacje konstrukcyjne, takie jak: stosowanie tłoków z mankietem uszczelniającym, rowkowanych powierzchni, otworów gwintowanych oraz cieczy lepkoplastycznych na styku elementów. Celem tych konfiguracji jest zmniejszenie cofania się cieczy oraz poprawa smarowania, co prowadzi do wydłużenia trwałości komponentów i poprawy efektywności pompy. Opracowano modele matematyczne, uwzględniające współczynnik oporu, liczbę Reynoldsa oraz względną chropowatość powierzchni, w celu skutecznego kontrolowania natężenia wycieków. Dodatkowo, wyprowadzono wzór empiryczny służący do wyznaczania optymalnej średnicy rur i prędkości przepływu, co pozwala zwiększyć efektywność transportu ropy. Przeprowadzono symulacje oparte na opracowanych modelach, aby ocenić rozkład zużycia powierzchni tłoka, uwzględniając współczynniki tarcia oraz obciążenia. Wyniki wykazały, że największe zużycie występuje w górnych i dolnych partiach tłoka, co jest zgodne ze znanymi strefami zużycia pomp żerdziowych. Innowacyjność tej pracy polega na integracji cech geometrycznych (rowki, otwory gwintowane, wzory teksturowane) z modelowaniem oddziaływania płyn-struktura, aby móc kontrolować cofanie się płynu i minimalizować lokalne zużycie. W odróżnieniu do istniejących badań, które opierają się na indywidualnych podejściach analitycznych lub eksperymentalnych, to badanie przedstawia kompleksową strategię optymalizacji projektowania wspartą symulacjami. Wykazano, że takie modyfikacje mogą skutkować zwiększeniem wydobycia ropy o 3–12%. Nawet 1% wzrost odzysku ropy może przynieść znaczne korzyści finansowe. Uzyskane wyniki dostarczają użytecznych wskazówek do ulepszania konstrukcji i eksploatacji pomp żerdziowych, przyczyniając się do bardziej energooszczędnych i opłacalnych procesów wydobycia ropy.
Słowa kluczowe: #ciecz i #gaz, #współczynnik #oporu, #rurociągi, #tłok, #cylinder, #pompa żerdziowa, gwint metryczny.

✅ 𝐌𝐨𝐝𝐞𝐫𝐧 𝐭𝐨𝐨𝐥𝐬 𝐟𝐨𝐫 𝐫𝐨𝐜𝐤 𝐝𝐞𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐮𝐬𝐞𝐝 𝐢𝐧 𝐨𝐢𝐥 𝐚𝐧𝐝 𝐠𝐚𝐬 𝐰𝐞𝐥𝐥𝐬 𝐝𝐫𝐢𝐥𝐥𝐢𝐧𝐠
𝑁𝑜𝑤𝑜𝑐𝑧𝑒𝑠𝑛𝑒 𝑛𝑎𝑟𝑧𝑒̨𝑑𝑧𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑧𝑒𝑤𝑖𝑒𝑟𝑐𝑎𝑛𝑖𝑎 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑗𝑖 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑛𝑦𝑐ℎ 𝑠𝑡𝑜𝑠𝑜𝑤𝑎𝑛𝑒 𝑝𝑟𝑧𝑦 𝑤𝑖𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑖𝑢 𝑜𝑡𝑤𝑜𝑟𝑜́𝑤 𝑟𝑜𝑝𝑛𝑦𝑐ℎ 𝑖 𝑔𝑎𝑧𝑜𝑤𝑦𝑐ℎ
DOI: 10.18668/NG.2025.08.04

Authors: Magomed M. Shirinov, Vadim O. Bogopolsky
Aᴢᴇʀʙᴀɪᴊᴀɴ Sᴛᴀᴛᴇ Oɪʟ ᴀɴᴅ Iɴᴅᴜsᴛʀʏ Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: The main problem in the construction of wells for various purposes is the need to drill them with high mechanical speed and durability under various mining and geological conditions. The issue of increasing the durability and versatility of drilling tools is extremely relevant, especially when operating deep wells with long boreholes and horizontal intervals. Modern technologies in the production of very hard artificial and composite materials have made it possible to develop modern drilling tools with outstanding characteristics. The use of PDC rotary cutters increases bit life by means of constant renewal of the part of the cutting surface in contact with the rock. Reducing the force on the cutter to achieve the same drilling speed results in a more stable and lower torque and provides better control over axis orienta-tion during directional drilling. This advantage allows an increase in the angle of curvature at a higher mechanical drilling speed. Drilling with the bits discussed in this article, compared to wells drilled with standard bits, provides a significant increase in rock-breaking tool life and average mechanical drilling speed. In addition, conventional drill bits in these conditions are susceptible to impact damage, which often results in lower mechanical drilling speeds and downhole tool failures, leading to additional costs. This article provides a brief overview of modern drilling bits used in oil and gas wells drilling.
Key words: #rock-breaking tools, #PDC type bit cutters, combshaped teeth for cutting, #hybrid drill bits.

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Głównym problemem przy realizacji odwiertów o różnym przeznaczeniu jest konieczność ich wiercenia z wysoką prędkością mechaniczną i przy zachowaniu wysokiej trwałości w różnych warunkach górniczo-geologicznych. Kwestia zwiększenia trwałości i wszechstronności narzędzi wiertniczych jest niezwykle istotna, szczególnie w przypadku wykonywania odwiertów na większych głębokościach, z długimi odcinkami pionowymi lub poziomymi. Nowoczesne technologie produkcji bardzo twardych materiałów sztucznych i kompozytowych umożliwiły opracowanie nowoczesnych narzędzi wiertniczych o wyjątkowych właściwościach. Zastosowanie frezów obrotowych PDC wydłuża żywotność świdra dzięki stałemu odnawianiu części powierzchni tnącej mającej kontakt ze skałą. Zmniejszenie siły działającej na frez przy zachowaniu tej samej prędkości wiercenia skutkuje bardziej stabilnym i niższym momentem obrotowym oraz zapewnia lepszą kontrolę orientacji osi podczas wiercenia kierunkowego. Pozwala to na zwiększenie kąta krzywizny przy wyższej mechanicznej prędkości wiercenia. Wiercenie za pomocą świdrów omawianych w artykule, w porównaniu do otworów wierconych za pomocą standardowych narzędzi, pozwala wydłużyć żywotność narzędzia do zwiercania skał oraz zwiększyć średnią mechaniczną prędkość wiercenia. Ponadto, konwencjonalne świdry są w takich warunkach podatne na uszkodzenia udarowe, co często prowadzi do obniżenia prędkości wiercenia mechanicznego i awarii narzędzi wiertniczych w otworze, powodując dodatkowe koszty. Niniejszy artykuł zawiera krótki przegląd nowoczesnych świdrów stosowanych do wiercenia odwiertów ropnych i gazowych.
Słowa kluczowe: narzędzia do #przewiercania #formacji #skalnych, frezy #PDC, zęby grzebieniowe do zwiercania, świdry hybrydowe.

✅ 𝐓𝐡𝐞 𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐫𝐞𝐠𝐮𝐥𝐚𝐫𝐢𝐭𝐢𝐞𝐬 𝐨𝐟 𝐚𝐞𝐫𝐨𝐬𝐨𝐥𝐬 𝐫𝐞𝐬𝐮𝐥𝐭𝐢𝐧𝐠 𝐟𝐫𝐨𝐦 𝐚𝐫𝐜 𝐰𝐞𝐥𝐝𝐢𝐧𝐠 𝐨𝐟 𝐦𝐚𝐢𝐧 𝐠𝐚𝐬 𝐩𝐢𝐩𝐞𝐥𝐢𝐧𝐞𝐬
𝑅𝑒𝑔𝑢ł𝑦 𝑡𝑤𝑜𝑟𝑧𝑒𝑛𝑖𝑎 𝑠𝑖𝑒̨ 𝑎𝑒𝑟𝑜𝑧𝑜𝑙𝑖 𝑝𝑜𝑑𝑐𝑧𝑎𝑠 𝑠𝑝𝑎𝑤𝑎𝑛𝑖𝑎 ł𝑢𝑘𝑜𝑤𝑒𝑔𝑜 𝑔ł𝑜́𝑤𝑛𝑦𝑐ℎ 𝑔𝑎𝑧𝑜𝑐𝑖𝑎̨𝑔𝑜́𝑤
DOI: 10.18668/NG.2025.08.05

Authors: Yaroslav Semchuk, Nataliia Vasyliv, Galyna Kryvenko, Halyna Lialiuk-Viter, Halyna Hrytsuliak, Andrij Kotsyubynsky, Yurii Voloshyn
Iᴠᴀɴᴏ-Fʀᴀɴᴋɪᴠsᴋ Nᴀᴛɪᴏɴᴀʟ Tᴇᴄʜɴɪᴄᴀʟ Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ ᴏꜰ Oɪʟ ᴀɴᴅ Gᴀs

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: The oil and gas industry is characterized by the presence and operation of various high-risk facilities, which contribute to oc-cupational injuries and diseases, as well as environmental pollution. Among these, pipeline systems – particularly main gas pipelines – are prominent. The purpose of this research is to study the processes involved in the manual arc welding of main gas pipelines during construc-tion and repair, which adversely affect human health and the environment. Gas pipeline welding during construction and repair is performed both in semi-enclosed spaces and in the open air. In both cases, manual arc welding is predominantly used due to its mobility and ease of implementation. The equipment required for arc welding is much cheaper and simpler than that used for laser, electron beam, or hybrid weld-ing. These advantages have led to the widespread use of arc welding across various industries. However, manual arc welding has a consider-able negative impact on human health and the environment due to the emissions of toxic substances in the form of welding aerosols. The regularities of aerosol formation during arc welding and the mechanisms of their distribution in the environment are examined, enabling the planning of welding operations in a way that reduces the risk of occupational diseases. Empirical correlations were obtained to determine the concentrations of harmful substances. It was shown that an aerosol cloud, dispersed by wind, spreads with particles diffusing in all direc-tions, leading to a rapid decrease in concentration. It was found that during the welding of pipes under moderate wind conditions, aerosol smoke from a point source spreads in the air in a conical torch shape, expanding both vertically and horizontally. It is substantiated that the main physical process involved is diffusion combined with heat transfer due to convective airflows. Based on Sutton’s modified mathemati-cal model, it was established that during the welding of above-ground pipelines under laminar wind conditions, aerosol smoke mixes with air solely through molecular diffusion, whereas during underground welding, aerosol dispersion is caused by the physical processes associated with the formation of a welding torch.
Key words: #arc #welding, #gas #pipelines, #aerosol, #diffusion, #turbulence.

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Przemysł naftowy i gazowniczy cechuje się obecnością i eksploatacją różnych obiektów wysokiego ryzyka, co wiąże się z występowaniem urazów zawodowych i chorób, a także z zanieczyszczeniem środowiska. Wśród tych obiektów szczególnie istotne są systemy rurociągowe, zwłaszcza główne gazociągi. Celem niniejszych badań jest analiza procesów zachodzących podczas ręcznego spawania łukowego głównych gazociągów w trakcie ich budowy i napraw, które mają istotny wpływ na zdrowie ludzi i stan środowiska naturalnego. Spawanie gazociągów podczas budowy i napraw odbywa się zarówno w przestrzeniach półzamkniętych, jak i na wolnym powietrzu. W obu przypadkach stosuje się głównie ręczne spawanie łukowe ze względu na jego mobilność i łatwość zastosowania. Sprzęt niezbędny do spawania łukowego jest znacznie tańszy i prostszy niż ten wykorzystywany do spawania laserowego, wiązką elektronów czy metodami hybrydowymi. Te zalety sprawiają, że spawanie łukowe jest szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Niemniej jednak, ręczne spawanie łukowe ma znaczący negatywny wpływ na zdrowie człowieka i środowisko ze względu na emisję substancji toksycznych w postaci aerozoli spawalniczych. W pracy omówiono prawidłowości tworzenia się aerozoli podczas spawania łukowego oraz mechanizmy ich rozprzestrzeniania się w środowisku, co pozwala na planowanie prac spawalniczych w sposób ograniczający ryzyko chorób zawodowych. Uzyskano empiryczne zależności umożliwiające określenie stężeń substancji szkodliwych. Wykazano, że chmura aerozolu rozpraszana przez wiatr rozprzestrzenia się z cząstkami dyfundującymi we wszystkich kierunkach, co prowadzi do szybkiego spadku stężeń. Stwierdzono, że podczas spawania rur w warunkach umiarkowanego wiatru, dym aerozolowy ze źródła punktowego rozprzestrzenia się w powietrzu w formie stożkowego strumienia, rozszerzającego się zarówno pionowo, jak i poziomo. Wykazano, że głównym procesem fizycznym jest dyfuzja połączona z przenoszeniem ciepła na skutek konwekcyjnych przepływów powietrza. Na podstawie zmodyfikowanego modelu matematycznego Suttona ustalono, że podczas spawania rurociągów naziemnych w warunkach wiatru laminarnego, dym aerozolowy miesza się z powietrzem wyłącznie poprzez dyfuzję cząsteczkową, natomiast w przypadku spawania podziemnego dyspersja aerozoli jest spowodowana procesami fizycznymi związanymi z formowaniem się łuku spawalniczego.
Słowa kluczowe: spawanie łukowe, #gazociągi, aerozol, #dyfuzja, #turbulencja.

✅ 𝐁𝐚𝐝𝐚𝐧𝐢𝐚 𝐰𝐩ł𝐲𝐰𝐮 𝐩𝐫𝐨𝐜𝐞𝐬𝐮 𝐫𝐨𝐳𝐩𝐮𝐬𝐳𝐜𝐳𝐚𝐥𝐧𝐢𝐤𝐨𝐰𝐞𝐠𝐨 𝐧𝐚 𝐳𝐦𝐢𝐚𝐧𝐞̨ 𝐰ł𝐚𝐬́𝐜𝐢𝐰𝐨𝐬́𝐜𝐢 𝐧𝐢𝐬𝐤𝐨𝐭𝐞𝐦𝐩𝐞𝐫𝐚𝐭𝐮𝐫𝐨𝐰𝐲𝐜𝐡 𝐞𝐬𝐭𝐫𝐨́𝐰 𝐦𝐞𝐭𝐲𝐥𝐨𝐰𝐲𝐜𝐡 𝐤𝐰𝐚𝐬𝐨́𝐰 𝐭ł𝐮𝐬𝐳𝐜𝐳𝐨𝐰𝐲𝐜𝐡
𝑅𝑒𝑠𝑒𝑎𝑟𝑐ℎ 𝑜𝑛 𝑡ℎ𝑒 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡 𝑜𝑓 𝑡ℎ𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑜𝑛 𝑡ℎ𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑛𝑔𝑒 𝑖𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑒𝑟𝑡𝑖𝑒𝑠 𝑜𝑓 𝑙𝑜𝑤-𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑓𝑎𝑡𝑡𝑦 𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑡ℎ𝑦𝑙 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑠
DOI: 10.18668/NG.2025.08.06

Stefan Ptak
Iɴsᴛʏᴛᴜᴛ Nᴀꜰᴛʏ ɪ Gᴀᴢᴜ – Pᴀɴ́sᴛᴡᴏᴡʏ Iɴsᴛʏᴛᴜᴛ Bᴀᴅᴀᴡᴄᴢʏ

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: Rozwój alternatywnych źródeł energii jest istotny ze względu na ograniczone zasoby ropy naftowej oraz ochronę klimatu. Biodiesel stanowi dobry przykład takiego alternatywnego paliwa znajdującego zastosowanie do zasilania silników o zapłonie samoczynnym. Zwiększający się udział estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME) jako komponentu olejów napędowych spowodował coraz wyż-sze wymagania dotyczące jakości produkowanych biopaliw. FAME, podobnie jak klasyczne paliwa naftowe, ulegają krystalizacji w niskich temperaturach, co prowadzi do powstawania kryształów, które utrudniają przepływ paliwa do komory spalania w silniku. Proces ten powo-duje utratę płynności i krzepnięcie paliwa, a więc ogranicza zastosowanie tego biopaliwa w okresie przejściowym, a w szczególności w okresie zimowym. W Unii Europejskiej wymagania jakościowe zebrane są w normie EN 14214. W artykule przedstawiono ogólną charak-terystykę stosowania FAME jako komponentu w klasycznym, pochodzenia naftowego oleju napędowym, wskazując na ich zalety i wady, wraz z metodami stosowanymi do poprawiania właściwości niskotemperaturowych tego biopaliwa. W części doświadczalnej przedstawiono wyniki badań dla uzyskanych zmodyfikowanych FAME, charakteryzujących się polepszonymi właściwościami niskotemperaturowymi. Badane estry metylowe kwasów tłuszczowych zostały poddane procesowi krystalizacji rozpuszczalnikowej chlorowcopochodnymi, 1,2-dichloropropanem (PDC) i mieszaniną 1,2-dichloropropanu i chlorku metylenu (PDC-ME), które nie są stosowane w rafineryjnych insta-lacjach przemysłowych, co pozwoliło na osiągnięcie pozytywnych efektów badań. Zastosowanie procesu odparafinowania FAME za pomocą mieszaniny PDC-ME i rozpuszczalnika PDC pozwoliło na poprawę jego właściwości niskotemperaturowych, głównie w zakresie obniżenia temperatur mętnienia (CP), płynięcia (PP) i zablokowania zimnego filtru (CFPP). Analiza profili kwasów tłuszczowych wykazała wyraźny wzrost zawartości glicerydów kwasów nasyconych w wydzielonych substancjach stałych w porównaniu z uzyskanymi zmodyfikowanymi FAME z procesu krystalizacji, co potwierdza selektywność procesu krystalizacji rozpuszczalnikowej dla nietypowego surowca, jakim są estry metylowe kwasów tłuszczowych.
Słowa kluczowe: #biopaliwa, #FAME, #odparafinowanie rozpuszczalnikowe, #właściwości #niskotemperaturowe, 1,2-dichloropropan, #chlorek #metylenu.

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: The development of alternative energy sources is essential due to limited oil reserves and the need for climate protection. Bio-diesel is a prominent example of an alternative fuel used in compression-ignition engines. The growing use of fatty acid methyl esters (FAME) as components in diesel fuels has led to increasingly stringent quality requirements for the resulting biofuels. Like conventional petroleum fuels, FAME crystallizes at low temperatures, leading to the formation of crystals that hinder fuel flow into the engine’s combus-tion chamber. This process results in loss of fluidity and fuel solidification, thus limiting the usability of this biofuel during transitional peri-ods, particularly in winter. Within the European Union, quality requirements are defined by the EN 14214 standard. This article provides an overview of the use of FAME as a component in conventional, petroleum-based diesel fuel, indicating their advantages and disadvantages, as well as methods used to improve the biofuel’s low-temperature properties. The experimental section presents results from studies on modi-fied FAME with improved low-temperature properties. The tested fatty acid methyl esters underwent solvent crystallization using chlorinated derivatives – 1,2-dichloropropane (PDC) and a mixture of 1,2-dichloropropane and methylene chloride (PDC-ME) – which are not used in industrial refinery installations, allowing for promising research results. Application of the FAME dewaxing process with the PDC-ME mix-ture and PDC solvent improved low-temperature properties, particularly the cloud point (CP), pour point (PP), and cold filter plugging point (CFPP). Analysis of fatty acid profiles revealed a significant increase in the content of saturated fatty acid glycerides in the isolated solids compared to the modified FAMEs obtained from the crystallization process. This finding confirms the selectivity of the solvent crystalliza-tion process applied to an unconventional feedstock – fatty acid methyl esters.
Key words: #biofuels, #FAME, #solvent #dewaxing, low-temperature properties, 1,2-dichloropropane, #methylene #chloride.

✅ 𝐑𝐞𝐬𝐞𝐚𝐫𝐜𝐡 𝐨𝐟 𝐭𝐡𝐞 𝐞𝐟𝐟𝐞𝐜𝐭 𝐨𝐟 𝐚 𝐧𝐞𝐰 𝐜𝐨𝐦𝐩𝐨𝐬𝐢𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐚𝐠𝐚𝐢𝐧𝐬𝐭 𝐚𝐬𝐩𝐡𝐚𝐥𝐭𝐞𝐧𝐞-𝐫𝐞𝐬𝐢𝐧-𝐩𝐚𝐫𝐚𝐟𝐟𝐢𝐧 𝐝𝐞𝐩𝐨𝐬𝐢𝐭𝐬
𝐵𝑎𝑑𝑎𝑛𝑖𝑒 𝑤𝑝ł𝑦𝑤𝑢 𝑛𝑜𝑤𝑒𝑗 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑧𝑦𝑐𝑗𝑖 𝑛𝑎 𝑜𝑠𝑎𝑑𝑦 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑒𝑛𝑜𝑤𝑜-𝑧̇𝑦𝑤𝑖𝑐𝑧𝑛𝑜-𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑜𝑤𝑒
DOI: 10.18668/NG.2025.08.07 Guseyn R. Gurbanov, Aysel V. Gasimzade, Nigar A. Abdullayeva
Aᴢᴇʀʙᴀɪᴊᴀɴ Sᴛᴀᴛᴇ Oɪʟ ᴀɴᴅ Iɴᴅᴜsᴛʀʏ Uɴɪᴠᴇʀsɪᴛʏ

𝐀𝐁𝐒𝐓𝐑𝐀𝐂𝐓: New multifunctional compositions were prepared from chemical reagents of various purposes under laboratory conditions, and their effect on the rheological parameters of a heavy oil sample – such as freezing temperature, yield shear stress, viscosity, and oil deposits – was investigated for the first time. For comparison, the impact of the depressant additives Difron-4201 and Difron-3970, applied individually and as compositions, on the rheological parameters of the heavy oil was also examined. During the experiments, compositions with provi-sional names: AH-1, AH-2, AH-3, AH-4, AH-5, were applied at concentrations of 200, 300, 400, 500, 600 g/t. Difron-4201 was tested at 200, 300, 400, 500, 600, and 700 g/t, while Difron-3970 was tested at 250, 350, 450, 550, 750 g/t. The freezing temperature of the oil sample was reduced from 22°C to 5, 1, –4, –3 and –7°C due to the influence of the specified concentrations of the individual reagents and composi-tions. The effect of the reagents against oil deposits was investigated using the “coldfinger test” method. During the process, the amount of asphaltene-resin-paraffin deposits accumulated on the surface after 30, 60, 90, 120, 180 and 240 minutes at tube temperatures of 0, 5, 10, 20, 30°C was determined. To evaluate the effect of the reagents, the amount of oil deposits formed during the specified time and at given tem-perature without reagents was also measured. Using a known mathematical dependence, the effect was calculated for each concentration of the individual reagents and compositions at 5°C in the “coldfinger test”. The highest effects were observed at concentrations of 700 g/t for Difron-4201, 750 g/t for Difron-3970, and 600 g/t for AH-1, AH-2, AH-3, AH-4, AH-5, with reduction rates of 75, 70, 78, 82, 87, 84 and 92%, respectively. The composition of oil deposits formed at each temperature over 240 minutes was also determined. The results showed that as the temperature increased, the amount of asphaltene and resin increased, while the paraffin content decreased. The values of rheologi-cal parameters K, n, τ0 of the oil sample, both with and without reagents, were determined according to Herschel-Bulkley model. Thus, as a result of numerous laboratory tests, the optimal reagent concentrations were found to be 700 g/t for Difron-4201, 750 g/t for Difron-3970 and 600 g/t for AH-series compositions. It was revealed that, compared to individual additives, the compositions were more effective, with the AH-5 composition showing the highest efficiency.
Key words: #composition, #reagent, #freezing temperature, #yield #stress, #oil #deposits, “#cold #finger”.

𝐒𝐓𝐑𝐄𝐒𝐙𝐂𝐙𝐄𝐍𝐈𝐄: W warunkach laboratoryjnych opracowano nowe środki wielofunkcyjne z odczynników chemicznych o różnym przeznaczeniu, a następnie po raz pierwszy zbadano ich wpływ na parametry reologiczne próbki ciężkiej ropy naftowej, takie jak temperatura krzepnięcia, graniczne naprężenie ścinające, lepkość oraz powstawanie osadów ropy. Dla porównania przeanalizowano wpływ dodatków depresatorów Difron-4201 i Difron-3970, stosowanych samodzielnie, jak i w postaci kompozycji, na parametry reologiczne ciężkiej ropy. W eksperymentach zastosowano mieszaniny o nazwach umownych: AH-1, AH-2, AH-3, AH-4, AH-5 w stężeniach 200, 300, 400, 500, 600 g/t. Środek Difron-4201 testowano w stężeniach 200, 300, 400, 500, 600 i 700 g/t, a Difron-3970 w stężeniach 250, 350, 450, 550, 750 g/t. Pod wpływem określonych stężeń zarówno pojedynczych odczynników, jak i kompozycji, temperatura krzepnięcia próbki ropy została obniżona z 22°C do 5, 1, –4, –3 oraz –7°C. Wpływ odczynników na powstawanie osadów ropy oceniano metodą „zimnego palca” (ang. coldfinger). Określano masy osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych wytrąconych na powierzchni po 30, 60, 90, 120, 180 i 240 minutach przy temperaturach chłodzonej rurki wynoszących 0, 5, 10, 20, 30°C. Celem dokonania oceny wpływu odczynników zmierzono także masy osadów powstałych w określonym czasie i w danej temperaturze bez użycia dodatków. W oparciu o znaną zależność matematyczną obliczono skuteczność działania odczynników i mieszanin w temperaturze 5°C. Największy efekt usuwania osadów odnotowano dla stężeń: 700 g/t dla Difron-4201, 750 g/t dla Difron-3970 oraz 600 g/t dla środków AH-1, AH-2, AH-3, AH-4, AH-5, a wartości te wynosiły odpowiednio 75, 70, 78, 82, 87, 84 i 92%. Określono także skład osadów powstałych w każdej temperaturze po 240 minutach. Wyniki wykazały, że wraz ze wzrostem temperatury zwiększała się zawartość asfaltenów i żywic, a zmalała zawartość parafin. Wartości parametrów reologicznych K, n i τ0 próbki ropy, zarówno bez odczynników, jak i z dodatkiem odczynnika, zostały wyznaczone zgodnie z modelem Herschela–Bulkleya. W wyniku licznych testów laboratoryjnych ustalono, że optymalne dawki wynoszą: 700 g/t dla dodatku Difron-4201, 750 g/t dla dodatku Difron-3970 i 600 g/t dla kompozycji z serii AH. Wykazano, że mieszaniny są skuteczniejsze niż pojedyncze dodatki, przy czym najwyższą efektywność osiągnęła kompozycja AH-5.
Słowa kluczowe: #kompozycja, #odczynnik, #temperatura #krzepnięcia, #granica #plastyczności, #osady #olejowe, #metoda „#zimnego #palca”.

#Oil #Gas #journal

Więcej artykułów: https://inig.pl/nafta-gaz

Check for more articles at: https://inig.pl/en/nafta-gaz-en/nafta-gaz