Olej a benzín

Čo je bridlicový plyn?



Zverejnená od decembra 2010 „Energia v skratke“ správou energetických informácií

Mapa Shale Gas Plays v dolných 48 štátoch

Mapa hlavných bridlicových plynových hier v dolných 48 štátoch vrátane sedimentárnych povodí, ktoré ich obsahujú. Kliknutím zobrazíte väčšie zobrazenie.

Čo je bridlicový plyn a prečo je dôležitý?

Bridlicový plyn znamená zemný plyn, ktorý sa zachytáva v bridlicových formáciách. Bridlice sú jemnozrnné sedimentárne horniny, ktoré môžu byť bohatým zdrojom ropy a zemného plynu.

Horizontálne vŕtanie a hydraulické štiepenie

Kombinácia horizontálneho vŕtania a hydraulického štiepenia umožnila v poslednom desaťročí prístup k veľkým objemom bridlicového plynu, ktorý bol predtým neekonomický na výrobu. Ťažba zemného plynu z bridlicových formácií oživila priemysel so zemným plynom v Spojených štátoch.

Prezentácia bridlicového plynu v Spojených štátoch

Toto video poskytuje prehľad bridlicového plynu, počnúc prvou studňou plynu blízko Fredonia v New Yorku v roku 1821 až do januára 2010 a hlavnými hrami bridlicového plynu. Rečníkom je John Curtis, profesor geochémie a riaditeľ agentúry pre potencionálny plyn na banskej škole v Colorade.

USA má bohaté zdroje bridlicového plynu

Zo zemného plynu spotrebovaného v Spojených štátoch v roku 2009 sa 87% vyťažilo na domácom trhu; dodávka zemného plynu teda nie je taká závislá od zahraničných výrobcov, ako je dodávka ropy, a systém dodávok je menej prerušený. Dostupnosť veľkých množstiev bridlicového plynu ďalej umožní Spojeným štátom spotrebovať prevažne domácu dodávku plynu.

Podľa ročného energetického výhľadu EIA na rok 2011 majú Spojené štáty potenciálne potenciálne zdroje zemného plynu 2,552 bilióna kubických stôp (Tcf). Zemný plyn z bridlicových zdrojov, ktorý bol pred niekoľkými rokmi považovaný za neekonomický, predstavuje 827 Tcf tohto odhadu zdrojov, čo je viac ako dvojnásobok odhadu uverejneného v minulom roku.

Prezentácia bridlicového plynu v Spojených štátoch

Toto video poskytuje prehľad bridlicového plynu, počnúc prvou studňou plynu blízko Fredonia v New Yorku v roku 1821 až do januára 2010 a hlavnými hrami bridlicového plynu. Rečníkom je John Curtis, profesor geochémie a riaditeľ agentúry pre potencionálny plyn na banskej škole v Colorade.

Dosť na 110 rokov používania

Pri miere spotreby v USA v roku 2009 (približne 22,8 Tcf ročne) je 2 5002 Tcf zemného plynu dostatočné na to, aby zásobovalo približne 110 rokov používania. Odhady zdrojov bridlicového plynu a ťažby sa v období medzi hláseniami v rokoch 2010 a 2011 výrazne zvýšili a je pravdepodobné, že sa v budúcnosti ešte zvýšia.

Vedel si?
Sedimentárne horniny sú horniny tvorené hromadením sedimentov na zemskom povrchu a vo vodných útvaroch. Bežné sedimentárne horniny zahŕňajú pieskovec, vápenec a bridlicu.
Schematická geológia zdrojov zemného plynu

Schéma znázorňujúca geometriu konvenčných a nekonvenčných zdrojov zemného plynu. Obrázok EIA. Kliknutím zobrazíte väčšie zobrazenie.

Čo je to „Play“ bridlice?

Bridlicový plyn sa nachádza v bridlicových „hrách“, čo sú bridlicové útvary obsahujúce významné akumulácie zemného plynu a ktoré majú podobné geologické a geografické vlastnosti. Desaťročná produkcia pochádza z hry Barnett Shale v Texase. Skúsenosti a informácie získané pri vývoji bridlice Barnett zlepšili účinnosť rozvoja bridlicového plynu v celej krajine.

Ďalšími dôležitými hrami sú Marcellus Shale a Utica Shale vo východných Spojených štátoch; a Haynesville Shale a Fayetteville Shale v Louisiane a Arkansase. Inšpektori a geológovia určujú vhodné polohy vrtov v oblastiach s potenciálom ekonomickej výroby plynu pomocou techník povrchového pozorovania a počítačom generovaných máp podpovrchovej vrstvy.

Horizontálne vŕtanie

Na výrobu bridlicového plynu sa používajú dve hlavné techniky vŕtania. Horizontálne vŕtanie sa používa na zabezpečenie lepšieho prístupu k plynu zachytenému hlboko vo výrobnej zostave. Najskôr sa do cieľového skalného útvaru vyvŕta zvislá studňa. V požadovanej hĺbke sa vrták otočí, aby vyvŕtal studňu, ktorá sa horizontálne tiahne cez rezervoár, čím sa vrt vystaví väčšiemu množstvu produkujúcej bridlice.

Hydraulické štiepenie

Schéma znázorňujúca koncepciu horizontálnej studne s hydraulickou zlomenou zónou.

Hydraulické štiepenie

Hydraulické štiepenie (bežne nazývané „štiepanie“ alebo „hydrofracking“) je technika, pri ktorej sa do vrtu čerpá voda, chemikálie a piesok, aby sa uvoľnili uhľovodíky zachytené v bridlicových formáciách otvorením prasklín (zlomenín) v hornine a umožnením zemného plynu. prúdiť z bridlice do studne. Pri použití v spojení s horizontálnym vŕtaním umožňuje hydraulické štiepenie výrobcom plynu ťažbu bridlicového plynu za primeranú cenu. Bez týchto techník zemný plyn neprúdi veľmi rýchlo a z bridlice sa nemôžu vyrábať komerčné množstvá.

Konvenčná plynová nádrž

Konvenčné zásobníky plynu sa vytvárajú, keď zemný plyn migruje smerom k zemskému povrchu z organicky bohatého zdroja na vysoko priepustnú rezervoárovú horninu, kde je zachytený nadložnou vrstvou nepriepustnej horniny.

Bridlicový plyn verzus konvenčný plyn

Konvenčné zásobníky plynu sa vytvárajú, keď zemný plyn migruje smerom k zemskému povrchu z organicky bohatého zdroja na vysoko priepustnú rezervoárovú horninu, kde je zachytený nadložnou vrstvou nepriepustnej horniny. Naproti tomu zdroje bridlicového plynu sa tvoria v hornine bridlicového zdroja bohatého na organické látky. Nízka priepustnosť bridlíc silne bráni plynu pri migrácii do priepustnejších horninových nádrží. Bez horizontálneho vŕtania a hydraulického štiepenia by výroba bridlicového plynu nebola ekonomicky uskutočniteľná, pretože zemný plyn by nepretekal z formácie dostatočne vysokými rýchlosťami na odôvodnenie nákladov na vŕtanie.

Vedel si?
Bridlicový plyn v roku 2009 tvoril 14% celkovej dodávky zemného plynu v USA. Očakáva sa, že výroba bridlicového plynu bude naďalej rásť a bude predstavovať 45% celkovej dodávky zemného plynu v USA v roku 2035, ako sa predpokladá v ročnom energetickom výhľade EIA na rok 2011.

Predpoveď bridlicového plynu

Graf znázorňujúci odhad bridlicového plynu z EIA, Ročný energetický výhľad na rok 2011. Obrázok EIA.

Zemný plyn: Čisté palivo

Zemný plyn horí čistejšie ako uhlie alebo ropa. Spaľovaním zemného plynu sa emitujú výrazne nižšie úrovne hlavných znečisťujúcich látok vrátane oxidu uhličitého (CO2), oxidy dusíka a oxid siričitý ako spaľovanie uhlia alebo oleja. Pri použití v účinných elektrárňach s kombinovaným cyklom môže spaľovanie zemného plynu emitovať menej ako polovicu toho množstva CO2 ako spaľovanie uhlia, na uvoľnenú jednotku energie.

Environmentálne obavy

S výrobou bridlicového plynu však súvisia aj potenciálne environmentálne problémy. Vŕtanie bridlicového plynu má značné problémy so zásobovaním vodou. Vŕtanie a štiepenie vrtov vyžaduje veľké množstvo vody. V niektorých oblastiach krajiny môže významné využitie vody na výrobu bridlicového plynu ovplyvniť dostupnosť vody na iné účely a môže ovplyvniť vodné biotopy.

Vŕtanie a štiepenie tiež produkujú veľké množstvo odpadovej vody, ktorá môže obsahovať rozpustené chemikálie a iné kontaminanty, ktoré si pred likvidáciou alebo opätovným použitím vyžadujú čistenie. Kvôli množstvu použitej vody a zložitostim spojeným s úpravou niektorých použitých chemikálií je čistenie a likvidácia odpadovej vody dôležitým a náročným problémom.

Pri nesprávnom zaobchádzaní sa hydraulická štiepna kvapalina môže uvoľňovať rozliatím, únikom alebo rôznymi inými spôsobmi expozície. Používanie potenciálne nebezpečných chemikálií v lomovej tekutine znamená, že každé uvoľnenie tejto tekutiny môže mať za následok kontamináciu okolitých oblastí vrátane zdrojov pitnej vody a môže mať negatívny vplyv na prirodzené biotopy.