Περιεχόμενο
- Τι είναι το φυσικό αέριο σχιστόλιθου και γιατί είναι σημαντικό;
- Οριζόντια διάτρηση και υδραυλική θραύση
- Οι Η.Π.Α. διαθέτουν πλούσιους πόρους σχιστολιθικού φυσικού αερίου
- Αρκετά για 110 χρόνια χρήσης
- Τι είναι το "Play" σχιστόλιθου;
- Οριζόντια διάτρηση
- Υδραυλική ρωγμάτωση
- Αέριο σχιστόλιθου έναντι συμβατικού αερίου
- Φυσικό αέριο: Ένα καύσιμο καθαρό-καύση
- Περιβαλλοντικές ανησυχίες
Ο χάρτης του μεγάλου φυσικού αερίου σχιστόλιθου παίζει στα χαμηλότερα 48 κράτη, συμπεριλαμβανομένων των ιζηματογενών λεκανών που τις περιέχουν. Κάντε κλικ για μεγαλύτερη προβολή.
Τι είναι το φυσικό αέριο σχιστόλιθου και γιατί είναι σημαντικό;
Το αέριο σχιστόλιθου αναφέρεται στο φυσικό αέριο που παγιδεύεται μέσα στους σχιστολιθικούς σχηματισμούς. Οι φυσαλίδες είναι λεπτές ιζηματογενείς πέτρες που μπορούν να είναι πλούσιες πηγές πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Οριζόντια διάτρηση και υδραυλική θραύση
Κατά την τελευταία δεκαετία, ο συνδυασμός οριζόντιας διάτρησης και υδραυλικής θραύσης επέτρεψε την πρόσβαση σε μεγάλους όγκους φυσικού αερίου σχιστόλιθου που προηγουμένως δεν ήταν οικονομικά αποδοτικός. Η παραγωγή φυσικού αερίου από σχιστολιθικούς σχηματισμούς έχει αναζωογονήσει τη βιομηχανία φυσικού αερίου στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Αυτό το βίντεο παρέχει μια επισκόπηση του φυσικού αερίου σχιστόλιθου, ξεκινώντας με το πρώτο φυσικό αέριο πλησίον της Fredonia, της Νέας Υόρκης το 1821 μέχρι τον Ιανουάριο του 2010 και τα μεγάλα έργα σχιστολιθικού φυσικού αερίου. Ο ομιλητής είναι ο John Curtis, καθηγητής Γεωχημείας και διευθυντής της Υπηρεσίας Πυρηνικών Αερίων στην Σχολή Ορυχείων του Κολοράντο.
Οι Η.Π.Α. διαθέτουν πλούσιους πόρους σχιστολιθικού φυσικού αερίου
Από το φυσικό αέριο που καταναλώθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες το 2009, το 87% παράχθηκε στην εγχώρια αγορά. Επομένως, η προμήθεια φυσικού αερίου δεν εξαρτάται τόσο από τους ξένους παραγωγούς όσο και από τον εφοδιασμό με αργό πετρέλαιο και το σύστημα παράδοσης υπολείπεται λιγότερο. Η διαθεσιμότητα μεγάλων ποσοτήτων φυσικού αερίου σχιστόλιθου θα επιτρέψει επίσης στις Ηνωμένες Πολιτείες να καταναλώσουν κατά κύριο λόγο εγχώρια παροχή φυσικού αερίου.
Σύμφωνα με την Ετήσια Έκθεση Ενέργειας για το 2011, οι Ηνωμένες Πολιτείες κατέχουν 2.552 τρισεκατομμύρια κυβικά πόδια (Tcf) δυνητικών πόρων φυσικού αερίου. Το φυσικό αέριο από τους σχιστολιθικούς πόρους, που θεωρήθηκε αντιοικονομικό μόλις πριν από μερικά χρόνια, αντιπροσωπεύει 827 Tcf αυτής της εκτίμησης πόρων, περισσότερο από το διπλάσιο των εκτιμήσεων που δημοσιεύθηκαν πέρυσι.
Αυτό το βίντεο παρέχει μια επισκόπηση του φυσικού αερίου σχιστόλιθου, ξεκινώντας με το πρώτο φυσικό αέριο πλησίον της Fredonia, της Νέας Υόρκης το 1821 μέχρι τον Ιανουάριο του 2010 και τα μεγάλα έργα σχιστολιθικού φυσικού αερίου. Ο ομιλητής είναι ο John Curtis, καθηγητής Γεωχημείας και διευθυντής της Υπηρεσίας Πυρηνικών Αερίων στην Σχολή Ορυχείων του Κολοράντο.
Αρκετά για 110 χρόνια χρήσης
Στο ποσοστό κατανάλωσης στις ΗΠΑ το 2009 (περίπου 22,8 Tcf ετησίως), 2,552 Tcf φυσικού αερίου επαρκούν για την παροχή περίπου 110 ετών χρήσης. Οι εκτιμήσεις των πόρων και της παραγωγής σχιστολιθικού φυσικού αερίου αυξήθηκαν σημαντικά μεταξύ των εκθέσεων του Outlook για το 2010 και το 2011 και ενδέχεται να αυξηθούν περαιτέρω στο μέλλον.
Διάγραμμα που δείχνει τη γεωμετρία των συμβατικών και των αντισυμβατικών πηγών φυσικού αερίου. Εικόνα από την EIA. Κάντε κλικ για μεγαλύτερη προβολή.
Τι είναι το "Play" σχιστόλιθου;
Το φυσικό αέριο σχιστόλιθου βρίσκεται στα σχιστολιθικά σχιστολίθια, τα οποία αποτελούν σχηματισμούς σχιστολίθου που περιέχουν σημαντικές συσσωρεύσεις φυσικού αερίου και οι οποίοι μοιράζονται παρόμοιες γεωλογικές και γεωγραφικές ιδιότητες. Μια δεκαετία παραγωγής έχει προέλθει από το παιχνίδι Barnett Shale στο Τέξας. Η εμπειρία και οι πληροφορίες που αποκτήθηκαν από την ανάπτυξη του Barnett Shale βελτίωσαν την αποδοτικότητα της ανάπτυξης σχιστολιθικού φυσικού αερίου σε όλη τη χώρα.
Άλλα σημαντικά έργα είναι το Marcellus Shale και το Utica Shale στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες. και το σχιστόλιθο Haynesville και το σχιστόλιθο Fayetteville στη Λουιζιάνα και στο Αρκάνσας. Οι γεωπόνοι και οι γεωλόγοι εντοπίζουν κατάλληλες τοποθεσίες γεωτρήσεων σε περιοχές με δυνατότητα οικονομικής παραγωγής αερίου, χρησιμοποιώντας τεχνικές παρατήρησης επιφανείας και χάρτες της υποεπιφάνειας που παράγονται από υπολογιστή.
Οριζόντια διάτρηση
Χρησιμοποιούνται δύο σημαντικές τεχνικές γεώτρησης για την παραγωγή αερίου σχιστόλιθου. Η οριζόντια διάτρηση χρησιμοποιείται για να παρέχει μεγαλύτερη πρόσβαση στο αέριο που παγιδεύεται βαθιά στο σχηματισμό παραγωγής. Κατ 'αρχάς, ένα κατακόρυφο πηγάδι τρυπιέται στο στοχευμένο βράχο. Στο επιθυμητό βάθος, το τρυπάνι περιστρέφεται για να φέρει ένα πηγάδι που εκτείνεται διαμέσου της δεξαμενής οριζόντια, εκθέτοντας το φρεάτιο σε μεγαλύτερο μέρος του σχιστολιθικού που παράγει.
Διάγραμμα που παρουσιάζει την έννοια ενός οριζόντιου φρεατίου με υδραυλική ζώνη θραύσης. Δικαιώματα πνευματικών δικαιωμάτων
Υδραυλική ρωγμάτωση
Η υδραυλική ρωγμάτωση (κοινώς αποκαλούμενη "fracking" ή "hydrofracking") είναι μια τεχνική όπου το νερό, τα χημικά και η άμμος αντλούνται μέσα στο φρεάτιο για να ξεκλειδώσουν τους υδρογονάνθρακες που έχουν παγιδευτεί στους σχιστολιθικούς σχηματισμούς ανοίγοντας ρωγμές να ρέει από το σχιστόλιθο στο πηγάδι. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με οριζόντια γεωτρήσεις, η υδραυλική ρωγμάτωση επιτρέπει στους παραγωγούς φυσικού αερίου να εκχυλίζουν σχιστόλιθο αερίου με λογικό κόστος. Χωρίς αυτές τις τεχνικές, το φυσικό αέριο δεν ρέει γρήγορα, και οι εμπορικές ποσότητες δεν μπορούν να παραχθούν από σχιστόλιθο.
Οι συμβατικές δεξαμενές αερίου δημιουργούνται όταν το φυσικό αέριο μεταναστεύει προς την επιφάνεια της γης από έναν οργανικό πλούσιο σχηματισμό πηγής σε εξαιρετικά διαπερατό βράχο δεξαμενής, όπου παγιδεύεται από ένα υπερκείμενο στρώμα αδιαπέρατου πετρώματος.
Αέριο σχιστόλιθου έναντι συμβατικού αερίου
Οι συμβατικές δεξαμενές αερίου δημιουργούνται όταν το φυσικό αέριο μεταναστεύει προς την επιφάνεια της γης από έναν οργανικό πλούσιο σχηματισμό πηγής σε εξαιρετικά διαπερατό βράχο δεξαμενής, όπου παγιδεύεται από ένα υπερκείμενο στρώμα αδιαπέρατου πετρώματος. Αντίθετα, οι πόροι σχιστολιθικού φυσικού αερίου σχηματίζονται εντός του πλούσιου σε οργανικά πετρώματα σχιστόλιθου. Η χαμηλή διαπερατότητα του σχιστόλιθου εμποδίζει σε μεγάλο βαθμό το αέριο να μεταναστεύει σε περισσότερο περατούς βράχους δεξαμενής. Χωρίς οριζόντια διάτρηση και υδραυλική ρωγμάτωση, η παραγωγή σχιστολιθικού φυσικού αερίου δεν θα ήταν οικονομικά εφικτή, διότι το φυσικό αέριο δεν θα ρέει από το σχηματισμό σε αρκετά υψηλά ποσοστά για να δικαιολογεί το κόστος διάτρησης.
Διάγραμμα που παρουσιάζει το φορτίο φυσικού αερίου από σχιστόλιθο από την ΕΙΑ, ετήσια έκθεση για την ενέργεια 2011. Image by EIA.
Φυσικό αέριο: Ένα καύσιμο καθαρό-καύση
Το φυσικό αέριο είναι καθαρότερο από το κάρβουνο ή το πετρέλαιο. Η καύση φυσικού αερίου εκπέμπει σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα βασικών ρύπων, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), οξείδια του αζώτου και διοξείδιο του θείου, από ό, τι η καύση άνθρακα ή ελαίου. Όταν χρησιμοποιείται σε αποδοτικές εγκαταστάσεις παραγωγής συνδυασμένου κύκλου, η καύση φυσικού αερίου μπορεί να εκπέμπει λιγότερο από το μισό CO2 ως καύση άνθρακα, ανά μονάδα ενέργειας που απελευθερώνεται.
Περιβαλλοντικές ανησυχίες
Ωστόσο, υπάρχουν μερικά πιθανά περιβαλλοντικά ζητήματα που συνδέονται επίσης με την παραγωγή αερίου σχιστολιθικού. Η διάτρηση αερίου σχιστόλιθου έχει σημαντικά προβλήματα υδροδότησης. Η διάτρηση και η θραύση των πηγαδιών απαιτεί μεγάλες ποσότητες νερού. Σε ορισμένες περιοχές της χώρας, η σημαντική χρήση νερού για την παραγωγή σχιστολιθικού φυσικού αερίου μπορεί να επηρεάσει τη διαθεσιμότητα νερού για άλλες χρήσεις και μπορεί να επηρεάσει τους υδάτινους οικοτόπους.
Η διάτρηση και η ρωγμή παράγουν επίσης μεγάλες ποσότητες αποβλήτων, τα οποία ενδέχεται να περιέχουν διαλυμένες χημικές ουσίες και άλλες μολυσματικές ουσίες που απαιτούν επεξεργασία πριν από τη διάθεση ή την επαναχρησιμοποίηση τους. Λόγω των ποσοτήτων νερού που χρησιμοποιούνται και της πολυπλοκότητας που ενυπάρχει στη θεραπεία ορισμένων από τις χρησιμοποιούμενες χημικές ουσίες, η επεξεργασία και η διάθεση των λυμάτων είναι ένα σημαντικό και δύσκολο ζήτημα.
Σε περίπτωση κακοδιαχείρισης, το υδραυλικό υγρό ρωγμής μπορεί να απελευθερωθεί από διαρροές, διαρροές ή από διάφορες άλλες οδούς έκθεσης. Η χρήση δυνητικά επικίνδυνων χημικών ουσιών στο ρευστό διάσπασης σημαίνει ότι οποιαδήποτε απελευθέρωση αυτού του υγρού μπορεί να οδηγήσει σε μόλυνση των γύρω περιοχών, συμπεριλαμβανομένων των πηγών πόσιμου νερού, και μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τους φυσικούς οικοτόπους.