Kas yra skalūnų dujos?

Turinys

• Kas yra skalūnų dujos ir kodėl jos svarbios?
• Horizontalus gręžimas ir hidraulinis ardymas
• JAV turi gausius skalūnų dujų išteklius
• Pakanka 110 naudojimo metų
• Kas yra skalūnų „žaismas“?
• Horizontalus gręžimas
• Hidraulinis ardymas
• Skalūnų dujos palyginti su įprastinėmis dujomis
• Gamtinės dujos: švariai deginantis kuras
• Aplinkosaugos problemos

Pagrindinių skalūnų dujų, esančių 48 apatinėse valstijose, žemėlapis, įskaitant nuosėdinius baseinus, kuriuose jos yra. Norėdami pamatyti didesnį vaizdą, spustelėkite.

Kas yra skalūnų dujos ir kodėl jos svarbios?

Skalūnų dujos yra gamtinės dujos, kurios yra įstrigusios skalūnų formacijose. Skalūnai yra smulkiagrūdės nuosėdinės uolienos, kurios gali būti turtingi naftos ir gamtinių dujų šaltiniai.

Horizontalus gręžimas ir hidraulinis ardymas

Per pastarąjį dešimtmetį horizontaliojo gręžimo ir hidraulinio ardymo derinys leido patekti į didelius skalūnų dujų kiekius, kuriuos anksčiau gaminti buvo neekonomiška. Gamtinių dujų gamyba iš skalūnų formacijų atgaivino gamtinių dujų pramonę JAV.

Šis vaizdo įrašas pateikia skalūnų dujų apžvalgą, pradedant nuo pirmojo dujų gręžinio netoli Fredonijos, Niujorke, 1821 m., Iki 2010 m. Sausio mėn., Ir didžiausių skalūnų dujų grojimu. Pranešėjas yra John Curtis, geochemijos profesorius ir Kolorado kasyklų potencialių dujų agentūros direktorius.

JAV turi gausius skalūnų dujų išteklius

87% visų 2009 m. Jungtinėse Valstijose suvartotų gamtinių dujų buvo pagaminta šalies viduje; taigi gamtinių dujų tiekimas nėra toks priklausomas nuo užsienio gamintojų, kaip žalios naftos tiekimas, o tiekimo sistema yra mažiau trikdoma. Esant dideliam skalūnų dujų kiekiui, Jungtinės Valstijos taip pat galės sunaudoti daugiausia vidaus dujas.

Remiantis 2011 m. PAV metine energetikos perspektyva, JAV yra 2 552 trilijonai kubinių pėdų (Tcf) potencialių gamtinių dujų išteklių. Gamtinės dujos iš skalūnų išteklių, kurios prieš kelerius metus buvo laikomos neekonomiškomis, sudaro 827 Tcf šio išteklių įvertinimo, daugiau nei dvigubai viršija praėjusiais metais paskelbtą vertinimą.

Šis vaizdo įrašas pateikia skalūnų dujų apžvalgą, pradedant nuo pirmojo dujų gręžinio netoli Fredonijos, Niujorke, 1821 m., Iki 2010 m. Sausio mėn., Ir didžiausių skalūnų dujų grojimu. Pranešėjas yra John Curtis, geochemijos profesorius ir Kolorado kasyklų potencialių dujų agentūros direktorius.

Pakanka 110 naudojimo metų

Pagal 2009 m. JAV suvartojimo normą (apie 22,8 Tcf per metus), pakanka 2552 Tcf gamtinių dujų, kad būtų galima naudoti maždaug 110 metų. 2010 m. Ir 2011 m. „Outlook“ ataskaitose skalūnų dujų išteklių ir gamybos apimtys labai padidėjo ir ateityje tikėtina, kad dar padidės.

Diagrama, rodanti įprastų ir netradicinių gamtinių dujų išteklių geometriją. PAV vaizdas. Norėdami pamatyti didesnį vaizdą, spustelėkite.

Kas yra skalūnų „žaismas“?

Skalūnų dujos randamos skalūnų „žaidimuose“, kurie yra skalūnų dariniai, turintys didelę gamtinių dujų sankaupą ir turinčių panašias geologines ir geografines savybes. Gamybos dešimtmetis atsirado iš Barnett Shale pjesės Teksase. Kuriant „Barnett skalūną“ įgyta patirtis ir informacija padidino skalūnų dujų plėtros visoje šalyje efektyvumą.

Kitos svarbios pjesės yra Marcellus Shale ir Utica Shale rytinėse JAV dalyse; Haynesville skalūnas ir Fayetteville skalūnas Luizianoje ir Arkanzase. Tyrinėtojai ir geologai nustato tinkamas gręžinių vietas tose vietose, kuriose yra galimybė ekonomiškai gaminti dujas, naudodamiesi paviršiaus stebėjimo metodais ir kompiuteriu sukurtais grunto žemėlapiais.

Horizontalus gręžimas

Skalūnų dujoms gaminti naudojami du pagrindiniai gręžimo būdai. Horizontalus gręžimas yra naudojamas siekiant suteikti geresnę prieigą prie dujų, įstrigusių giliai susidarančiame darinyje. Pirmiausia vertikalus šulinys yra gręžiamas į tikslinę uolieną. Esant pageidaujamam gyliui, gręžtuvas pasukamas į gręžinį, kuris driekiasi per rezervuarą horizontaliai, atidengdamas šulinį daugiau gaminančių skalūnų.

Diagrama, rodanti horizontaliojo šulinio su hidraulinio ardymo zona koncepciją. Vaizdo autorinės teisės.

Hidraulinis ardymas

Hidraulinis ardymas (paprastai vadinamas „suskaidymu“ arba „hidrofrakcija“) yra metodas, kurio metu vanduo, chemikalai ir smėlis pumpuojami į šulinį, kad būtų atlaisvinti angliavandeniliai, įstrigę skalūnų formacijose, atidarant įtrūkimus (įtrūkimus) uolienoje ir leidžiant gamtines dujas. tekėti iš skalūno į šulinį. Kai hidraulinis ardymas naudojamas kartu su horizontaliu gręžimu, dujų gamintojai gali gauti skalūnų dujas už priimtiną kainą. Be šių metodų gamtinės dujos greitai nepatenka į šulinį, o komerciniai kiekiai negali būti gaminami iš skalūnų.

Įprasti dujų rezervuarai sukuriami, kai gamtinės dujos migruoja į Žemės paviršių iš organinių šaltinių, turinčių daug organinių šaltinių, į labai pralaidžią rezervuaro uolieną, kur jos yra įstrigusios viršutinio nepralaidžios uolienos sluoksnio.

Skalūnų dujos palyginti su įprastinėmis dujomis

Įprasti dujų rezervuarai sukuriami, kai gamtinės dujos migruoja į Žemės paviršių iš organinių šaltinių, turinčių daug organinių šaltinių, į labai pralaidžią rezervuaro uolieną, kur jos yra įstrigusios viršutinio nepralaidžios uolienos sluoksnio. Tuo tarpu skalūnų dujų ištekliai susidaro iš organinių skalūnų šaltinių uolienų. Mažas skalūno pralaidumas labai trukdo dujoms pereiti į labiau pralaidžias rezervuaro uolienas. Neatlikus horizontalaus gręžimo ir hidraulinio ardymo, skalūnų dujų gavyba būtų ekonomiškai neįmanoma, nes gamtinės dujos iš susidarymo neištektų pakankamai dideliu greičiu, kad pateisintų gręžimo išlaidas.

Diagrama, kurioje parodytos skalūnų dujų prognozės iš PAV, Metinė energetikos apžvalga 2011 m., PAV vaizdas.

Gamtinės dujos: švariai deginantis kuras

Natūralios dujos dega švariau nei anglis ar nafta. Deginant gamtines dujas išmetama žymiai mažiau pagrindinių teršalų, įskaitant anglies dioksidą (CO₂), azoto oksidai ir sieros dioksidas, nei deginant akmens anglį ar naftą. Kai gamtinės dujos naudojamos efektyviose kombinuoto ciklo elektrinėse, jos gali išmesti mažiau nei pusę CO₂ deginant anglį, vienam energijos vienetui.

Aplinkosaugos problemos

Tačiau yra keletas galimų aplinkos problemų, susijusių ir su skalūnų dujų gamyba. Gręžimas skalūnų dujomis turi didelių vandens tiekimo problemų. Gręžiniams gręžti ir ardyti reikia daug vandens. Kai kuriuose šalies rajonuose didelis vandens naudojimas skalūnų dujoms gaminti gali paveikti vandens tiekimą kitoms reikmėms ir vandens vandens buveines.

Gręžiant ir ardant, taip pat susidaro didelis kiekis nuotekų, kuriose gali būti ištirpusių cheminių medžiagų ir kitų teršalų, kuriuos reikia pašalinti prieš šalinant ar pakartotinai naudojant. Dėl sunaudoto vandens kiekio ir tam tikrų naudojamų chemikalų apdorojimo sudėtingumo nuotekų valymas ir šalinimas yra svarbi ir sudėtinga problema.

Netinkamai valdant, hidraulinis skilimo skystis gali būti išleistas išsiliejus, nutekėjus ar atliekant įvairius kitus poveikio būdus. Galimas pavojingų cheminių medžiagų naudojimas skaldomajame skystyje reiškia, kad bet koks šio skysčio išmetimas gali užteršti aplinkines teritorijas, įskaitant geriamojo vandens šaltinius, ir neigiamai paveikti natūralias buveines.