Vsebina
- Kaj je plin iz skrilavca in zakaj je pomemben?
- Vodoravno vrtanje in hidravlično lomljenje
- ZDA razpolagajo z bogatimi viri plina iz skrilavca
- Dovolj za 110 let uporabe
- Kaj je "igra" skrilavca?
- Vodoravno vrtanje
- Hidravlično lomljenje
- Plin iz skrilavca v primerjavi z običajnim plinom
- Zemeljski plin: čisto gorivo
- Okoljski pomisleki
Zemljevid glavnega plina iz skrilavca igra v spodnjih 48 stanjih, vključno s sedimentnimi bazeni, ki jih vsebujejo. Kliknite za večji pogled.
Kaj je plin iz skrilavca in zakaj je pomemben?
Plin iz skrilavca se nanaša na zemeljski plin, ki je ujet znotraj tvorbe skrilavca. Skrilavci so drobnozrnate sedimentne kamnine, ki so lahko bogati viri nafte in zemeljskega plina.
Vodoravno vrtanje in hidravlično lomljenje
V zadnjem desetletju je kombinacija vodoravnega vrtanja in hidravličnega lomljenja omogočila dostop do velikih količin plina iz skrilavca, ki je bil prej neekonomičen za proizvodnjo. Proizvodnja zemeljskega plina iz skrilavcev je pomladila industrijo zemeljskega plina v ZDA.
Ta video prikazuje pregled plina iz skrilavca, začenši s prvo vrtino za plin v bližini Fredonije v New Yorku leta 1821 do januarja 2010 in glavnimi igrami plina iz skrilavca. Govornik je John Curtis, profesor geokemije in direktor Agencije za potencialni plin na rudniški šoli v Koloradu.
ZDA razpolagajo z bogatimi viri plina iz skrilavca
87% zemeljskega plina, porabljenega v ZDA leta 2009, je bilo 87% proizvedenih na domačem trgu; tako dobava zemeljskega plina ni tako odvisna od tujih proizvajalcev, kot je dobava surove nafte, in dobavni sistem je manj moten. Razpoložljivost velikih količin plina iz skrilavca bo še naprej omogočila ZDA porabo pretežno domače oskrbe s plinom.
Glede na letni energetski izvid EIA za leto 2011 imajo ZDA 2,552 trilijona kubičnih metrov (Tcf) potencialnih virov zemeljskega plina. Zemeljski plin iz virov iz skrilavca, ki je bil pred nekaj leti ocenjen kot neekonomičen, predstavlja 827 Tcf te ocene virov, kar je več kot dvakrat več od ocene, objavljene lani.
Ta video prikazuje pregled plina iz skrilavca, začenši s prvo vrtino za plin v bližini Fredonije v New Yorku leta 1821 do januarja 2010 in glavnimi igrami plina iz skrilavca. Govornik je John Curtis, profesor geokemije in direktor Agencije za potencialni plin na rudniški šoli v Koloradu.
Dovolj za 110 let uporabe
Glede na porabo ameriške porabe v letu 2009 (približno 22,8 Tcf na leto) je 2552 Tcf zemeljskega plina dovolj za oskrbo približno 110 let uporabe. Ocene virov in proizvodnje plina iz skrilavca so se med poročili o napovedih za leti 2010 in 2011 znatno povečale in se bodo verjetno v prihodnosti še povečale.
Diagram, ki prikazuje geometrijo običajnih in nekonvencionalnih virov zemeljskega plina. Slika EIA. Kliknite za večji pogled.
Kaj je "igra" skrilavca?
Plin iz skrilavca najdemo v "igrah iz skrilavca", ki so tvorbe skrilavca, ki vsebujejo znatno nabiranje zemeljskega plina in imajo podobne geološke in geografske lastnosti. Desetletje produkcije je prišlo iz igre Barnett Shale v Teksasu. Izkušnje in informacije, pridobljene z razvojem skrilavca Barnett, so izboljšale učinkovitost razvoja plina iz skrilavca po vsej državi.
Druga pomembna igra sta Marcellus Shale in Utica Shale na vzhodu ZDA; in Šale Haynesville in Šale Fayetteville v Louisiani in Arkansasu. Geodeti in geologi s pomočjo tako tehnik opazovanja na površini kot tudi računalniško ustvarjenih zemljevidov podzemlja določijo primerne lokacije vrtin na območjih, ki bi lahko imela ekonomično proizvodnjo plina.
Vodoravno vrtanje
Za proizvodnjo plina iz skrilavca se uporabljata dve glavni tehniki vrtanja. Vodoravno vrtanje se uporablja za zagotavljanje večjega dostopa do ujetega plina globoko v tvorbi. Najprej se na ciljno kamnino izkoplje navpični vodnjak. Na želeni globini se vrtalnik vrti v vrtino, ki se razteza skozi rezervoar vodoravno, in izpostavlja vrtino večjemu številu proizvodnega skrilavca.
Diagram, ki prikazuje koncept vodoravne vrtine z območjem hidravličnega loma. Avtorske pravice za slike.
Hidravlično lomljenje
Hidravlično lomljenje (običajno imenovano "fracking" ali "hidrofracking") je tehnika, pri kateri se v vrtino črpajo voda, kemikalije in pesek, da se odkrijejo ogljikovodiki, ujeti v skrilavčeve skrilavce, z odpiranjem razpok (lomov) v skali in omogočanjem zemeljskega plina da teče iz skrilavca v vodnjak. Če se uporablja skupaj z vodoravnim vrtanjem, hidravlično lomljenje omogoča proizvajalcem plina, da črpajo plin iz skrilavca po razumni ceni. Brez teh tehnik zemeljski plin ne odteka v vrtino in komercialne količine se ne morejo proizvajati iz skrilavca.
Konvencionalni rezervoarji za plin nastajajo, ko zemeljski plin migrira na površje Zemlje iz organskega izvora bogatega izvora v zelo prepustno akumulacijsko skalo, kjer ga ujame prekrivajoča se plast neprepustne kamnine.
Plin iz skrilavca v primerjavi z običajnim plinom
Konvencionalni rezervoarji za plin nastajajo, ko zemeljski plin migrira na površje Zemlje iz organskega izvora bogatega izvora v zelo prepustno akumulacijsko skalo, kjer ga ujame prekrivajoča se plast neprepustne kamnine. V nasprotju s tem se viri plina iz skrilavca tvorijo znotraj organskih bogatega izvora skrilavca. Nizka prepustnost skrilavca močno zavira selitev plina v bolj prepustne skale rezervoarja. Brez vodoravnega vrtanja in hidravličnega lomljenja proizvodnja plina iz skrilavca ne bi bila ekonomsko izvedljiva, ker zemeljski plin ne bi tekel iz tvorbe z dovolj visokimi hitrostmi, da bi upravičil stroške vrtanja.
Grafikon, ki prikazuje plin iz skrilavca, ki je bil prepuščen EIA, Letni energetski izgledi 2011. Slika EIA.
Zemeljski plin: čisto gorivo
Zemeljski plin čisteje gori kot premog ali nafta. Izgorevanje zemeljskega plina odda bistveno nižje ravni ključnih onesnaževal, vključno z ogljikovim dioksidom (CO2), dušikovih oksidov in žveplovega dioksida, kot je zgorevanje premoga ali nafte. Če se uporablja v učinkovitih elektrarnah s kombiniranim ciklom, lahko zgorevanje zemeljskega plina odda manj kot polovico CO2 kot izgorevanje premoga na enoto sproščene energije.
Okoljski pomisleki
Vendar pa obstaja nekaj potencialnih okoljskih vprašanj, ki so povezana tudi s proizvodnjo plina iz skrilavca. Vrtanje plina iz skrilavca ima velike težave z oskrbo z vodo. Za vrtanje in lomljenje vodnjakov je potrebno veliko vode. Na nekaterih območjih države lahko velika poraba vode za proizvodnjo plina iz skrilavca vpliva na razpoložljivost vode za druge namene in lahko vpliva na vodne habitate.
Pri vrtanju in lomljenju nastanejo tudi velike količine odpadne vode, ki lahko vsebujejo raztopljene kemikalije in druge onesnaževalce, ki zahtevajo čiščenje pred odstranjevanjem ali ponovno uporabo. Čiščenje in odstranjevanje odpadnih voda sta zaradi količine porabljene vode in zapletenosti obdelave nekaterih uporabljenih kemikalij pomembno in zahtevno vprašanje.
Če nepravilno upravljate, se lahko tekočina s hidravličnim lomljenjem sprosti zaradi razlitja, puščanja ali različnih drugih poti izpostavljenosti. Uporaba potencialno nevarnih kemikalij v tekočini za lomljenje pomeni, da lahko vsako sproščanje te tekočine povzroči onesnaženje okoliških območij, vključno z viri pitne vode, in negativno vpliva na naravne habitate.