Innehåll
- Vad är skiffergas och varför är det viktigt?
- Horisontell borrning och hydraulisk sprickbildning
- USA har överflödiga skiffergasresurser
- Tillräckligt för 110 års användning
- Vad är en skiffer "Play"?
- Horisontell borrning
- Hydraulisk spräckning
- Skiffergas kontra konventionell gas
- Naturgas: ett rent brinnande bränsle
- Miljöproblem
Karta över de viktigaste skiffergaserna spelar i de lägre 48 staterna, inklusive de sedimentära bassängerna som innehåller dem. Klicka för större bild.
Vad är skiffergas och varför är det viktigt?
Skiffergas avser naturgas som fångas i skifferformationer. Skiffer är finkorniga sedimentära bergarter som kan vara rika källor till petroleum och naturgas.
Horisontell borrning och hydraulisk sprickbildning
Under det senaste decenniet har kombinationen av horisontell borrning och hydraulisk sprickning möjliggjort tillgång till stora volymer skiffergas som tidigare var oekonomiskt att producera. Produktionen av naturgas från skifferformationer har förnyat naturgasindustrin i USA.
Den här videon ger en översikt över skiffergas, med början med den första gasbrunnen nära Fredonia, New York 1821 fram till januari 2010 och den stora skifergasen spelar. Talaren är John Curtis, professor i geokemi och chef för Potential Gas Agency vid Colorado School of Mines.
USA har överflödiga skiffergasresurser
Av naturgas som förbrukades i USA 2009 producerades 87% inhemskt; således är leveransen av naturgas inte lika beroende av utländska producenter som leveransen av råolja, och leveranssystemet är mindre utsatt för avbrott. Tillgången på stora mängder skiffergas kommer ytterligare att göra det möjligt för Förenta staterna att konsumera en övervägande inhemsk gasförsörjning.
Enligt MKB: s årliga energiutsikt 2011 har USA 2 552 biljoner kubikfot (Tcf) potentiella naturgasresurser. Naturgas från skifferresurser, som anses vara oekonomisk för bara några år sedan, står för 827 Tcf av denna resursberäkning, mer än dubbelt så mycket som uppskattningen förra året.
Den här videon ger en översikt över skiffergas, med början med den första gasbrunnen nära Fredonia, New York 1821 fram till januari 2010 och den stora skifergasen spelar. Talaren är John Curtis, professor i geokemi och chef för Potential Gas Agency vid Colorado School of Mines.
Tillräckligt för 110 års användning
Med den amerikanska konsumtionen 2009 (cirka 22,8 Tcf per år) räcker det med 2,552 Tcf naturgas för att ge cirka 110 års användning. Skiffergasresurs- och produktionsberäkningar ökade avsevärt mellan 2010- och 2011-rapporterna för 2011 och kommer sannolikt att öka ytterligare i framtiden.
Diagram som visar geometri för konventionella och okonventionella naturgasresurser. Bild av EIA. Klicka för större bild.
Vad är en skiffer "Play"?
Skiffergas finns i "skiffer", som är skifferformationer som innehåller betydande ansamlingar av naturgas och som har liknande geologiska och geografiska egenskaper. Ett decennium av produktion har kommit från Barnett Shale-spelet i Texas. Erfarenhet och information från Barnett Shale-utvecklingen har förbättrat effektiviteten i utveckling av skiffergas runt om i landet.
Andra viktiga spel är Marcellus Shale och Utica Shale i östra USA; och Haynesville Shale och Fayetteville Shale i Louisiana och Arkansas. Kartläggare och geologer identifierar lämpliga brunnslägen i områden med potential för ekonomisk gasproduktion genom att använda både observationsmetoder på ytnivå och datorgenererade kartor över undergrunden.
Horisontell borrning
Två stora borrtekniker används för att producera skiffergas. Horisontell borrning används för att ge större tillgång till gasen som fångas djupt i den producerande formationen. Först borras en vertikal brunn till den riktade bergformationen. På det önskade djupet vänds borrkronan till en borrning som sträcker sig horisontellt genom behållaren och utsätter brunnen för mer av den producerande skifferen.
Diagram som visar konceptet för en horisontell brunn med hydraulisk sprickzon. Bild copyright
Hydraulisk spräckning
Hydraulisk sprickbildning (vanligtvis kallad "fracking" eller "hydrofracking") är en teknik där vatten, kemikalier och sand pumpas in i brunnen för att låsa upp kolväten som fångas i skifferformationer genom att öppna sprickor (sprickor) i berget och tillåta naturgas att flyta från skiffer in i brunnen. Vid användning i samband med horisontell borrning möjliggör hydraulisk sprickbildning gasproducenter att utvinna skiffergas till rimlig kostnad. Utan dessa tekniker flödar naturgas inte snabbt till brunnen och kommersiella mängder kan inte produceras från skiffer.
Konventionella gasbehållare skapas när naturgas migrerar mot jordytan från en organisk rik källformation till mycket permeabelt reservoarberg, där den fångas av ett överliggande lager av ogenomträngligt berg.
Skiffergas kontra konventionell gas
Konventionella gasbehållare skapas när naturgas migrerar mot jordytan från en organisk rik källformation till mycket permeabelt reservoarberg, där den fångas av ett överliggande lager av ogenomträngligt berg. Däremot bildas skiffergasresurser i den organiska rika skifferkällan. Skifferens låga permeabilitet hindrar i hög grad gasen från att migrera till mer permeabla reservoarbergarter. Utan horisontell borrning och hydraulisk sprickbildning skulle produktion av skiffergas inte vara ekonomiskt genomförbar eftersom naturgasen inte skulle rinna från formationen med tillräckligt höga hastigheter för att motivera kostnaderna för borrning.
Diagram som visar skiffergasmätningen från MKB, årlig energiutsikt 2011. Bild av EIA.
Naturgas: ett rent brinnande bränsle
Naturgas brinner renare än kol eller olja. Förbränning av naturgas avger betydligt lägre nivåer av viktiga föroreningar, inklusive koldioxid (CO)2), kväveoxider och svaveldioxid än förbränningen av kol eller olja. När det används i effektiva kraftverk i kombinerad cykel kan förbränning av naturgas släppa ut mindre än hälften så mycket CO2 som kolförbränning, per frigiven enhet.
Miljöproblem
Det finns dock några potentiella miljöfrågor som också är förknippade med produktion av skiffergas. Skiffergasborrning har betydande problem med vattenförsörjningen. Borrning och sprickning av brunnar kräver stora mängder vatten. I vissa områden i landet kan betydande användning av vatten för skiffergasproduktion påverka tillgången på vatten för andra användningar och kan påverka akvatiska livsmiljöer.
Borrning och sprickbildning producerar också stora mängder avloppsvatten, som kan innehålla upplösta kemikalier och andra föroreningar som kräver behandling innan bortskaffande eller återanvändning. På grund av mängden vatten som används och de komplexitet som ingår i behandlingen av några av de kemikalier som används är avloppsrening och bortskaffande en viktig och utmanande fråga.
Om den inte hanteras kan den hydrauliska sprickvätskan frigöras genom spill, läckor eller olika exponeringsvägar. Användningen av potentiellt farliga kemikalier i sprickvätskan innebär att varje frisättning av denna vätska kan resultera i kontaminering av omgivande områden, inklusive dricksvattenkällor, och kan påverka de naturliga livsmiljöna negativt.