Specyfika gazu w łupkach

Na światowych rynkach obserwuje się długoterminową tendencję wzrostową cen ropy i gazu. To jeden z ważniejszych powodów tego, że w wielu państwach poszukiwane są niekonwencjonalne źródła energii. Jednym z nich jest gaz łupkowy.

Niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego w Polsce występują w skałach ilastych (łupkach) – tzw. shale gas, w zbitych, słabo przepuszczalnych piaskowcach i w skałach węglanowych (ang. tight gas) oraz w pokładach węgla kamiennego (ang. coal-bed methane) (rys.).

Konwencjonalne i niekonwencjonalne zasoby gazu ziemnego

Konwencjonalne i niekonwencjonalne zasoby gazu ziemnego

Jedną z najważniejszych cech odróżniających gaz ziemny w łupkach i gaz zamknięty w słabo przepuszczalnych piaskowcach od złóż konwencjonalnych jest brak samoistnego przypływu gazu do otworu w ilościach ekonomicznie uzasadnionych eksploatacją. Powoduje to konieczność stosowania kosztownych technik stymulowania przypływu (hydraulicznego szczelinowania górotworu wokół otworów wiertniczych) oraz gęstej siatki wierceń eksploatacyjnych. Konieczne jest wiercenie otworów kierunkowych i poziomych, co umożliwia przewiercenie większej ilości naturalnych szczelin i mikroszczelin oraz wszechstronne rozszczelnienie górotworu metodami stymulacji hydraulicznej.

Dlaczego gaz z łupków?

Jest kilka powodów zainteresowania gazem w łupkach, ale najważniejszy z nich to ceny ropy i gazu na światowych rynkach. Kiedy baryłka ropy kosztowała poniżej 10 dol., to związany z ropą gaz kosztował również bardzo mało. Jednak kiedy te ceny w ostatnich latach rosły i biły w 2008 r. rekordy, okazało się, że już warto sięgnąć po gaz z łupków. Technologia jego wydobycia w ostatnich latach bardzo się rozwinęła. Podobnie jest w przypadku uważanych dotąd za niedostępne złóż gazu występujących w głęboko położonych i słabo przepuszczalnych piaskowcach oraz gazu w złożach węgla kamiennego. Łącznie z tych trzech źródeł, zwanych niekonwencjonalnymi, USA pokrywają już kilkadziesiąt procent swojego zapotrzebowania na błękitne paliwo. Co więcej, specjaliści oceniają, że za 10 lat będzie z nich pochodziła ponad połowa spalanego w tym kraju gazu. Sprzyja temu wielka w porównaniu z Europą konkurencja między firmami na amerykańskim rynku energetycznym. Gaz w USA jest tańszy niż w Europie. A trzeba pamiętać, że Ameryka zużywa olbrzymie ilości tego surowca. Tamtejszy rynek wpływa decydująco na ceny ropy na świecie.

Wieża wiertnicza w Łebieniu. Archiwum Lane Energy Poland.

Każda z wymienionych form złóż niekonwencjonalnych występuje w regionach geologicznych Polski i w różnych wiekowo formacjach skalnych. Poszukiwanie i rozpoznanie złóż gazu w skałach ilastych (łupkach), ale również w słabo przepuszczalnych piaskowcach (tight gas) w Polsce jest na etapie koncepcji intelektualnych i przygotowywanych projektów poszukiwawczych w przedsiębiorstwach zagranicznych i krajowych w obrębie pozyskanych stref koncesyjnych.

Według informacji Ministerstwa Środowiska 1 kwietnia br. poszukiwania niekonwencjonalnych złóż gazu łupkowego prowadzą w Polsce łącznie na 11 koncesjach dwie firmy z kapitałem amerykańskim oraz jedna z kapitałem australijskim. Koleje 14 firm zagranicznych posiada 40 koncesji na łączne poszukiwania i rozpoznanie konwencjonalnych i niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Według informacji Ministerstwa Środowiska toczy się kolejnych 21 postępowań w sprawie udzielenia koncesji na poszukiwanie i rozpoznawanie złóż konwencjonalnych i niekonwencjonalnych, z czego 19 wniosków koncesyjnych dotyczy poszukiwania złóż gazu z łupków.

Od 1997 r. wraz z wzrastającymi cenami gazu ziemnego rośnie produkcja gazu z łupków w USA. W 1997 r. udział „shale gas” w USA stanowi zaledwie 1,6% całkowitej produkcji krajowej, by wzrosnąć w 2006 r. do 5,9% i do 10% w 2009 r. Zasoby wydobywalne gazu w łupkach ilastych w USA i Kanadzie szacuje się wg US Federal Energy Regulatory Commission na 20 bilionów m3.

Amerykańskie prognozy

Eksperci uważają, że najlepsze w Europie warunki do rozpoznania stref z „shale gas” są związane z basenami sedymentacyjnymi Polski. Dostrzega się w niektórych strefach analogie geologiczne i geochemiczne do basenów USA.

Bardzo prawdopodobne jest występowanie tego typu złóż gazu ziemnego w odniesieniu do łupków dolnego paleozoiku na platformie wschodnioeuropejskiej. Jest to obszar przecinający szerokim pasem Polskę z północnego-zachodu na południowy-wschód, od Pomorza przez Mazowsze i zachodnie Podlasie i po Lubelszczyznę. Złoża te mogą występować na głębokości od 2500-3000 m we wschodniej części tego pasa i do 4000-4500 m w jego części zachodniej.

Firmy konsultacyjne Wood MacKenzie oceniają zasoby wydobywalne gazu ziemnego dla dolnopaleozoicznego basenu w Polsce na 1 bilion 400 miliardów, a Advanced Rest Int. na ok. 3 biliony. Należy zwrócić uwagę, że nie podano metodyki, wg której mogły zostać obliczone zasoby. Powinniśmy wziąć także pod uwagę, że nie odkryto w Polsce ani jednego złoża w skałach ilastych, nie został wykonany również ani jeden otwór wiertniczy przewiercający potencjalne strefy złożowe. Do oceny zasobów wykorzystano niewielką ilość danych.

Należy podkreślić, że parametry geologiczne i geochemiczne kompleksów w łupkach w Polsce są z reguły gorsze od formacji łupkowych w basenach USA, które stanowią klasyczne przykłady basenów z gazem w łupkach. Takim najlepiej rozpoznanym basenem naftowym z gazem ziemnym w łupkach jest Fort Worth w Teksasie, gdzie formacją zawierającą gaz ziemny są dolnokarbońskie łupki Barnett. Unikalnym aspektem łupków Barnett jest lokalizacja na wysoko zurbanizowanym obszarze, gdzie, jak się przewiduje, do końca 2010 r. zostanie odwierconych łącznie 1160 otworów wiertniczych.

Formacja dolnokarbońska łupków Barnett zawiera jedne z największych akumulacji gazowych w obszarze lądowym USA. Jednak kluczem do optymalnego wydobycia jest przepuszczalność, która jest minimalna i wynosi tysięczne i dziesięciotysięczne części mD.

Według B. Fostera z firmy Devon tylko 16% gazu ziemnego z łupków Burnett jest wydobywanych, pozostałe 84%, co wiąże się z niedoskonałością metod stymulacji górotworu wokół otworów wiertniczych.

Dylematy

Z eksploatacją gazu ziemnego z łupków związane są problemy środowiskowe, dotyczące nie tylko samego procesu wiercenia, ale przede wszystkim utylizacji dużych ilości wody, transportu samochodowego i emisji hałasu. Trudności nastręcza też wydobycie w obszarach zurbanizowanych. Niewątpliwie wiercenia otworów horyzontalnych zmniejsza zagrożenie dla środowiska.

Przewidywanie i potwierdzenie możliwości zasobowych eksploatacji gazu ziemnego z łupków ilastych otrzymamy po odwierceniu pierwszych otworów poszukiwawczo-rozpoznawczych. A więc za 4-5 lat otrzymamy wstępną odpowiedź na pytanie, czy mamy wystarczające zasoby gazu ziemnego i czy eksploatacja jest uzasadniona ekonomicznie.

Rozwiercenie i udostępnienie do produkcji złoża gazu ziemnego w łupkach jest bardziej skomplikowane i czasochłonne niż w przypadku złóż konwencjonalnych. Doprowadzenie do docelowej, w pełni rozwiniętej produkcji takiego gazu z basenu może nastąpić za kilkanaście lat. Jeśli potwierdzimy zasoby wydobywalne gazu ziemnego w łupkach to wymagać to będzie odwiercenia setek, a przy dużych zasobach tysięcy otworów eksploatacyjnych.

Budowanie przyszłości gazowej Polski w oparciu o analizowane zasoby gazu w łupkach ilastych byłoby w najbliższych latach ryzykowne. Dopiero za kilka lat będziemy wiedzieć, ile łupki ilaste zawierają gazu, a w najbliższym okresie powinniśmy podpisać kontrakt na długoterminowe dostawy importowanego gazu i jak najlepiej wykorzystać konwencjonalne krajowe zasoby gazu ziemnego.

prof. dr hab. inż. Wojciech Górecki, Katedra Surowców Energetycznych, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Opublikowano: Ecomanager Numer 8/2010 (07)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *