المحتوى
- ما هو الغاز الصخري ولماذا هو مهم؟
- الحفر الأفقي والتكسير الهيدروليكي
- الولايات المتحدة لديها وفرة الغاز الصخري الموارد
- يكفي لمدة 110 سنوات من الاستخدام
- ما هو "اللعب" الصخري؟
- الحفر الأفقي
- التكسير الهيدروليكي
- الغاز الصخري مقابل الغاز التقليدي
- الغاز الطبيعي: وقود محترق
- مخاوف بيئية
خريطة للغاز الصخري الرئيسي تلعب في 48 ولاية ، بما في ذلك الأحواض الرسوبية التي تحتوي عليها. اضغط لرؤيه مكبره.
ما هو الغاز الصخري ولماذا هو مهم؟
يشير الغاز الصخري إلى الغاز الطبيعي المحاصر داخل التكوينات الصخرية. الصخور هي صخور رسوبية ذات حبيبات دقيقة يمكن أن تكون مصادر غنية للنفط والغاز الطبيعي.
الحفر الأفقي والتكسير الهيدروليكي
خلال العقد الماضي ، أتاح الجمع بين الحفر الأفقي والكسر الهيدروليكي الوصول إلى كميات كبيرة من الغاز الصخري التي كانت غير اقتصادية في السابق لإنتاجها. أدى إنتاج الغاز الطبيعي من التكوينات الصخرية إلى تنشيط صناعة الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة.
يوفر هذا الفيديو نظرة عامة على الغاز الصخري ، بدءًا من أول بئر للغاز بالقرب من فريدونيا ، نيويورك في عام 1821 وحتى يناير 2010 ، بالإضافة إلى مسرحيات الغاز الصخري الرئيسية. المتحدث هو جون كورتيس ، أستاذ الكيمياء الجيولوجية ومدير وكالة الغاز المحتمل في كلية كولورادو للمناجم.
الولايات المتحدة لديها وفرة الغاز الصخري الموارد
من الغاز الطبيعي المستهلك في الولايات المتحدة في عام 2009 ، تم إنتاج 87 ٪ محليا. وبالتالي ، فإن إمداد الغاز الطبيعي لا يعتمد على المنتجين الأجانب بقدر الإمداد بالنفط الخام ، ونظام الإمداد أقل عرضة للانقطاع. إن توفر كميات كبيرة من الغاز الصخري سيسمح للولايات المتحدة باستهلاك كميات كبيرة من الغاز المحلي.
وفقًا لتقرير EIA السنوي حول الطاقة لعام 2011 ، تمتلك الولايات المتحدة 2،552 تريليون قدم مكعب من موارد الغاز الطبيعي المحتملة. يمثل الغاز الطبيعي الناتج عن الموارد الصخرية ، والذي يعتبر غير اقتصادي منذ بضع سنوات فقط ، 827 تريليون قدم مكعب من تقدير هذا المورد ، أي أكثر من ضعف التقدير المنشور في العام الماضي.
يوفر هذا الفيديو نظرة عامة على الغاز الصخري ، بدءًا من أول بئر للغاز بالقرب من فريدونيا ، نيويورك في عام 1821 وحتى يناير 2010 ، بالإضافة إلى مسرحيات الغاز الصخري الرئيسية. المتحدث هو جون كورتيس ، أستاذ الكيمياء الجيولوجية ومدير وكالة الغاز المحتمل في كلية كولورادو للمناجم.
يكفي لمدة 110 سنوات من الاستخدام
وبمعدل استهلاك الولايات المتحدة لعام 2009 (حوالي 22.8 تريليون قدم مكعب في السنة) ، فإن 2562 تريليون قدم مكعب من الغاز الطبيعي تكفي لتوفير حوالي 110 سنوات من الاستخدام. زادت تقديرات موارد وإنتاج الغاز الصخري بشكل كبير بين تقارير Outlook 2010 و 2011 ومن المرجح أن تزداد في المستقبل.
رسم تخطيطي يوضح هندسة موارد الغاز الطبيعي التقليدية وغير التقليدية. صورة عن طريق تقييم الأثر البيئي. اضغط لرؤيه مكبره.
ما هو "اللعب" الصخري؟
يوجد غاز الصخر الزيتي في "مسرحيات" الصخر الزيتي ، وهي تشكيلات صخرية تحتوي على تراكمات كبيرة من الغاز الطبيعي والتي تشترك في خصائص جيولوجية وجغرافية مماثلة. لقد حان عقد من الإنتاج من مسرحية Barnett Shale في تكساس. أدت الخبرة والمعلومات المكتسبة من تطوير Barnett Shale إلى تحسين كفاءة تطوير الغاز الصخري في جميع أنحاء البلاد.
مسرحيات مهمة أخرى هي مارسيلوس شيل وأوتيكا شال في شرق الولايات المتحدة ؛ و Haynesville Shale و Fayetteville Shale في لويزيانا وأركنساس. يقوم المساحون والجيولوجيون بتحديد مواقع الآبار المناسبة في المناطق التي يمكن أن ينتج عنها إنتاج اقتصادي للغاز باستخدام كل من تقنيات المراقبة على مستوى سطح الأرض والخرائط التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر في باطن الأرض.
الحفر الأفقي
تستخدم تقنيتان رئيسيتان للحفر لإنتاج الغاز الصخري. يتم استخدام الحفر الأفقي لتوفير وصول أكبر للغاز المحاصرين بعمق في التكوين المنتج. أولاً ، يتم حفر بئر عمودي لتشكيل الصخور المستهدفة. عند العمق المطلوب ، يتم تشغيل لقمة الحفر لحفر بئر تمتد عبر الخزان أفقياً ، مما يعرض البئر إلى المزيد من الصخر المنتج.
رسم تخطيطي يوضح مفهوم البئر الأفقي مع منطقة التكسير الهيدروليكي. حقوق الطبع والنشر صورة.
التكسير الهيدروليكي
التكسير الهيدروليكي (يُطلق عليه عادة "التكسير" أو "التكسير بالهيدروجين") هو تقنية يتم فيها ضخ المياه والمواد الكيميائية والرمل في البئر لإلغاء قفل الهيدروكربونات المحتجزة في التكوينات الصخرية عن طريق فتح شقوق (الكسور) في الصخر والسماح بالغاز الطبيعي لتتدفق من الصخر الزيتي إلى البئر. عند استخدامه بالاقتران مع الحفر الأفقي ، فإن التكسير الهيدروليكي يمكّن منتجي الغاز من استخراج الغاز الصخري بتكلفة معقولة. بدون هذه التقنيات ، لا يتدفق الغاز الطبيعي إلى البئر بسرعة ، ولا يمكن إنتاج الكميات التجارية من الصخر الزيتي.
يتم إنشاء خزانات الغاز التقليدية عندما يهاجر الغاز الطبيعي باتجاه سطح الأرض من تكوين مصدر غني بالعضوية إلى صخرة مكبونية عالية النفاذية ، حيث يتم احتجازها بطبقة مغمورة من الصخور غير المنفذة.
الغاز الصخري مقابل الغاز التقليدي
يتم إنشاء خزانات الغاز التقليدية عندما يهاجر الغاز الطبيعي باتجاه سطح الأرض من تكوين مصدر غني بالعضوية إلى صخرة مكبونية عالية النفاذية ، حيث يتم احتجازها بطبقة مغمورة من الصخور غير المنفذة. في المقابل ، تتشكل موارد غاز الصخر الزيتي داخل الصخر الصخري الغني بالمواد العضوية. نفاذية منخفضة من الصخر يمنع بشكل كبير الغاز من الهجرة إلى الصخور أكثر نفاذية الخزان. بدون الحفر الأفقي والتكسير الهيدروليكي ، لن يكون إنتاج الغاز الصخري ممكنًا اقتصاديًا لأن الغاز الطبيعي لن يتدفق من التكوين بمعدلات مرتفعة بما يكفي لتبرير تكلفة الحفر.
رسم بياني يوضح الغاز الصخري المنبثق من تقييم التأثير البيئي ، توقعات الطاقة السنوية لعام 2011. صورة من تقييم الأثر البيئي.
الغاز الطبيعي: وقود محترق
الغاز الطبيعي أكثر احتراقًا من الفحم أو الزيت. يحترق احتراق الغاز الطبيعي مستويات أقل بكثير من الملوثات الرئيسية ، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون (CO2أكاسيد النيتروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، مما يفعله احتراق الفحم أو الزيت. عند استخدامه في محطات الطاقة ذات الدورة المركبة الفعالة ، يمكن أن ينبعث احتراق الغاز الطبيعي أقل من نصف كمية ثاني أكسيد الكربون2 كما حرق الفحم ، لكل وحدة من الطاقة صدر.
مخاوف بيئية
ومع ذلك ، هناك بعض القضايا البيئية المحتملة المرتبطة أيضًا بإنتاج الغاز الصخري. الحفر الغاز الصخري لديه مشاكل كبيرة في إمدادات المياه. يتطلب حفر وكسر الآبار كميات كبيرة من الماء. في بعض مناطق البلد ، قد يؤثر الاستخدام الكبير للمياه لإنتاج الغاز الصخري على توفر المياه للاستخدامات الأخرى ، ويمكن أن يؤثر على الموائل المائية.
كما ينتج عن الحفر والكسر كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي ، والتي قد تحتوي على مواد كيميائية مذابة وغيرها من الملوثات التي تتطلب معالجة قبل التخلص منها أو إعادة استخدامها. نظرًا لكميات المياه المستخدمة ، والتعقيدات الكامنة في معالجة بعض المواد الكيميائية المستخدمة ، تعد معالجة مياه الصرف الصحي والتخلص منها مسألة مهمة وصعبة.
في حالة سوء الإدارة ، يمكن تحرير مائع التكسير الهيدروليكي عن طريق الانسكابات أو التسربات أو مسارات التعرض الأخرى المختلفة. يعني استخدام المواد الكيميائية التي يحتمل أن تكون خطرة في مائع التكسير أن أي إطلاق لهذا المائع يمكن أن يؤدي إلى تلوث المناطق المحيطة ، بما في ذلك مصادر مياه الشرب ، ويمكن أن يؤثر سلبًا على الموائل الطبيعية.