Koncesje

Technologia wydobycia

Łupki zwykle mają przepuszczalność niewystarczającą do zapewnienia przepływu do odwiertu, dotychczas nie wykorzystywano ich jako źródła gazu. Spośród innych „niekonwencjonalnych” źródeł gazu ziemnego wymienić należy także metan ze złóż węgla, niektóre piaskowce, oraz hydraty metanu.

Pozyskiwanie gazu ze skały o niskiej przepuszczalności wymaga jej perforacji. Gaz łupkowy produkowany był z łupków z naturalnymi szczelinami; W ciągu ostatnich lat rozpracowano technologię kruszenia hydraulicznego, w celu stworzenia sztucznych pęknięć w okolicy odwiertów.

Wydobycie gazu z łupków za pomocą odwiertów:

  • odwiert pionowy – pozwala na osiągnięcie odpowiedniej głębokości
  • odwiert poziomy – pozwala na penetrację formacji złożowej

Głębokości odwiertu pionowego:

  • Marcellus Shale, USA: 1,8 – 2,1 km
  • Barnett Shale, USA: 2,1 – 2,7 km
  • w warunkach polskich: 3,0 – 4,5 km

Długość poziomych odcinków kierunkowych – obecnie może dochodzić już do 3,5 km Liczba odwiertów poziomych wykonanych z pojedynczej lokalizacji – od 10 do 20

Gaz łupkowy występuje w skałach o bardzo małej przepuszczalności, nie wystarczy więc się dowiercić do pokładów gazonośnych, trzeba jeszcze uruchomić przepływ. Przepływ uruchamia się przez zabiegi szczelinowania hydraulicznego, które powodują poprawę przepuszczalności skały zbiornikowej, ale jedynie w zasięgu oddziaływania tych zabiegów – w strefie do kilkudziesięciu metrów od odwiertu. Efektywne wykorzystanie złoża wymaga więc stosunkowo gęstej siatki odwiertów.

Powierzchnia obszaru zajmowanego na potrzeby prowadzenia poszukiwania i eksploatacji gazu łupkowego wynosi zwykle od 0,5 do 3 ha. Na tym terenie charakterystyczne są zbiorniki na płyny technologiczne. Dodatkowo wymagana jest odpowiednia infrastruktura drogowa dla ciężkich pojazdów W przypadku eksploatacji potrzebna jest również odpowiednia infrastruktura do przesyłu pozyskiwanego gazu

Zanim rozpoczną się prace następuje :

1. Rozpoznanie warunków geologicznych
  • głębokość występowania złoża
  • miąższość i rozprzestrzenienie formacji gazonośnych
  • szczelność nadkładu
  • tektonika
  • stopień konfliktowości z innymi złożam
2. Rozpoznanie warunków hydrogeologicznych
  • środowisko wodno-gruntowe
  • poziomy wodonośne → głębokość występowania, izolacja od powierzchni terenu, kierunki przepływu w warstwach wodonośnych, miąższość warstw wodonośnych, ciśnienia …
3. Rozpoznanie warunków środowiskowych – stan bazowy

Źródło: ALL Consulting, za: „Modern Shale Gas Development in the United States: A Primer”, U.S. Department of Energy, NETL

Konstrukcja otworu pionowego powinna zapewnić izolację poszczególnych przewiercanych warstw.

Szczelinowanie hydrauliczne (ang. hydraulic fracturing)

  • Proces stymulacji przepływu gazu w skale zbiornikowej, zabieg stosowany również w wydobyciu węglowodorów ze złóż konwencjonalnych, ale dotychczas w Polsce tylko w otworach pionowych i na niewielką skalę;

  • W przypadku złóż niekonwencjonalnych, ze względu na efektywność, przeprowadzany obecnie w poziomych odcinkach odwiertów;
  • Polega na sekwencyjnym zatłaczaniu dużej ilości płynów szczelinujących do pokładów łupków gazonośnych pod wysokim ciśnieniem;
  • Wytworzone w efekcie szczeliny nie zamykają się dzięki zastosowaniu materiału podsadzkowego, co umożliwia wyzwolenie gazu i jego przepływ do otworu

Liczba zabiegów szczelinowania hydraulicznego wykonywana w pojedynczym otworze poziomym: od 10 do 30 Zasoby wody przechowuje się zazwyczaj w sztucznych zbiornikach lub w zbiornikach mobilnych Płyn szczelinujący przygotowuje się bezpośrednio przed zatłoczeniem. Część zatłoczonego płynu wraca na powierzchnię jako płyn zwrotny, ale jego skład chemiczny jest zmieniony w wyniku ługowania skał Płyn zwrotny może być do pewnego stopnia powtórnie wykorzystany.

Płyn szczelinujący

  • woda słodka lub nisko zmineralizowana solanka, od 1 000 do 5 000 m3 na pojedynczy zabieg

  • substancje chemiczne, regulujące m.in.: lepkość, ciężar właściwy, pH, eliminujące bakterie, zapobiegające korozji; mniej niż 0,5% (przy użyciu 5 000 m3 wody 25 t chemikaliów)

  • materiał podsadzkowy (tzw. propant): piasek, materiały ceramiczne, metalowe i plastikowe kulki, płyny polimerowe przekształcające się w siatkę splątanych włókien; około 250 ton na jeden zabieg

  • tłoczony do otworu pod ciśnieniem nawet powyżej 600 barów

 Zasoby wód podziemnych

lupa Koncesje

 lupa Koncesje

  • Duży pobór wody w krótkim czasie
  • Lokalizacja i zagęszczenie otworów na tle potencjalnych źródeł wody
  • Konieczność utylizacji ogromnej ilości płynu zwrotnego

 

Potencjalne źródła zaopatrzenia w wodę :

  • Wody powierzchniowe
  • Wody podziemne płytko występujące – pierwszy poziom wodonośny (PPW)
  • Wody podziemne głębszych poziomów – użytkowe poziomy wodonośne, w tym GUPW
  • Solanki płytszych formacji (kreda, jura)
  • Wody poprodukcyjne
  • Oczyszczony płyn zwrotny

                                       Zasoby wód podziemnych

lupa Koncesje

lupa Koncesje

 

Wykorzystanie wód podziemnych w Polsce

Zasoby dostępne do zagospodarowania w Polsce :

  • 37 331 059 m3/24h = 13 626 mln m3/rok

Obecny pobór rejestrowany wód podziemnych:

  • 1 585 mln m3/rok

Wykorzystanie zasobów :

  • ok. 11,6%

Źródło : Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy