POSZUKIWANIE

Strategia poszukiwania gazu z łupków posiada swoją specyfikę i wymaga integracji różnych dziedzin wiedzy i praktyki przemysłu naftowego.

Jednym z pierwszych etapów procesu poszukiwania złóż gazu są prace sejsmiczne, które polegają na wysłaniu w głąb ziemi fal sejsmicznych, generowanych za pomocą zestawu specjalnych maszyn samobieżnych zwanych wibratorami.  W dużym uproszczeniu przypomina to lekarskie badanie USG, dzięki któremu zyskujemy wiedzę o budowie geologicznej badanego obszaru. Fale sejsmiczne odbijają się od granic warstw geologicznych. Różne własności fizyczne skał są powodem innych, specyficznych dla poszczególnych ich rodzajów, zmian parametrów odbitych fal. Te fale rejestrowane są na powierzchni za pomocą układu pomiarowego, którego podstawowym elementem są geofony. Efektem prac są przekroje geologiczne, które obrazują głębokość zalegania, grubość i ułożenie warstw geologicznych, w tym tych, w których mogą się znajdować pokłady gazu ziemnego. Badania sejsmiczne są bezpieczne dla ludzi, zwierząt i budynków. Użycie bezinwazyjnego źródła wzbudzania fali sejsmicznej minimalizuje oddziaływanie na środowisko, a dzięki precyzyjnej kontroli energii wzbudzanych drgań, możliwe jest prowadzenie prac w miastach, w bezpośredniej bliskości budynków. Badania takie nie mają również wpływu na poziom i jakość wód gruntowych.

Wykonanie badań geofizycznych w danym miejscu odbywa sie na podstawie uzyskanej koncesji na poszukiwanie i rozpoznanie węglowodorów i nie jest jednoznaczne z przyszłym wydobyciem gazu z łupków. Dopiero po udokumentowaniu przeprowadzonych prac i potwierdzeniu występowania gazu z z łupków na skalę przemysłową, właściciel koncesji na poszukiwanie ma pierwszeństwo do usyskania koncesji wydobywczej.

 

zloza w skalach lupkowych

Rys. Złoża w skałach łupkowych znajdują się znacznie głębiej niż konwencjonalne złoża gazu ziemnego

Prowadzenie poszukiwań rozpoczyna się od wiercenia otworu w celu pozyskania materiału geologicznego do badań i analiz oraz wykonania odpowiednich testów potwierdzających możliwość uzyskania przemysłowego przypływu gazu. Kolejnym etapem jest wytypowanie najbardziej interesujących poszukiwawczo poziomów tak, aby uzyskać odpowiedzi na pytanie – czy jest możliwość oraz ekonomicznie uzasadniona opłacalność udostępnienia nowo odkrytego złoża gazu łupkowego. 


Wiercenia horyzontalne (horizontal drilling)

W latach 60. XX wieku polski przemysł naftowy wykonywał pionowe wiercenia o głębokości 3000–3500 m. Odwierty te dostarczyły już wówczas wiedzy o obecności gazu w skałach łupkowych, ale jego wydobycie nie było możliwe z powodu ograniczeń technologicznych.

Poziome odwierty (horizontal drilling) zaczęto stosować na szeroką skalę w latach 90. ubiegłego wieku. Technika wiercenia horyzontalnego polega na początkowym wykonaniu pionowego otworu wiertniczego, a następnie, po osiągnięciu odpowiedniej głębokości, zakrzywieniu i stopniowym przejściu do odcinka poziomego na odległość od jednego do ponad czterech kilometrów od pionowego szybu. Zestaw wiertniczy zostaje wtedy wyposażony w specjalistyczne elementy niezbędne do wykonania odwiertu poziomego i jednoczesnego prowadzenia pomiarów aktualnej pozycji świdra. Po wywierceniu odcinka poziomego do otworu wpuszczana jest kolumna rur eksploatacyjnych, do której ponownie wtłaczany jest zaczyn cementowy. Wypełnia on przestrzeń między rurą eksploatacyjną a skałą, uszczelniając ją.

Po zakończeniu wiercenia wieża wiertnicza jest demontowana, a odwiert przygotowuje się do eksploatacji. Kolejnym etapem procesu jest perforacja dolnej części otworu, wykonywana za pomocą tzw. perforatora. W wyniku pracy perforatora w rurach okładzinowych, kamieniu cementowym oraz skale powstaje siatka mikroszczelin i mikrospękań umożliwiających przepływ gazu do otworu eksploatacyjnego. Z uwagi na znaczną głębokość, skutki perforacji nie są odczuwalne na powierzchni. Nie ma ona także wpływu na warstwy skał zalegające na mniejszych głębokościach.

Odwierty poziome nie wystarczą do efektywnej eksploatacji złóż gazu z łupków. Aby gaz mógł się wydobyć na powierzchnię skała łupkowa musi być udrożniona poprzez zabieg szczelinowania hydraulicznego. 

szczelinowanie poziome

Rys. Szczelinowanie hydrauliczne w odcinku poziomym

Szczelinowanie hydrauliczne (ang. hydraulic fracture; hydroszczelinowanie, kruszenie hydrauliczne) to proces technologiczny, którego celem jest zwiększenie wydajności odwiertu poprzez wtłoczenie pod wysokim ciśnieniem do znajdujących się głęboko pod ziemią warstw skał łupkowych wody z dodatkami chemicznymi i piaskiem.  Wpompowywana ciecz wciska się pod wpływem ciśnienia w szczeliny, rozsadzając je. Dla zapewnienia bezpieczeństwa, cały proces jest na bieżąco monitorowany. Woda wykorzystywana do procesu szczelinowania jest kupowana z sieci wodociągów gminnych, na podstawie umowy cywilno-prawnej lub pozwolenia wodno-prawnego w przypadku własnego ujęcia wód powierzchniowych.

Pod wpływem hydroszczelinowania w skale tworzą się cieniutkie szczeliny, których zamknięcie uniemożliwiają ziarnka piasku znajdujące się w płynie szczelinującym. Dzięki tym niewielkim szczelinom gaz uwalnia się ze skały do otworu w sposób kontrolowany, a następnie na powierzchnię ziemi. Ilość wykorzystywanej wody w procesie szczelinowania hydraulicznego nie ma destrukcyjnego wpływu na zaburzenie równowagi środowiska naturalnego. Z szacunków Państwowego Instytutu Geologicznego wynika, że roczne zużycie wody podczas 200 zabiegów  szczelinowania w ciągu 4 lat, stanowi ok. 1,3% ilości wody wykorzystywanej przez zakłady przemysłowe innego typu i wynosi ok. 0,6% łącznego rejestrowanego poboru wód podziemnych.

Proces perforacji i szczelinowania powtarza się kilkakrotnie na poziomym odcinku odwiertu, a po jego zakończeniu rozpoczyna się pozyskiwanie gazu wydobywającego się na powierzchnię


Płyn szczelinujący

Typowy płyn szczelinujący może składać się z ok. 99,5% wody i piasku. Pozostałe 0,5% stanowią dodatki chemiczne, których zadaniem jest usprawnienie procesu szczelinowania poprzez zmniejszanie tarcia, utrzymanie neutralnego pH, zapobieganie korozji oraz hamowanie rozprzestrzeniania się bakterii. Skład chemicznych dodatków płynu do szczelinowania może się różnić w zależności od zastosowanej technologii i właściwości skały. Wiele z nich stosowanych jest w produkcji kosmetyków, środków czyszczących i odkażających, dodatków do żywności oraz artykułów używanych powszechnie w gospodarstwie domowym. 

skladniki plynu szczelinujacego

Rys. Składniki płynu szczelinującego i ich powszechne zastosowanie 

Do zabiegu szczelinowania w jednym poziomym otworze potrzeba ok. 15 000–20 000 m3 wody. Pamiętajmy, że od 20 do 40, a w niektórych przypadkach nawet do 60% wody używanej do szczelinowania wraca w sposób kontrolowany na powierzchnię w czasie od kilku dni do kilku tygodni i może zostać użyta do ponownych zabiegów. Odzyskany po szczelinowaniu płyn jest magazynowany w odizolowanym, szczelnym zbiorniku i może być wykorzystany ponownie do zabiegu szczelinowania lub też, po podczyszczeniu, już w postaci ścieku utylizowany bądź odpadu zagospodarowany przez wyspecjalizowane firmy poza terenem wiertni w specjalnie do tego przeznaczonym miejscu, np. w oczyszczalni ścieków. W Polsce zabiegi szczelinowania, oparte na podobnych zasadach, wykorzystywane są w eksploatacji złóż ropy i gazu konwencjonalnego w skałach piaskowcowych już od 30 lat.

Proces szczelinowania hydraulicznego odbywa się głęboko poniżej poziomu źródeł wody pitnej. Użytkowe poziomy wody w Polsce występują na głębokości do około 200 m, natomiast warstwy gazonośne dzielą od warstw wodonośnych minimum 2 kilometry izolacji w postaci nieprzepuszczalnych skał. Otwór wiertniczy posiada podwójną warstwę izolacji złożoną z rur okładzinowych i cementu, co uniemożliwia przedostawanie się płynów z odwiertu do warstw wodonośnych i skał otaczających.

Poniżej znajduje się informacja dotycząca dokładnego składu płynu szczelinującego w otworze Lubocino 2H, na koncesji Wejherowo. W tabeli przedstawiono substancje wchodzące w skład preparatów chemicznych użytych do zabiegu (zgodnie z danymi przedstawionymi przez wykonawcę zabiegu oraz z kartami charakterystyki preparatów chemicznych).

 

Informacje na temat wykorzystanego płynu szczelinującego

 

Nazwa operatora

Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA

Data szczelinowania

01.01.2013

Nazwa odwiertu

Lubocino 2H

Nazwa koncesji

Wejherowo 4/2009/p

Gmina, Województwo

Krokowa

Długość geograficzna

X=762141

Szerokość geograficzna

Y=445075

Całkowita objętość użytej wody (m³)*

7 963,91

Procentowa zawartość wody w płynie

89,92 %

Procentowa zawartość propantu w płynie

7,52 %

Rzeczywista głębokość wertykalna (TVD)

2 924,4

 

Skład płynu szczelinującego:

 

Nazwa handlowa substancji chemicznej

Dostawca

Przeznaczenie

Składniki

Numer CAS (Chemical Abstract Service)

Maksymalne stężenie składników w dodatku (% masy)**

Maksymalne stężenie składników w płynie szczelinującym (% masy)**

Water

PGNiG SA

Medium bazowe

Woda

-

100

89,902

CarboProp 40/40

Halliburton

Propant

Krystaliczna krzemionka

66402-68-4

100

6,14

100 Mesh

Halliburton

Propant

Krzemionka, kwarc

14808-60-7

100

1,26

Sinterblast

Halliburton

Propant

Boksyt

1318-16-7

100

0,12

Clean WG

Halliburton

Środek żelujący

Nie zawiera szkodliwych substancji

-

100

0,22

Clean Break E

Halliburton

Breaker (łamacz)

Enzym hemicelulozy

9012-54-8

5

0,00

Clean Break XT

Halliburton

Breaker (łamacz)

Nie zawiera szkodliwych substancji

-

100

0,03

KCL

 

Halliburton

Stabilizator glin

Chlorek potasu

7447-40-7

100

2,27

 

Gas Perm 1000

Halliburton

Surfaktant

 

Ekstrakt z cytrusów

 

94266-47-4

 

30

 

0,01

Halliburton

Surfaktant

Terpeny, słodki olejek pomarańczowy

68647-72-3

30

0,01

Halliburton

Surfaktant

Terpen

/

10

0,00

Halliburton

Surfaktant

Izopropanol

67-63-0

30

0,01

Halliburton

Surfaktant

Polioxyalkilen

/

30

0,01

*Informacja obejmuje wszystkich źródła wody, tj. świeżą wodę, wodę produkcyjną i wodę po recyclingu
**Informacja uwzględnia maksymalną możliwość koncentracji, a tym samym łączna suma może przekraczać 100%


Wszystkie informacje podane na bazie otrzymanej od dostawcy karty bezpieczeństwa (Material Safety Data Sheets - MSDS). Zarówno operator jak i Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego nie są odpowiedzialne za dokładność i kompletność informacji. Wszelkie dodatkowe pytania dotyczące treści karty należy kierować do dostawcy płynu szczelinującego.

Materiał pochodzi ze strony internetowej Organizacji Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego  www.opppw.pl

Strategia poszukiwania gazu z łupków posiada swoją specyfikę i wymaga integracji różnych dziedzin wiedzy i praktyki przemysłu naftowego.

Jednym z pierwszych etapów procesu poszukiwania złóż gazu są prace sejsmiczne, które polegają na wysłaniu w głąb ziemi fal sejsmicznych, generowanych za pomocą zestawu specjalnych maszyn samobieżnych zwanych wibratorami.  W dużym uproszczeniu przypomina to lekarskie badanie USG, dzięki któremu zyskujemy wiedzę o budowie geologicznej badanego obszaru. Fale sejsmiczne odbijają się od granic warstw geologicznych. Różne własności fizyczne skał są powodem innych, specyficznych dla poszczególnych ich rodzajów, zmian parametrów odbitych fal. Te fale rejestrowane są na powierzchni za pomocą układu pomiarowego, którego podstawowym elementem są geofony. Efektem prac są przekroje geologiczne, które obrazują głębokość zalegania, grubość i ułożenie warstw geologicznych, w tym tych, w których mogą się znajdować pokłady gazu ziemnego. Badania sejsmiczne są bezpieczne dla ludzi, zwierząt i budynków. Użycie bezinwazyjnego źródła wzbudzania fali sejsmicznej minimalizuje oddziaływanie na środowisko, a dzięki precyzyjnej kontroli energii wzbudzanych drgań, możliwe jest prowadzenie prac w miastach, w bezpośredniej bliskości budynków. Badania takie nie mają również wpływu na poziom i jakość wód gruntowych.

Wykonanie badań geofizycznych w danym miejscu odbywa sie na podstawie uzyskanej koncesji na poszukiwanie i rozpoznanie węglowodorów i nie jest jednoznaczne z przyszłym wydobyciem gazu z łupków. Dopiero po udokumentowaniu przeprowadzonych prac i potwierdzeniu występowania gazu z z łupków na skalę przemysłową, właściciel koncesji na poszukiwanie ma pierwszeństwo do usyskania koncesji wydobywczej.

 

zloza w skalach lupkowych

Rys. Złoża w skałach łupkowych znajdują się znacznie głębiej niż konwencjonalne złoża gazu ziemnego

Prowadzenie poszukiwań rozpoczyna się od wiercenia otworu w celu pozyskania materiału geologicznego do badań i analiz oraz wykonania odpowiednich testów potwierdzających możliwość uzyskania przemysłowego przypływu gazu. Kolejnym etapem jest wytypowanie najbardziej interesujących poszukiwawczo poziomów tak, aby uzyskać odpowiedzi na pytanie – czy jest możliwość oraz ekonomicznie uzasadniona opłacalność udostępnienia nowo odkrytego złoża gazu łupkowego. 

Strona główna
Wywiady
Badania
Raporty
Prawdy i mity
Czy wiesz, że
Słownik pojęć
Multimedia
Aktualności
Newsy z Polski
Newsy ze świata
Newsy PGNiG
Newsletter
Strefa wiedzy
Rodzaje gazu i jego wykorzystanie
Gaz z łupków
Gaz z łupków na świecie
Jeśli nie gaz z łupków to co - alternatywy
Łupki w Polsce
Obszary perspektywiczne
Koncesje PGNiG
Pozostali Koncesjonariusze
Współpraca
Aktualny widok na odwiert Lubocino
Korzyści
Dla gminy i jej mieszkańców
Dla Polski
Dla Europy
Bezpieczeństwo
Przepisy prawa/legislacja
Bezpieczeństwo mieszkańców w trakcie prac
Ochrona środowiska
logo PGNiG
KONTAKT     MAPA STRONY     POLITYKA PRYWATNOŚCI    © PGNIG
ODDAJ SWÓJ GŁOS!
Czy jesteś za pozyskiwaniem gazu z łupków?


znak zapytania
video icon
facebook icon

Ta strona używa COOKIES. Za pomocą cookies zbieramy dane jedynie w celach statystycznych. Możesz usunąć pliki cookies z dysku twardego a także zablokować ich zapisywanie poprzez zmianę ustawień swojej przeglądarki.

Akceptuję