נפט וגז

מהו פצלי גז?



הועלה מחדש מחודש דצמבר 2010 "אנרגיה בקצרה" על ידי מינהל המידע לאנרגיה

מפה של מחזות גז פצלים בארצות 48 התחתונות

מפה של גז הפצלים העיקרי מתנגנת ב 48 המדינות התחתונות, כולל אגן המשקעים המכילים אותם. לחץ לתצוגה גדולה יותר.

מהו גז פצלים ומדוע חשוב?

גז פצלים מתייחס לגז טבעי שנלכד בתוך תצורות פצלים. פצלים הם סלעי משקע מדויקים העשויים להיות מקורות עשירים של נפט וגז טבעי.

קידוחים אופקיים ושבר הידראולי

במהלך העשור האחרון השילוב של קידוחים אופקיים ושבר הידראולי מאפשר גישה לכמויות גדולות של גז פצלים שהיו בעבר לא כלכליים לייצור. ייצור הגז הטבעי מתצורות פצלים הצליח להצעיר את ענף הגז הטבעי בארצות הברית.

מצגת גז פצלי ארצות הברית

סרטון זה מספק סקירה של גז פצלים, החל בבאר הגז הראשונה ליד פרדוניה, ניו יורק בשנת 1821 עד ינואר 2010, וגז הפצלים העיקרי משחק. הנואם הוא ג'ון קרטיס, פרופסור לגאוכימיה ומנהל סוכנות הגז הפוטנציאלי בבית הספר למכרות בקולורדו.

לארה"ב יש משאבי גז מופקעים בשפע

מבין הגז הטבעי שנצרך בארצות הברית בשנת 2009, 87% הופקו באופן מקומי; לפיכך, אספקת הגז הטבעי אינה תלויה באותה מידה ביצרנים זרים כמו באספקת הנפט הגולמי, ומערכת המסירה פחות נתונה להפרעה. הזמינות של כמויות גדולות של גז פצלים תאפשר עוד לארצות הברית לצרוך אספקת גז מקומית בעיקר.

על פי תחזית האנרגיה השנתית EIA לשנת 2011, ארצות הברית מחזיקה 2,552 טריליון רגל מעוקב (Tcf) של משאבי גז טבעי פוטנציאליים. גז טבעי ממשאבי פצלים, שנחשב לא כלכלי רק לפני מספר שנים, מהווה 827 טק"ס מהערכה של משאב זה, יותר מכפל מההערכה שפורסמה בשנה שעברה.

מצגת גז פצלי ארצות הברית

סרטון זה מספק סקירה של גז פצלים, החל בבאר הגז הראשונה ליד פרדוניה, ניו יורק בשנת 1821 עד ינואר 2010, וגז הפצלים העיקרי משחק. הנואם הוא ג'ון קרטיס, פרופסור לגאוכימיה ומנהל סוכנות הגז הפוטנציאלי בבית הספר למכרות בקולורדו.

מספיק ל -110 שנות שימוש

בקצב הצריכה של ארה"ב בשנת 2009 (כ 22.8 טק"ש לשנה), מספיק 2,552 ט"ק גז טבעי בכדי לספק כ 110 שנות שימוש. אומדני משאב הגז והייצור של פצלים עלו משמעותית בין דוחות Outlook 2010 לשנת 2011 וסביר להניח שהם יעלו עוד יותר בעתיד.

האם ידעת?
סלעי משקע הם סלעים הנוצרים על ידי הצטברות משקעים על פני כדור הארץ ובתוך גופי מים. סלעי משקע נפוצים כוללים אבן חול, אבן גיר ופצלים.
גאולוגיה סכמטית של משאבי גז טבעי

תרשים המציג את הגיאומטריה של משאבי גז טבעי קונבנציונליים ולא שגרתיים. תמונה על ידי EIA. לחץ לתצוגה גדולה יותר.

מהי "מחזה" של פצלי-לייק?

גז פצלים נמצא ב"מחזות פצלים ", שהם תצורות פצלים המכילים הצטברות משמעותית של גז טבעי ואשר חולקים תכונות גיאולוגיות וגיאוגרפיות דומות. עשור של הפקה הגיע מהמחזה של ברנט לייק בטקסס. הניסיון והמידע שנצברו מפיתוח צמח ברנט שיפרו את היעילות בפיתוח גז פצלים ברחבי הארץ.

מחזות חשובים נוספים הם "פצלת מרקלוס" ו"צליחה של אוטיקה "במזרח ארצות הברית; ובצפנת היינסוויל ופיילת פייטוויל בלואיזיאנה ובארקנסו. מודדים וגיאולוגים מזהים מיקומי באר מתאימים באזורים עם פוטנציאל לייצור גז חסכוני באמצעות טכניקות תצפית בגובה פני השטח וגם מפות שנוצרו על ידי המחשב.

קידוחים אופקיים

שתי טכניקות קידוח עיקריות משמשות לייצור גז פצלים. קידוחים אופקיים משמשים למתן גישה רבה יותר לגז הכלוא בעומק היצור. ראשית, נקדח באר אנכית לתצורת הסלע הממוקדת. בעומק הרצוי, פונה הקידוח לשאת באר שנמתחת במאגר בצורה אופקית, וחושפת את הבאר ליותר מפצלי הפלטה המייצרים.

שבר הידראולי

תרשים המציג את הרעיון של באר אופקית עם אזור שבר הידראולי.

שבר הידראולי

שבר הידראולי (המכונה בדרך כלל "שבריר" או "הידרופראקינג") הוא טכניקה בה מוזרמים מים, כימיקלים וחול לבאר כדי לפתוח את הפחמימנים הכלואים בתצורות של פצלים על ידי פתיחת סדקים (שברים) בסלע ומאפשרים גז טבעי לזרום מהפצלים לבאר. כאשר משתמשים בהם בשילוב עם קידוחים אופקיים, שבר הידראולי מאפשר ליצרני הגז להוציא גז פצלים בעלות סבירה. ללא טכניקות אלה, הגז הטבעי אינו זורם לבאר במהירות, ולא ניתן לייצר כמויות מסחריות מפצלים.

מאגר גז קונבנציונאלי

מאגרי גז קונבנציונליים נוצרים כאשר הגז הטבעי נודד לעבר פני כדור הארץ מתצורת מקור עשירה אורגנית לסלע מאגר חדיר ביותר, שם הוא נלכד על ידי שכבה של שכבת סלע בלתי חדירה.

גז פצלי מול גז קונבנציונאלי

מאגרי גז קונבנציונליים נוצרים כאשר הגז הטבעי נודד לעבר פני כדור הארץ מתצורת מקור עשירה אורגנית לסלע מאגר חדיר ביותר, שם הוא נלכד על ידי שכבה של שכבת סלע בלתי חדירה. לעומת זאת, משאבי גז פצלים נוצרים בתוך סלע מקור הפצלי עשיר האורגני. החדירות הנמוכה של הפצלים מעכבת מאוד את הגז לנדוד לסלעי מאגר חדירים יותר. ללא קידוחים אופקיים ושבר הידראולי, ייצור גז פצלים לא יהיה בר ביצוע מבחינה כלכלית מכיוון שהגז הטבעי לא היה זורם מהיצר בשיעורים גבוהים מספיק כדי להצדיק את עלות הקידוח.

האם ידעת?
גז פצלים בשנת 2009 היווה 14% מכלל אספקת הגז הטבעי האמריקני. ייצור גז פצלים צפוי להמשיך ולגדול, ומהווה 45% מסך אספקת הגז הטבעי האמריקני בשנת 2035, כפי שצפוי ב- Outlook Energy Energy 2011.

תחזית פצלי גז

תרשים המציג את זרימת הגז מפצליח מה- EIA, תחזית אנרגיה שנתית לשנת 2011. תמונה מאת EIA.

גז טבעי: דלק בוער נקי

גז טבעי שורף נקי יותר מפחם או נפט. בעירה של גז טבעי פולטת רמות נמוכות משמעותית של מזהמי מפתח, כולל פחמן דו חמצני (CO2), תחמוצות חנקן, דו תחמוצת הגופרית, מאשר בעירה של פחם או נפט. כאשר משתמשים בהן בתחנות כוח יעילות במחזור משולב, בעירה של גז טבעי יכולה לפלוט פחות ממחצית הכמות הגבוהה ביותר של CO2 כמו בעירה פחמית, ליחידת אנרגיה המשתחררת.

דאגות סביבתיות

עם זאת, ישנם כמה סוגיות סביבתיות פוטנציאליות הקשורות גם בייצור גז פצלים. לקידוח גז פצלים יש בעיות אספקת מים משמעותיות. קידוח ושבר של בארות דורשים כמויות גדולות של מים. באזורים מסוימים במדינה שימוש משמעותי במים לייצור גז פצלים עשוי להשפיע על זמינותם של מים לשימושים אחרים ויכול להשפיע על בתי גידול מימיים.

קידוחים ושברים מייצרים גם כמויות גדולות של שפכים, העלולים להכיל כימיקלים מומסים וחומרים מזהמים אחרים הדורשים טיפול לפני סילוקם או שימוש חוזר. בגלל כמויות המים בהן נעשה שימוש, והמורכבות הגלומות בטיפול בחלק מהכימיקלים המשמשים, טיפול וסילוק שפכים הוא נושא חשוב ומאתגר.

אם הוא מנוהל בצורה לא נכונה, ניתן לשחרר את נוזל השבר ההידראולי על ידי שפיכות, נזילות או מסלולי חשיפה אחרים. השימוש בכימיקלים שעלולים להיות מסוכנים בנוזל השבר פירושו שכל שחרור של נוזל זה יכול לגרום לזיהום של אזורים מסביב, כולל מקורות מים לשתייה, ועלול להשפיע לרעה על בתי הגידול הטבעיים.