docgazu ziemnego
download 
Reklamacja Transkrypt
gazu ziemnego
Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO Skała zbiornikowa KONWENCJONALNA SKAŁA PRZEPUSZCZALNA GAZ ZIEMNY Skała konwencjonalna ma luźną strukturę. Dzięki porom skalnym gaz swobodnie przemieszcza się i gromadzi. Wydobycie gazu ze złóż konwencjonalnych zwykle wymaga jedynie dowiercenia się do docelowej skały zbiornikowej, a naturalne ciśnienie powoduje, że gaz sam zaczyna przepływać do odwiertu. Skała zbiornikowa NIEKONWENCJONALNA SKAŁA NIEPRZEPUSZCZALNA GAZ W ŁUPKACH Skała niekonwencjonalna jest mocno ściśnięta. Gaz uwięziony jest w mikroskopijnych szczelinach skalnych, między którymi nie ma naturalnych połączeń. Wydobycie gazu ze złoża niekonwencjonalnego wymaga nie tylko dowiercenia się do skały zbiornikowej, ale również wytworzenia sztucznych ścieżek, którymi gaz, zarówno ze skał łupkowych, jak i złóż gazu zamkniętego, mógłby przepływać do odwiertu. GAZ Z ŁUPKÓW TO ZWYKŁY GAZ ZIEMNY Gaz z łupków to zwykły gaz ziemny, którego używamy na co dzień. Gaz ten, od ponad 400 milionów lat, uwięziony jest w ilastych skałach m.in. karbonu, syluru, ordowiku i kambru (tzw. łupkach). Skały te zalegają na głębokości od 2 do 6 kilometrów. Gaz z łupków czasami nazywany jest gazem niekonwencjonalnym. Nazwa ta może sugerować, że chodzi o jakiś specjalny rodzaj surowca, który różni się swoimi właściwościami od gazu, z którego korzystamy do gotowania lub ogrzewania domów. Tak nie jest. Terminu tego używa się dla podkreślenia specyficznych właściwości skał, w których znajduje się gaz oraz konieczności stosowania specjalnych technik poszukiwań i wydobycia tego surowca. Skały łupkowe są mocno ściśnięte i charakteryzują się bardzo niską przepuszczalnością – zalegający w nich gaz nie ma naturalnych ścieżek, którymi mógłby migrować. To dlatego konieczne jest stosowanie specjalnych technik stymulacyjnych, dzięki którym w skale zbiornikowej tworzą się szczeliny, umożliwiające swobodny przepływ gazu. Z kolei gaz konwencjonalny, wydobywany w Polsce od ponad 150 lat, zalega w przepuszczalnych skałach piaskowca, wapienia i dolomitu. Dzięki naturalnym porom i luźnej strukturze skał, gaz może swobodnie migrować, a jego wydobycie nie wymaga stosowania specjalnych zabiegów. Jednak w jednym i drugim przypadku, skład chemiczny i właściwości gazu ziemnego są takie same. Gaz z łupków to nie jedyny niekonwencjonalny gaz ziemny, który występuje na terenie Polski. Mamy również do czynienia z tzw. gazem zamkniętym lub gazem ściśniętym (ang. tight gas) oraz gazem pokładów węgla (ang. coal bed methane). Gaz zamknięty uwięziony jest w izolowanych, trudno dostępnych porach skalnych, np. w nieporowatych piaskowcach lub skałach węglanowych, charakteryzujących się bardzo niską przepuszczalnością i zalegających zazwyczaj płycej niż warstwy skał łupkowych. W Polsce złoża gazu zamkniętego występują głównie w zachodniej części kraju. Warto wspomnieć, że technologia poszukiwań i wydobycia gazu zamkniętego nie różni się niemal wcale od tej, stosowanej przy poszukiwaniach i eksploatacji gazu z łupków. CZY WIESZ, ŻE... Eksploatacja złóż konwencjonalnych jest procesem znanym od XIX wieku. W Polsce pierwsze wydobycie datuje się na 1853 rok. Pierwsze próby wydobycia gazu ze skał ilastych (złoża niekonwencjonalne) zostały podjęte również w XIX wieku, jednak ograniczenia technologiczne nie pozwoliły na opłacalną ekonomicznie eksploatację. Dopiero zastosowanie technik wiercenia poziomego oraz szczelinowania hydraulicznego (ang. hydraulic fracturing) umożliwiło wydobycie gazu ze złóż niekonwencjonalnych na skalę przemysłową. -2- POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty OCENA POLSKICH ZASOBÓW GAZU Z ŁUPKÓW WYMAGA CZASU Polska ma ponad 150 lat doświadczenia w zakresie poszukiwania i eksploatacji gazu ziemnego. Roczne wydobycie gazu w naszym kraju wynosi ok. 4,3 mld m3, co pozwala zaspokoić jedynie 30% zapotrzebowania na ten surowiec. Pozostała część importowana jest z zagranicy, głównie z Rosji. Eksploatowane obecnie złoża konwencjonalne znajdują się w zachodniej i północnej Polsce, a także w rejonie Podkarpacia. Ich zasobność eksperci szacują na 145 mld m3. Sukces poszukiwań i wydobycia gazu łupkowego w Ameryce Północnej skłonił polskich i zagranicznych specjalistów do przyjrzenia się polskim formacjom skał niekonwencjonalnych i podjęcia próby oszacowania ilości znajdującego się w nich surowca. Zdaniem ekspertów, polskie formacje łupkowe pochodzące z okresu dolnego paleozoiku mogą okazać się największymi i najbardziej znaczącymi w Europie Środkowej złożami węglowodorów niekonwencjonalnych. Dotychczasowe szacunki potencjału tych złóż różnią się między sobą. Według danych opublikowanych w raporcie amerykańskiej Agencji ds. Energii (EIA) zasoby gazu łupkowego w Polsce wynoszą 5,3 bln m3. Z kolei Państwowy Instytut Geologiczny oszacował je na 346 do 768 mld m3. Analizy ekspertów oraz wyniki badań geologicznych, wstępnie potwierdzające informacje o potencjale polskich złóż łupkowych, skłoniły polskie i międzynarodowe firmy do ubiegania się o koncesje na poszukiwanie i rozpoznanie węglowodorów ze złóż niekonwencjonalnych. Do tej pory Ministerstwo Środowiska wydało około 100 takich koncesji. Rozciągają się one w pasie od wybrzeża Bałtyku, między Słupskiem a Gdańskiem, w kierunku Warszawy, aż po Lublin i Zamość i obejmują tereny tzw. basenu bałtyckiego, podlaskiego oraz lubelskiego. Obszar potencjalnego Obszar występowania złóż potencjalnego gazu występowania złóż gazu z łupków dolnego paleozoiku z łupków dolnego paleozoiku Obszar o najwyższym Obszar o najwyższym prawdopodobieństwie prawdopodobieństwie występowania złóż gazu złóż gazu występowania z łupków dolnego paleozoiku z łupków dolnego paleozoiku Obszar występowania złóż niekonwencjonalnych POTENCJALNIE ZAWIERAJĄCYCH GAZ ZIEMNY -3- źródło: PIG-PIB Obszar potencjalnego Obszar potencjalnego występowania złóż gazu występowania złóż gazu zamkniętego zamkniętego ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO Nie ulega wątpliwości, że ocena rzeczywistego potencjału polskich złóż łupkowych wymaga czasu i wykonania znacznie większej niż do tej pory liczby odwiertów próbnych oraz prac intensyfikacyjnych. To zaś wiąże się z koniecznością poniesienia znaczących nakładów finansowych oraz wykorzystania specjalistycznego know-how. Eksperci podkreślają, że szczegółowe i dokładne informacje nt. ilości posiada- nego przez Polskę gazu z łupków będą dostępne dopiero za kilka lat, gdy zakończy się etap poszukiwań i oceny potencjału krajowych złóż niekonwencjonalnych. Tak naprawdę, dopiero rozpoczęcie wydobycia gazu łupkowego na skalę przemysłową pozwoli ocenić, jak będzie wyglądać energetyczna przyszłość naszego kraju i na ile polskie łupki zmienią energetyczną mapę Europy i świata. CZY WIESZ, ŻE... Według szacunków Państwowego Instytutu Geologicznego, opartych na historycznych danych geologicznych oraz analizie porównawczej złóż niekonwencjonalnych znajdujących się w Stanach Zjednoczonych, polskie zasoby gazu łupkowego mogą sięgać 768 mld m3. Taka ilość gazu wystarczyłaby na zaspokojenie zapotrzebowania Polski na gaz przez kilkadziesiąt lat. GAZ ZE ZŁÓŻ NIEKONWENCJONALNYCH MOŻE PRZYNIEŚĆ WIELE KORZYŚCI Powodzenie inwestycji w poszukiwania i wydobycie gazu ziemnego ze złóż niekonwencjonalnych w Polsce może przynieść wiele korzyści, zarówno na poziomie ogólnopolskim, jak i lokalnie. Trzeba jednak zaznaczyć, że korzyści te będą rozłożone w czasie i w dużej mierze będą zależeć od rezultatów prac poszukiwawczych. Na etapie poszukiwań można mówić o następujących korzyściach: 01 WPŁYWY DO KASY SKARBU PAŃSTWA I SAMORZĄDÓW LOKALNYCH Z TYTUŁU KONCESJI, PODATKÓW, UŻYTKOWANIA GÓRNICZEGO ORAZ OPŁAT ZA RÓŻNEGO RODZAJU POZWOLENIA. 02 CZASOWE ZATRUDNIENIE LOKALNYCH PRACOWNIKÓW, DO PRAC PODSTAWOWYCH, TAKICH JAK PRACE PORZĄDKOWE CZY OCHRONA OBIEKTÓW. 03 ZLECENIA DLA LOKALNYCH PRZEDSIĘBIORCÓW TAKICH JAK FIRMY TRANSPORTOWE CZY BUDOWLANE. 04 WYKORZYSTANIE LOKALNEJ BAZY HOTELOWEJ, GASTRONOMICZNEJ I HANDLOWO-USŁUGOWEJ PRZEZ FIRMY I PRACOWNIKÓW ZAANGAŻOWANYCH W POSZUKIWANIA. -4- POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty Jeżeli poszukiwania gazu z łupków zakończą się sukcesem i surowiec ten zacznie być wydobywany w Polsce na skalę przemysłową, zakres korzyści znacznie się poszerzy. Potencjalnie, rozpoczęcie przemysłowej eksploatacji złóż niekonwencjonalnych w naszym kraju może przynieść następujące korzyści: 01 WPŁYWY DO KASY SKARBU PAŃSTWA I SAMORZĄDÓW LOKALNYCH Z TYTUŁU KONCESJI WYDOBYWCZYCH, OPŁAT EKSPLOATACYJNYCH, UŻYTKOWANIA GÓRNICZEGO I PODATKÓW. 02 ROZWÓJ POLSKICH KADR INŻYNIERSKICH. 03 NOWE MIEJSCA PRACY ZARÓWNO DLA POLSKICH SPECJALISTÓW, JAK I PRACOWNIKÓW NIEWYKWALIFIKOWANYCH. 04 AKTYWIZACJA BIZNESU REGIONALNEGO. 05 MOŻLIWA OBNIŻKA CEN GAZU ZIEMNEGO DLA KOŃCOWEGO ODBIORCY. 06 ROZWÓJ NOWOCZESNEJ GAŁĘZI PRZEMYSŁU WYKORZYSTUJĄCEJ INNOWACYJNE TECHNOLOGIE, CO MOŻE POZYTYWNIE WPŁYNĄĆ NA CAŁĄ POLSKĄ GOSPODARKĘ, NIE TYLKO BRANŻĘ GAZOWNICZĄ. 07 ZWIĘKSZENIE NIEZALEŻNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA ENERGETYCZNEGO POLSKI, POPRZEZ ZMNIEJSZENIE IMPORTU GAZU Z ZAGRANICY. 08 MOŻLIWOŚĆ EKSPORTU POLSKIEGO GAZU NA RYNKI EUROPEJSKIE. 09 DZIAŁANIA PROEKOLOGICZNE OGRANICZAJĄCE EMISJĘ CO2. -5- ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO PROCES POSZUKIWAŃ I WYDOBYCIA GAZU ZIEMNEGO Proces poszukiwań i wydobycia gazu ze złóż niekonwencjonalnych to długotrwałe i kosztowne przedsięwzięcie. Proces ten jest ściśle regulowany przepisami prawa i kontrolowany przez uprawnione do tego instytucje rządowe i samorządowe. Zgodnie z obowiązującym w Polsce prawem, prace poszukiwawcze prowadzone są na podstawie koncesji poszukiwawczej udzielanej przez Ministra Środowiska. Przyszłe wydobycie surowców wymagać będzie od firm uzyskania osobnej koncesji wydobywczej, która FAZA I 5-8 lat POSZUKIWANIE I ROZPOZNANIE ZŁÓŻ również udzielana jest przez Ministra Środowiska. Koncesja dokładnie określa zakres prac oraz sposób ich prowadzenia. Posiadanie koncesji nie zwalnia firm z obowiązku ubiegania się o różnego rodzaju pozwolenia (np. pozwolenia wodnoprawne, budowlane czy drogowe), które wydawane są przez odpowiednie organy administracji rządowej i samorządowej. Proces poszukiwania i eksploatacji gazu ziemnego realizowany jest w 4 podstawowych fazach. FAZA II 3-5 lat ZAGOSPODAROWANIE ZŁÓŻ FAZA III 15-35 lat WYDOBYCIE GAZU FAZA IV 2-5 lat LIKWIDACJA ZŁOŻA FAZA I: POSZUKIWANIA I ROZPOZNANIE ZŁÓŻ Ten etap prac może trwać od 5 do 8 lat i obejmuje działania związane z analizą archiwalnego materiału skalnego, przeprowadzeniem badań sejsmicznych, przygotowaniem terenów odwiertów, wierceniami oraz zabiegami intensyfikacyjnymi na złożu, w tym szczelinowaniem hydraulicznym. W Polsce, większość firm, które posiadają koncesje na poszukiwania węglowodorów niekonwencjonalnych, zakończyła już badania sejsmiczne na przyznanych im terenach koncesyjnych i rozpoczęła realizację odwiertów próbnych. FAZA II: ZAGOSPODAROWANIE ZŁÓŻ Jeżeli wyniki prac poszukiwawczych potwierdzają opłacalność wydobycia gazu, rozpoczyna się druga faza procesu, czyli zagospodarowanie złóż. Etap ten może trwać od 3 do 5 lat i polega przede wszystkim na przygotowaniu infrastruktury niezbędnej do wydobycia i dostarczenia surowca na rynek. FAZA III: WYDOBYCIE WĘGLOWODORÓW Faza ta, w zależności od zasobności złóż, może trwać od 15 do 35 lat i obejmuje prace związane z eksploatacją złóż oraz dostarczeniem wydobytego surowca do odbiorców. FAZA IV: LIKWIDACJA ZŁOŻA Po wyczerpaniu się zasobów złoża rozpoczyna się ostatni etap procesu, czyli likwidacja złoża. Etap ten może trwać od 2 do 5 lat. W tej fazie cała infrastruktura napowierzchniowa jest usuwana, odwierty odpowiednio zabezpieczane, a teren przywracany jest do stanu sprzed rozpoczęcia prac. -6- POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty CZY WIESZ, ŻE... Przedstawiony powyżej proces poszukiwań i rozpoznania gazu ziemnego ze skał niekonwencjonalnych przebiega bardzo podobnie jak w przypadku złóż konwencjonalnych, eksploatowanych w Polsce od wielu lat. Do momentu zakończenia wiercenia pionowego, zakres prac badawczych jest prawie identyczny. Największe różnice dotyczą konieczności wykonania wierceń kierunkowych i zabiegów intensyfikacyjnych (w tym szczelinowania hydraulicznego) na złożach niekonwencjonalnych, które pomagają uwolnić zamknięty w nieprzepuszczalnych skałach gaz. POSZUKIWANIA I ROZPOZNANIE ZŁÓŻ Badania sejsmiczne to metoda nieinwazyjnego rozpoznawania geologicznej budowy Ziemi. Prowadzone są w celu ustalenia lokalizacji struktur skalnych wskazujących na obecność ewentualnych złóż surowców oraz wyznaczenia optymalnego miejsca odwiertu. Badania polegają na emitowaniu fal sejsmicznych głęboko pod ziemię i rejestrowaniu obrazu tworzonego przez powracające na powierzchnię fale, odbijające się od kolejnych warstw skalnych. Gromadzenie danych sejsmicznych wymaga specjalistycznych urządzeń, w tym pojazdów ze sprzętem emitującym wibracje (wibratorów) oraz geofonów, czyli specjalnych urządzeń rejestrujących fale i działających podobnie do mikrofonu. fot. ORLEN Upstream Badania sejsmiczne Płyta wibracyjna opuszczona do poziomu gruntu Zebrane dane, po przetworzeniu i interpretacji, dostarczają informacji na temat budowy geologicznej Ziemi, co pozwala na sporządzenie map i przekrojów geologicznych. Dzięki badaniom sejsmicznym, poprzedzonym analizą historycznych danych geologicznych, firmy są w stanie określić lokalizacje odwiertów poszukiwawczych. BADANIA SEJSMICZNE 5 4 1 2 3 1. ŹRÓDŁO FAL 2. ROZCHODZENIE SIĘ FAL 3. PUNKTY ODBICIA FAL 4. GEOFONY 5. POJAZD WIBRACYJNY -7- ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO PRZEBIEG PRAC SEJSMICZNYCH KROK PO KROKU WYGLĄDA NASTĘPUJĄCO: Umowy Zawarcie z właścicielami terenów porozumień umożliwiających korzystanie z terenu, na którym przeprowadzone będą badania. fot. Marathon Oil Corporation Wyznaczenie terenu Dokładne wytyczenie obszaru, na którym zostaną zainstalowane geofony, czyli specjalne urządzenia rejestrujące fale sejsmiczne. Badania fot. Marathon Oil Corporation Rozmieszczanie geofonów na badanym terenie Rozpoczęcie zbierania danych. Specjalne pojazdy z zainstalowanymi płytami wibracyjnymi przemieszczają się wzdłuż wyznaczonych wcześniej linii sejsmicznych. Pojazd zatrzymuje się na ok. 1 minutę, płyta wibracyjna jest opuszczana do poziomu gruntu i zaczyna drgać, wzbudzając fale sejsmiczne skierowane w głąb ziemi. Fale odbijają się od poszczególnych warstw skalnych i powracają na powierzchnię, gdzie rejestrowane są przez sieć geofonów, połączonych ze sobą kablami niskiego napięcia. Koniec prac Zainstalowany geofon Dane zbierane są przez specjalistyczny sprzęt rejestrujący, zainstalowany na towarzyszącej pojazdom ciężarówce, a następnie zostają poddane analizie. Po zakończeniu pomiarów w danym miejscu, sprzęt geofizyczny przenoszony jest do kolejnej lokalizacji. CZY WIESZ, ŻE... Badania sejsmiczne z użyciem płyt wibrujących to całkowicie bezpieczna metoda, powszechnie wykorzystywana w poszukiwaniach ropy naftowej i gazu ziemnego na świecie od lat 80. XX wieku, a w Polsce od lat 90. Drgania emitowane przez płyty wibrujące z odległości 15-20 metrów nie są w ogóle wyczuwalne. -8- POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty Przygotowanie terenu odwiertu fot. ORLEN Upstream Wybór miejsca przeprowadzenia odwiertu uzależniony jest od kilku czynników: wyników analizy historycznej informacji geologicznej i danych zebranych podczas badań sejsmicznych, ukształtowania terenu, infrastruktury drogowej, dostępu do źródeł zaopatrzenia w wodę i energię elektryczną czy odległości od zabudowań. fot. PGNiG Gotowy plac z postawioną wiertnią Teren odwiertu zajmuje powierzchnię od 1 do 3 hektarów. Plac, na którym instalowane jest urządzenie wiertnicze przygotowywany jest z myślą o bezpieczeństwie i ochronie środowiska. Teren wiertni jest starannie zabezpieczony, a przy jego budowie stosuje się liczne środki chroniące glebę i wody gruntowe przed kontaktem z płynami wykorzystywanymi do prac wiertniczych. fot. BNK Polska Betonowe płyty izolują powierzchnię terenu Gotowy plac z urządzeniem wiertniczym -9- ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO DOBRE PRAKTYKI PODCZAS PRZYGOTOWANIA TERENU WIERTNI: 01 Wyznaczenie miejsca odwiertu i uzyskanie tytułu prawnego do gruntu poprzez podpisanie umowy z właścicielem terenu. 02 Uzyskanie wszystkich niezbędnych pozwoleń, opinii i decyzji administracyjnych. 03 Pobranie próbek wody i gleby przed rozpoczęciem prac. 04 W wypadku niewystarczającej nośności dróg dojazdowych, wzmocnienie ich w celu umożliwienia transportu ciężkiego sprzętu. 05 Wyrównanie terenu placu wiertni poprzez zdjęcie wierzchniej warstwy gleby (tzw.humusu) i usypanie jej na specjalnych pryzmach. Pryzmy te stanowią dodatkowe wyciszenie dla okolicy, a składowana na nich ziemia jest wykorzystywana do późniejszej rekultywacji terenu. 06 Zabezpieczenie podłoża placu wiertni przez wyłożenie go grubą, nieprzepuszczalną folią, która chroni grunt przed kontaktem z płynami wykorzystywanymi do prac wiertniczych. 07 Budowa placu wiertni obejmująca m.in. wyłożenie terenu betonowymi płytami, wykonanie systemu odpływu wód opadowych, ogrodzenie i oświetlenie placu. 08 Transport i montaż urządzenia wiertniczego oraz pomieszczeń socjalno-biurowych wyłącznie wyznaczoną do tego i uzgodnioną z zarządem dróg trasą. - 10 - POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty Wiercenie fot. ORLEN Upstream Prace wiertnicze są prowadzone przez 24 godziny na dobę, przez okres od 4 do 12 tygodni, w zależności od głębokości odwiertu i typu urządzenia wiertniczego. Model orurowania wraz z cementowaniem CZY WIESZ, ŻE... Odwiert jest zabezpieczony kilkuwarstwowym stalowym orurowaniem zaizolowanym cementem. Cała konstrukcja tworzy nieprzepuszczalną barierę chroniącą formacje skalne otaczające odwiert przed jakimkolwiek kontaktem z płynami wykorzystywanymi w czasie wiercenia. Okres ten może się wiązać ze wzmożonym ruchem na lokalnych drogach, który organizowany jest w taki sposób, aby w jak najmniejszym stopniu wpływać na innych użytkowników dróg. Poziom hałasu emitowanego przez urządzenie wiertnicze jest stale monitorowany i nie przekracza norm określonych przepisami polskiego prawa. Co więcej, operatorzy stosują dodatkowe środki ograniczające hałas, takie jak specjalne wały czy ekrany dźwiękoszczelne. Prace wiertnicze odbywają się w oparciu o tzw. plan ruchu, który musi zostać uprzednio zatwierdzony przez nadzór górniczy. Projekt i konstrukcja danego otworu zależą od właściwości geologicznych złoża. Co do zasady, otwór konstruowany jest z myślą o bezpieczeństwie prowadzonych prac poszukiwawczych, przede wszystkim zaś o ochronie zasobów wód podziemnych. ZABEZPIECZENIE WÓD GRUNTOWYCH 0m 150 m KOLUMNA WSTĘPNA KOLUMNA PROWADNIKOWA POZIOM WÓD GRUNTOWYCH KOLUMNY TECHNICZNE STALOWE ORUROWANIE KOLUMNA EKSPLOATACYJNA 3500 m - 11 - CEMENT ZABEZPIECZAJĄCY ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO PROCES WIERCENIA SKŁADA SIĘ Z WIELU ETAPÓW: Wiercenie pionowe Do wykonanego uprzednio specjalnego ocembrowania (tzw. bodnia) wprowadza się przewód wiertniczy, składający się z rur płuczkowych. Na końcu przewodu zamontowany jest świder wiertniczy. fot. Talisman Energy Po rozpoczęciu wiercenia, w miarę posuwania się świdra w dół i pogłębiania otworu, do przewodu wiertniczego stopniowo dokłada się kolejne sekcje rur. Płuczka Części orurowania czekające na instalację i cementowanie W czasie wiercenia płuczka (płyn utrzymujący równowagę ciśnień w otworze, redukujący tarcie przewodu wiertniczego oraz chłodzący świder), która pompowana jest od powierzchni przez świder na dno otworu, wypływa z powrotem na powierzchnię, zabierając ze sobą zwiercony urobek. fot. Marathon Oil Corporation Płuczka wraz z urobkiem trafia następnie na specjalne sita, na których oddziela się płyny od zwierconych skał. Głowica świdra wiertniczego Urobek jest utylizowany, natomiast płyn płuczkowy, po oczyszczeniu w obiegu zamkniętym, jest wprowadzany ponownie do otworu. Płuczka równoważy ciśnienie formacji skalnych, przeciwdziałając zaciskaniu się lub osypywaniu ścian otworu wiertniczego. Orurowanie Kilkakrotnie w trakcie wiercenia, na odpowiedniej głębokości, prace wiertnicze są wstrzymywane, a do otworu zapuszcza się kolumny stalowych rur (tzw. rury okładzinowe), które izolują otwór od otaczających go formacji skalnych. Wpompowanie cementu pomiędzy rury okładzinowe a ściany otworu dodatkowo stabilizuje i uszczelnia odwiert. Orurowanie poddawane jest testom ciśnieniowym, a jego szczelność jest na bieżąco monitorowana. Wielowarstwowe orurowanie stanowi nieprzepuszczalną barierę chroniącą wody podziemne przed płynami wykorzystywanymi w trakcie poszukiwań gazu ziemnego. Testy Po osiągnięciu docelowej głębokości, wykonuje się pomiary geofizyczne mające na celu ocenę geologiczną formacji skalnych. Po zakończeniu testów następuje instalacja i zacementowanie ostatniej sekcji rur okładzinowych. Proces wiercenia kończy się zamontowaniem na powierzchni ziemi specjalnej głowicy, która zamyka odwiert. - 12 - POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty Wiercenie poziome Początkowo cały proces przebiega tak samo, jak w przypadku przedstawionego powyżej wiercenia pionowego. Po osiągnięciu głębokości zwanej punktem rozpoczęcia krzywienia, odwiert zaczyna stopniowo odchylać się od pionu i przybierać kierunek poziomy. Długość odcinka poziomego zależy od właściwości geologicznych skał i może sięgać kilku kilometrów. Wszystkie sekcje odwiertu poziomego na całej długości zabezpieczone są stalowymi rurami oraz cementem. fot. ConocoPhillips Charakterystycznym elementem poszukiwań gazu z łupków jest konieczność wykonania wiercenia poziomego. Odwiert poziomy umożliwia bezpośrednie dotarcie do docelowej skały zbiornikowej, w której może znajdować się gaz ziemny. Prace na wiertni Decyzja o rozpoczęciu wiercenia poziomego jest zwykle poprzedzona analizą próbek skał pozyskanych w efekcie wykonania pionowego odwiertu badawczego. Analiza ta pozwala precyzyjnie zaplanować miejsce i głębokość wiercenia poziomego. fot. PGNiG Technika wiercenia poziomego umożliwia wywiercenie do kilkunastu odwiertów kierunkowych z jednego placu wiertniczego, co pozwala uzyskać dostęp do dużych powierzchni złoża na głębokości jego zalegania, a jednocześnie ograniczyć wpływ wierceń na powierzchnię terenu. Proces wierecenia kontrolowany przez specjalistę Prace intensyfikacyjne Po wykonaniu odwiertu urządzenie wiertnicze jest demontowane i usuwane z terenu wiertni. Próbki skał pobrane w trakcie wiercenia są analizowane w specjalistycznych laboratoriach w celu określenia zasobności złoża w gaz ziemny. Od wyników tych badań zależą dalsze decyzje dotyczące prowadzenia prac w danej lokalizacji. Jeżeli rezultaty analiz są pozytywne, rozpoczyna się kilkumiesięczny okres prac intensyfikacyjnych, umożliwiających pełną ocenę potencjału danego złoża. Podstawowe działania realizowane na tym etapie prac obejmują perforację otworu oraz przeprowadzenie szczelinowania hydraulicznego. Perforacja otworu Najpierw z otworu zostają usunięte cementowe zapory (korki), które tymczasowo, po demontażu urządzenia wiertniczego, zabezpieczają otwór. Następnie, w otworze przeprowadza się testy ciśnieniowe, które mają na celu zbadanie szczelności orurowania. Po upewnieniu się, że odwiert jest całkowicie szczelny, do otworu wprowadza się specjalne narzędzie zwane perforatorem, do którego przymocowane są niewielkie ładunki wybuchowe. Po ich odpaleniu, w orurowaniu oraz warstwie cementu tworzą się niewielkie szczeliny o średnicy 1-2 cm łączące odwiert ze skałą zbiornikową. - 13 - ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO Proces perforacji jest nieodczuwalny na powierzchni ziemi – prace prowadzone są bowiem głęboko pod powierzchnią gruntu, a moc ładunków nie jest duża. Po zakończeniu perforacji, perforator jest usuwany z otworu i rozpoczynają się prace związane bezpośrednio ze szczelinowaniem hydraulicznym. fot. San Leon Szczelinowanie hydrauliczne fot. BNK Petroleum Plac podczas szczelinowania Służy temu zabieg szczelinowania hydraulicznego. Polega on na wpompowywaniu do odcinka odwiertu, w którym dokonano uprzedniej perforacji, specjalnego płynu szczelinującego, składającego się w ponad 95% z wody, piasku (5%) oraz niewielkiej ilości dodatków chemicznych (ok. 0,1%). Płyn jest wtłaczany pod ziemię pod wysokim ciśnieniem i powoduje powstawanie w skale sieci pęknięć i szczelin o zasięgu około 100 metrów. Po zredukowaniu ciśnienia, szczeliny te mają tendencje do zasklepiania się, co może utrudnić przepływ gazu do odwiertu. Dzięki wypełnieniu ich piaskiem, który jest składnikiem płynu szczelinującego, szczeliny pozostają otwarte. fot. ORLEN Upstream Płyn szczelinujący pompowany kompresorami Szczeliny, powstałe w orurowaniu i płaszczu cementowym w wyniku perforacji, są stosunkowo niewielkie, mają zaledwie 30 - 40 cm długości. Konieczne jest więc zwiększenie ich zasięgu, po to by uwolnić zasoby gazu znajdujące się w skale zbiornikowej i stworzyć sztuczne ścieżki, którymi gaz będzie mógł napływać ze złoża do odwiertu. Szczelinowanie odwiertu w Syczynie, maj 2013 - 14 - POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty PROCES SZCZELINOWANIA HYDRAULICZNEGO 0m 150 m 3500 m CZY WIESZ, ŻE... Do przeprowadzenia szczelinowania hydraulicznego w jednym odwiercie w przypadku odwiertu pionowego potrzeba ok. 800-2000 m3 wody, zaś w przypadku odwiertu poziomego dla wielostopniowego zabiegu szczelinowania może być potrzebne 30 000 m3 wody. Wskazane wartości odnoszą się do całego cyklu „życia” złoża i wykorzystywane są wyłącznie raz w ciągu procesu eksploatacyjnego. Około 25% wtłoczonego płynu wraca na powierzchnię i jest wykorzystywane w kolejnym zabiegu, co pozwala redukować zużycie wody potrzebnej w całym procesie. Dla porównania, na terenie powiatu zamieszkałego przez ok. 70 000 ludzi, zużywa się rocznie ponad 4 miliony 200 tysięcy m3 wody. Dokładny skład płynu szczelinującego zależy od właściwości geologicznych złoża i może różnić się przy poszczególnych odwiertach. Dodatki chemiczne stosowane przy zabiegu szczelinowania są zarejestrowane i dopuszczone do obrotu zarówno przez prawo polskie, jak i europejskie. Zakres ich zastosowania jest różny: chronią rury przed korozją, zwiększają efektywność przepływu płynu w odwiercie, zapobiegają powstawaniu osadów, eliminują bakterie, zapobiegają wytrącaniu się tlenków metali. Większość tych dodatków jest po- wszechnie stosowana w przemyśle spożywczym czy kosmetycznym, a także w gospodarstwach domowych. Skład płynu szczelinującego jest każdorazowo zatwierdzany przez nadzór górniczy (właściwy urząd górniczy). Informacje na temat konkretnych dodatków chemicznych są publicznie dostępne w internecie. OPPPW publikuje listę substancji używanych przy szczelinowaniu poszczególnych odwiertów na swojej stronie internetowej www.opppw.pl - 15 - ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO CZY WIESZ, ŻE... W fazie poszukiwań, w czasie testów produkcyjnych, wydobyty gaz będzie bezpiecznie spalany. Takie rozwiązanie jest konieczne ze względu na brak gazociągów umożliwiających odbiór i transport surowca. Na szczycie komina spalającego (tzw. świeczka) może być widoczny płomień. Po zakończeniu fazy testowej cały sprzęt wykorzystany do wiercenia i prac intensyfikacyjnych zostaje usunięty. Należy pamiętać, że szczelinowanie hydrauliczne przeprowadzane jest na głębokości od 2000 do nawet 4500 metrów pod powierzchnią ziemi. Oznacza to, że wody podziemne, wykorzystywane do picia, które w Polsce znajdują się na głębokości od 100 do 300 metrów chronione są kilkukilometrową warstwą litej skały, która przez miliony lat utrzymywała nagromadzony głęboko pod ziemią gaz ziemny. Dodatkowo, orurowanie odwiertu minimalizuje ryzyko przedostania się jakichkolwiek płynów na zewnątrz odwiertu. Szczelinowanie hydrauliczne jest bezpieczną i sprawdzoną metodą stymulacji odwiertów, stosowaną na całym świecie od blisko 60 lat. Jest to proces w pełni kontrolowany, a prawidłowo wykonane orurowanie odwiertu gwarantuje, że zabieg ten nie wpływa na jakość zasobów wód podziemnych. CZY WIESZ, ŻE... Wyniki raportu ogłoszonego w marcu 2012 roku przez Państwowy Instytut Geologiczny po badaniach w Łebieniu wskazują jednoznacznie na brak wpływu procesu hydraulicznego szczelinowania skał na występowanie jakichkolwiek powierzchniowych efektów sejsmicznych, nawet takich, które nie są odczuwane przez ludzi, a mogłyby być szkodliwe dla budynków czy urządzeń technicznych. Wg autorów raportu, szczelinowanie nie wpłynęło na stan czystości atmosfery. Nie zaobserwowano również wpływu prac związanych ze szczelinowaniem na jakość wód powierzchniowych i podziemnych. Po zakończeniu prac intensyfikacyjnych następuje kilkutygodniowy okres monitorowania i oceny przepływu gazu do odwiertu. Na podstawie tych analiz podejmowane są decyzje dotyczące ekonomicznej opłacalności eksploatacji złoża. - 16 - POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty ZAGOSPODAROWANIE ZŁOŻA Na etap zagospodarowania złóż składa się szereg działań o charakterze inwestycyjnym związanych między innymi z budową kopalń gazu, czyli miejsc, do których trafia gaz z wielu odwiertów i w których poddawany jest procesom oczyszczania czy osuszania. fot. ORLEN Upstream Potwierdzenie opłacalności ekonomicznej eksploatacji gazu ziemnego nie oznacza jeszcze, że gaz ten od razu trafi na rynek. Konieczne jest wcześniejsze przygotowanie niezbędnej infrastruktury, która umożliwi długoletnie wydobycie surowca i dostarczenie go do odbiorców. Wiertnia w ciągu dnia Instalacje konieczne do właściwego zagospodarowania złóż obejmują również zbiorniki i magazyny, tłocznie, kompresory czy różnego rodzaju urządzenia pomiarowe. Obecnie istniejąca infrastruktura gazociągowa nie daje bowiem gwarancji, że wydobyty gaz łupkowy uda się dostarczyć do wszystkich zainteresowanych odbiorców. Fot. ConocoPhillips Niezwykle istotną kwestią w fazie zagospodarowania złóż jest również budowa infrastruktury umożliwiającej dostarczenie gazu na rynek, a więc gazociągów przesyłowych i dystrybucyjnych, którymi będzie transportowany surowiec. Wiertnia nocą KOPALNIA GAZU ZIEMNEGO ODDZIELANIE WSTĘPNE OCZYSZCZANIE GAZU ODBIÓR GAZU GAZOCIĄG TECHNOLOGICZNY STREFA PRZYODWIERTOWA KOPALNI STREFA OCZYSZCZANIA GAZU KOPALNI GAZOCIĄG PRZESYŁOWY PRZESYŁ DO KRAJOWEGO SYSTEMU GAZOWNICZEGO - 17 - ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Po dokonaniu oceny opłacalności eksploatacji złoża oraz przygotowania niezbędnej infrastruktury rozpoczyna się kolejny etap procesu, czyli wydobycie. Wymaga on uzyskania osobnej koncesji przyznawanej przez Ministra Środowiska, tzw. koncesji wydobywczej. Wydobywany na powierzchnię gaz ziemny jest osuszany, w razie konieczności oczyszczany w specjalnych instalacjach, a następnie kierowany do kompresora i pod odpowiednim ciśnieniem tłoczony do gazociągów. fot. Marathon Oil Towarzysząca wypływowi gazu z odwiertu woda jest przechwytywana, magazynowana w odpowiednich zbiornikach, a następnie utylizowana w zgodny z przepisami sposób lub wykorzystywana w innych lokalizacjach. Typowa głowica eksploatacyjna CZY WIESZ, ŻE... Jeżeli z odwiertu wydobywana jest ropa naftowa, przy użyciu specjalistycznego sprzętu rozdziela się ropę, gaz ziemny (który zwykle towarzyszy wydobyciu ropy) oraz wodę na osobne strumienie. Ropa początkowo jest przechowywana w szczelnych zbiornikach na terenie kopalni, a następnie transportowana cysternami do odbiorców. Wydobycie gazu ziemnego ma niewielki wpływ na otoczenie. Instalacja zajmuje kilkadziesiąt metrów kwadratowych. Jedyne widoczne elementy na powierzchni gruntu to głowice eksploatacyjne i towarzyszące im urządzenia. Ruch drogowy w okolicy jest minimalny i ogranicza się do prac serwisowych. Jak każda instalacja przemysłowa, również kopalnia podlega ścisłej kontroli operatorów. Teren jest ogrodzony i monitorowany przez 24 godziny na dobę. Okresowo, operatorzy sprawdzają stan i szczelność instalacji. Wydobycie gazu ziemnego ze skał łupkowych może trwać nawet 35 lat i wiązać się z wywierceniem następnych otworów w kolejnych lokalizacjach, gdyż teren kopalni jest zaprojektowany tak, aby można było obsługiwać kilka pól wiertniczych (grup otworów wiertniczych tzw. well pads) naraz. Pola te są podłączane do infrastruktury produkcyjnej, a ta z kolei do sieci gazociągowej. - 18 - POSZUKIWANIA I WYDOBYCIE GAZU ZIEMNEGO Podstawowe fakty LIKWIDACJA ZŁOŻA ZAKOŃCZENIE EKSPLOATACJI I REKULTYWACJA TERENU Po wyczerpaniu zasobów złoża kopalnia jest likwidowana, a teren zostaje przywrócony do stanu pierwotnego. Grunty są rekultywowane, a cała infrastruktura znajdująca się na powierzchni jest usuwana. Zgodnie z polskim prawem, nieczynne otwory wiertnicze są cementowane i czopowane, co zapewnia całkowitą izolację wyeksploatowanego odwiertu od otaczających go formacji skalnych i chroni glebę oraz wody słodkie przed jakimikolwiek wyciekami. Głowice są usuwane, a teren na powierzchni przywracany jest do pierwotnego stanu. CZY WIESZ, ŻE... fot. PGNiG SA fot. PGNiG SA Obowiązek przywrócenia terenu do stanu pierwotnego po wyczerpaniu złoża wynika z umów zawartych z jego właścicielami, warunków koncesji przyznanych przez Ministra Środowiska oraz przepisów Kodeksu Cywilnego. Po przywróceniu gruntu do stanu sprzed wydobycia, trafia on z powrotem do właściciela, który może go wykorzystać do własnych celów, w tym uprawy rolnej. Markowola – działka zwrócona właścicielom Widok na odwiert Markowola po rekultywacji z lotu ptaka fot. PGNiG SA Rekultywacja terenu po pracach poszukiwawczych fot. PGNiG SA Odwiert Markowola podczas prac poszukiwawczych - 19 - ORGANIZACJA POLSKIEGO PRZEMYSŁU POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZEGO O OPPPW Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego - Związek Pracodawców (OPPPW) została powołana do życia w dniu 29 czerwca 2010 r. w Warszawie, na podstawie ustawy z dnia 23 maja 1991 r. o organizacjach pracodawców. OPPPW zrzesza przedsiębiorstwa z sektora naftowego i gazu ziemnego, które prowadzą działalność w zakresie poszukiwania i/lub wydobycia węglowodorów w Polsce. W sferze zainteresowań OPPPW znajdują się zagadnienia związane z ustawodawstwem i rozwiązaniami prawnymi, bezpieczeństwem i higieną pracy, gotowością kryzysową, środowiskiem, kwestiami pracowniczymi oraz pozostałymi kwestiami wymagającymi współpracy z organami państwowymi, rządowymi, samorządowymi oraz Parlamentem. OPPPW chce ułatwiać wymianę poglądów dotyczących przyszłości energetycznej Polski oraz aktywnie uczestniczyć w takich dyskusjach. Organizacja pragnie także promować zrozumienie prawnych, ekonomicznych, politycznych i społecznych czynników wpływających na przemysł poszukiwawczo-wydobywczy w Polsce. Organizacja Polskiego Przemysłu Poszukiwawczo-Wydobywczego - Związek Pracodawców - 20 - 00-895 Warszawa, ul. Biała 4 Tel./Fax: +48 22 620 06 49 Tel. kom: +48 781 81 82 82 e-mail: [email protected]
