AKCJA EDUKACYJNA

akcja edukacyjna
Stare dobre
szczelinowanie
Gaz powstający w łupkach pozostaje zamknięty w strukturze skały. Żeby uwolnić go na powierzchnię, trzeba poszerzyć naturalne spękania w skale.
Zabieg ten nazywamy szczelinowaniem hydraulicznym. To najskuteczniejsza i bezpieczna metoda wydobywania ze skał gazu łupkowego
1. Pierwszym etapem wydobywania gazu
z łupków jest wywiercenie pionowego
otworu, na głębokość kilku kilometrów. Po
przebiciu się przez warstwę skał nieprzepuszczalnych i dotarciu do warstwy piaskowca odwiert zabezpiecza się podwójną
izolacją (rury okładzinowe i cement), co
uniemożliwia przedostawanie się płynów
z odwiertu do skał i ze skał do odwiertu.
Następnie rozpoczyna się wiercenie poziomego tunelu.
2. Kolejny etap to szczelinowanie – czyli
poszerzenie naturalnych spękań w skale.
Polega to na wtłoczeniu do otworu płynu
hydraulicznego pod dużym ciśnieniem,
który „rozpycha” szczeliny, uwalniając
z nich gaz. Wpompowany pod ciśnieniem
płyn dostaje się w szczeliny skał i rozszerza je. Szczeliny, przez dodatek piasku,
nie zamykają się, pozostają powiększone,
dzięki czemu otwierają gazom drogę
w górę odwiertu.
3. Dla zapewnienia bezpieczeństwa, cały
proces jest na bieżąco monitorowany.
W odwiercie obserwacyjnym lub na
powierzchni instaluje się specjalne sondy.
Pękające skały wysyłają sygnał, który jest
przetwarzany przez sondy i przesyłany do
komputera, a następnie analizowany przez
służby inżynieryjne.
Liczby tu mówią same za siebie. Poszukiwania gazu łupkowego to ogromne przedsięwzięcie. Niemal jedna trzecia
terytorium Polski objęta jest koncesjami, gdzie trwają poszukiwania tego surowca
Obecnie wykonano ponad 20 odwiertów.
Są one niezbędne do tego, by oszacować,
czy gaz łupkowy znajduje się na danym terenie i jaka może być wielkość złóż. Odwierty wykonuje się na 3-4 kilometry w głąb
ziemi, bo tam znajdują się pokłady tego surowca. Gaz ukryty jest w skale zwanej łupkiem ilastym i właśnie wydobycie gazu z
tego rodzaju skał stanowi największy problem. Specjaliści z firm zajmujących się poszukiwaniem gazu mają jednak na to sposób – szczelinowanie hydrauliczne.
Skład płynu do szczelinowania
hydraulicznego
woda..................................................ok. 95%
piasek.....................................................4,5%
dodatki chemiczne................................0,5%
Szczelinowanie Hydrauliczne
Co oznacza ta tajemniczo brzmiąca nazwa?
Szczelinowanie polega na wtłoczeniu do otworu płynu hydraulicznego pod dużym ciśnieniem,
który „rozpycha” szczeliny, uwalniając z nich
gaz. Szczelinowanie wykorzystywane jest nie
tylko do wydobywania gazu ze skał łupkowych,
ale także gazu ziemnego ze złóż tradycyjnych,
ropy naftowej czy nawet wód geotermalnych.
To nie jest nowa technologia, szczelinowanie
hydrauliczne stosowane jest od przeszło pół
wieku. Polska ma w tym spore doświadczenie.
Od 1960 r. odwierciliśmy ponad 7500 głębokich, przekraczających 1 kilometr, otworów.
Zanim specjaliści wtłoczą wodę pod ciśnieniem do odwiertu, muszą wykonać odwierty
– pionowe i poziomie, które następnie zabezpieczają stalowymi rurami. Skały łupkowe są
mniej przepuszczalne niż inne skały. Gaz z łupków uwięziony jest w bardzo drobnych szczelinach skał łupkowych, uformowanych ponad
400 mln lat temu i zalegających w Polsce na
głębokości 2400-3500 m pod ziemią. Żeby
go uwolnić, należy zrobić w nim szczeliny. Stąd
bierze się nazwa tego procesu technologicznego, czyli szczelinowanie. W tym celu do przygotowanego tzn. wywierconego, orurowanego i
zabezpieczonego otworu wtłaczany jest pod ciśnieniem 600 atmosfer płyn do szczelinowania.
Ciśnienie płynu kruszy skały łupkowe, uwalniając gaz. Piasek wnika w te szczeliny, nie pozwala im się zamknąć, co zapewnia swobodny
przepływ gazu. Cała ta operacja odbywa się w
otworze poziomym na głębokości nawet 3500
m pod ziemią, a wywołane procesem szczeliny
tworzą się w skale łupkowej na przestrzeni do
150 metrów od rury poziomej.
Co dodaje się do wody?
Teraz przyjrzymy się płynowi, który wprowadzony jest do odwiertu. Płyn do szczelinowania
to mieszanina wody z piaskiem i niewielką ilością środków chemicznych. Wszystko po to, by
zwiększyć w skałach szczeliny, w których ukryty jest gaz łupkowy.
Podstawowym składnikiem płynu do szczelinowania jest woda, która stanowi ok. 95% mieszanki. Pozostałe jej elementy to piasek (4,5%
) i związki chemiczne (0,5%), służące głównie
do zmniejszania tarcia, zapobiegania korozji
oraz usuwania bakterii. Używa się ich w niskich
stężeniach, bezpiecznych dla ludzi i środowiska. Każda z tych substancji od lat stosowana
jest w gospodarstwach domowych, budownictwie, przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym i spożywczym. Wykorzystuje się je m.in.
do dezynfekcji, koloryzacji włosów, produkcji
środków piorących, mydła, kosmetyków, pasty
do zębów, lodów, leków. Mamy zatem z nimi do
czynienia każdego dnia we własnych domach.
Lista dozwolonych substancji jest długa, bo zawiera wszystkie możliwe związki chemiczne,
stosowane w różnych kombinacjach. W praktyce ogranicza się do kilku, najwyżej kilkunastu
środków.
Każda dodawana substancja pełni konkretną
funkcję, np. zwiększa lepkość gazu, dezynfekuje ściany odwiertu czy też zapobiega korozji w
rurach, którymi płynie woda. O tym, że płyn do
szczelinowania hydraulicznego nie zawiera żadnych toksycznych substancji świadczy jeszcze
jedno: operatorzy maszyn przy wiertni, pracują w zwykłej odzieży roboczej. Nie muszą nosić
specjalnych kombinezonów czy masek.
Szczelinowanie hydrauliczne jest skomplikowaną i kosztowną operacją. W Lubocinie, podczas pierwszego zabiegu szczelinowania hy-
draulicznego zużyto 1,6 tys. m sześc. wody i
100 ton piasku.
Szczelinowanie bezpieczne dla
środowiska
Podczas wszystkich operacji prowadzone są
badania sejsmiczne, podobne do tych, które są
wykorzystywane np. przy monitoringu trzęsień
ziemi. I co się okazuje? Że wstrząsy występujące przy szczelinowaniu hydraulicznym są dużo
mniej odczuwalne od wstrząsów powstałych
wskutek uderzeń pioruna.
Na świecie wykonano już miliony odwiertów
służących wydobyciu gazu z łupków oraz zabiegów szczelinowania hydraulicznego. Wyspecjalizowane służby ochrony środowiska nigdzie
nie stwierdziły, by doszło do niekorzystnych
ekologicznie zdarzeń, jeśli proces był przeprowadzany zgodnie z normami i przebiegał bezawaryjnie.
Technologia wydobycia gazu łupkowego
wygląda na bardzo skomplikowaną. Tymczasem szczelinowanie hydrauliczne stosowane jest w naszym kraju już od dziesięcioleci