Niekonwencjonalny gaz ziemny USA, UE, Polska

Transkrypt

1 Niekonwencjonalny gaz ziemny USA, UE, Polska prof. dr hab. inż. Maciej KALISKI dr hab. inż. Stanisław NAGY, prof. AGH prof. zw. dr hab. inż. Jakub SIEMEK dr inż. Andrzej SIKORA dr inż. Adam SZURLEJ Gliwice, 25 września 2012 r.

2 Plan prezentacji Podział złóż gazu Szacunki dotyczące zasobów gazu w złożach niekonwencjonalnych Koncesje Zaawansowanie poszukiwań w kraju Wybrane doświadczenia z USA Koszty związane z zagospodarowaniem gazu z łupków Podsumowanie

3 DIAGRAM ROZKŁADU AKUMULACJI GAZU ŁUPKOWEGO, GAZOKONDENSATU ŁUPKOWEGO I ROPY ŁUPKOWEJ Kotarba, 2012

4 Jarvie, 2009 SCHEMAT SKAŁY GAZU ŁUPKOWEGO

5 Złoża konwencjonalne vs. niekonwencjonalne Kotarba,

6 ZASOBY GAZU ŁUPKOWEGO Zasoby geologiczne (resource in place): całkowita ilość gazu zawarta w kompleksie ilasto-mułowcowym Zasoby technicznie wydobywalne (technically recoverable resource): ta część zasobów geologicznych, którą można wydobyć aktualnymi metodami technologicznymi Zasoby ekonomicznie wydobywalne (economically recoverable resource): ta część zasobów technicznie wydobywalnych, którą aktualnie opłaci się wydobyć Zasoby gwarantowane (pewne) (proved reserves): ta część zasobów, której wydobycie może być gwarantowane z prawdopodobieństwem 90 %

7 Jaffe, 2011 ZASOBY GAZU ŁUPKOWEGO

8 Kotarba, 2012 STREFY POTENCJALNEGO WYSTĘPOWANIA GAZU ŁUPKOWEGO, GAZOKONDENSATU ŁUPKOWEGO I ROPY ŁUPKOWEJ W POLSCE

9 Szacunki wielkości złóż gazu w łupkach w Polsce Wood Mackenzie 1,4 bln m 3 Ile? Szacowane wydobywalne zasoby Ile? Advanced Resources International 3 bln m 3 PIG 0,346 0,768 bln m 3 U.S. EIA 5,3 bln m 3 9

10 Ile mamy gazu w łupkach? mld m 3 Źródła: Państwowy Instytut Geologiczny, U.S. Geological Survey, Wood MacKenzie, Advanced Resources Int., Rystad Energy, EIA, EUCERS, Lane Energy

11 Kotarba, 2012

12 Różne mity związane z gazem z łupków w Polsce? Gaz z łupków wystarczy na lat (a może i dłużej) a może będziemy go jeszcze eksportować!!! Koncesje na poszukiwania gaz ze złóż niekonwencjonalnych oddano za bezcen Poszukiwania gazu łupkowego w Polsce są priorytetem dla zachodnich koncernów naftowych (I wszyscy chcą się do naszych łupków dobrać i nas złupić ) Już za dwa-trzy lata będziemy wydobywać gaz łupkowy na skalę przemysłową Polskie firmy poradzą sobie same z wydobyciem gazu ze złóż niekonwencjonalnych Mamy odpowiednie regulacje środowiskowe, ale za małe podatki Gaz z łupków będzie dużo tańszy od surowca importowanego ze wschodu Wydobycie gazu łupkowego zużyje całą wodę i zatruje środowisko 12

13 WŁASNOŚCI ZBIORNIKOWE ŁUPKÓW I ZASOBY GAZU ŁUPKOWEGO W BASENACH BAŁTYCKIM, LUBELSKIM I PODLASKIM (wg. ARI, 2011) Dane podstawowe Rozmiary fizyczne Własności zbiornikowe Zasoby Basen (obszar całkowity) BAŁTYCKI (263 tys. km 2 ) LUBELSKI (31 PODLASKI (11 tys. km 2 ) tys. km 2 ) EPOKA dolny sylur dolny sylur dolny sylur WIEK Landower Wenlok Landower Obszar poszukiwań (km 2 ) Miąższość (m) Głębokość (m) Interwał Bogaty w organikę Netto Interwał Średnia Ciśnienie złożowe nadciśnienie nadciśnienie nadciśnienie Średni TOC (% wag.) 4 1,5 6 Dojrzałość termiczna (%Ro) 1,75 1,35 1,25 Zawartość minerałów ilastych średnie średnie średnie Wskaźnik koncentracji zasobów geologicznych (mld m 3 /km 2 ) 1,58 0,86 1,55 Geologiczne (bln m 3 ) 14,55 6,28 1,58 Technicznie wydobywalne (bln m 3 ) 3,65 1,25 0,40 Stosunek zasobów technicznie wydobywalnych do zasobów geologicznych (%) Kotarba, 2012

14 SZACOWANE CAŁKOWITE WYDOBYCIE (EUR) DLA ODWIERTU W BASENIE BAŁTYCKO-PODLASKO-LUBELSKIEGO PRZYJĘTE W RAPORCIE PIG (2012) MAKSYMALNY ok. 1 BCF (28,3 mln 3 ) ŚREDNI ok. 0,4 BCM (11,3 mln 3 ) MINIMALNY ok. 0,04 BCM (1,13 mln 3 ) ŁUPKI WOODFORD (BASEN ARCOMA) ANALOG AMERYKAŃSKI ZAPROPONOWANY PRZEZ D. GAUTIER (2011) DLA EUROPEJSKICH ZŁÓŻ (Polska, Niemcy, Dania i Holandia) ODWIERTY POZIOME średni 1,233 BCF (34,92 mln 3 ) ODWIERTY PIONOWE średni 0,662 BCM (18,75 mln ODWIERTY PIONOWE I POZIOME średni 1,135 BCM (32,14 mln 3 )

15 PORÓWNANIE KRYTERIÓW TECHNOLOGICZNYCH (GĘSTOŚĆ OTWORÓW, NOWE TECHNOLOGIE), GEOLOGICZNYCH I SZACOWANEGO CAŁKOWITEGO SCZERPANIA WYPRACOWANYCH PRZEZ EIA i USGS Krupnick, 2012

16 ?? dane niedostępne w Polsce dane dostępne w Polsce?? ZESTAW DANYCH WYMAGANYCH DO OCENY POTENCJALNYCH ZASOBÓW GAZU ŁUPKOWEGO I ROPY ŁUPKOWEJ (wg. PIG-PIB, 2012)?

17 Technologia wierceń szczelinowanie Woda do szczelinowania - woda słodka lub nisko zmineralizowana solanka. Materiał podsadzkowy (tzw. propant): najczęściej piasek kwarcowy, ale także materiały ceramiczne, metalowe i plastikowe kulki, płyny polimerowe przekształcające się w siatkę splątanych włókien 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 17

18 Example output of a hydraulic fracture stimulation model ( Chesapeake, 2008 in MSHGD, 2009)

19 Przykład tworzenia szczelin prostopadle od otworu poziomego ( Valkó, 2009) σ H,max Hydraulic Fracture σ H,max D x f σ H,min

20 Zasięg strefy stymulowanej Mayerhofer et al., 2008 Obecnie ta objętość strefy stymulowanej zwiększa się w miarę stosowania nowych technologii, możliwe wydobycie proc. zasobów geologicznych, są możliwości zwiększenia sczerpania złoża do 55 proc (King, 2012).

21 Szczelinowanie płyn szczelinujący Źródło: J. Daniel Arthur, ALL Consulting, SPE Tight Gas Completions Workshop, Denver, Colorado, April 28, 2010 Chlorek pota su 600 ppm Izopropanol 850ppm Oleje mineralne 880ppm 99,5% - woda i piasek Pozostałe 0,5%: Guma guar /Hydroksyetyloceluloza 560 ppm Glikol etylenowy 430 ppm Węglan sodu lub potasu 110 ppm Chlorek sodu 100 ppm Kwas solny 1230 ppm Kwas solny Substancje chemiczne powodujące: zmniejszenie tarcia Sole kwasu borowego 70 ppm Kwas cytrynowy 40 ppm Dimetyloformamid 20 ppm Aldehyd glutarowy 10 ppm obniżenie napięcia powierzchniowego powstawanie żelu hamowanie wytrącania się kamienia dostosowywanie ph kontrolę poziomu jonów żelaza hamowanie korozji rur rozwój bakterii stabilizację zawartości cząstek ilastych 21

22 Incydenty związane z technologia opisane przez MIT (MIT, 2011) Typ zdarzenia Liczba Udział % Dopływ gazu do wód podziemnych 20 47% Zanieczyszczenie placu wiertniczego 14 33% Problem ze zrzutem wód po szczelinowaniu 4 9% Problemy związane z poborem wody 2 4% do szczelinowania Zanieczyszczenie powietrza 1 2% Erupcje gazu z otworze 2 4%

23 Poszukiwania gazu w złożach niekonwencjonalnych Lane Energy Eni PGNiG BNK Petroleum Dotychczas => 27 otworów poszukiwawczych Talisman Energ y San Leon Talisman Energ y ExxonMobil Do końca 2012 r. => San Leon rozpoczęcie do 20 nowych wierceń Vabush Enenrgy Chevron Orlen Upstre am 23

24 Mapa koncesji na poszukiwanie i rozpoznawanie gazu w formacjach łupkowych wg stanu na 1 września 2012 r. Stan na dzień 1 września 2012 r. 111 koncesji

25 Rozpoznanie pilotażowe potencjału wydobycia gazu Nie ma w Polsce jeszcze rozpoczętego etapu wydobycia pilotażowego. Zapowiedź rozpoczęcia za dwa lata produkcji przemysłowej Brak rzeczowej (potwierdzonej pilotażem) kalkulacji ekonomicznej. Kalkulacja nie jest możliwa z uwagi na stan wiedzy- wykonanie takich rzetelnych analiz nie jest możliwe w 2012 roku

26 Sukces ekonomiczny

27 Sukces ekonomiczny O sukcesie ekonomicznym decydować będzie optymalizacja kosztów wiercenia i zwiększenie efektywności zabiegów szczelinowania. Należy przygotować się na niepowodzenia w trakcie procesu rozwiercania złoża niekorzystne szczelinowania, awarie wiertnicze, niekorzystne warunki geologiczne, etc.

28 Sukces wydobycia gazu 65 proc. - decydują techniczne możliwości wydobycia związane z zastosowaną technologią wiercenia i szczelinowania oraz charakterystyki petrofizycznej skały złożowej, 15 proc. - koszty operacyjne wydobycia gazu 20 proc. samo wykonanie odwiertu.

29 Korelacje pomiędzy całkowitym sczerpaniem zasobów wokół otworu (EUR) a NPV (Haskett, 2005)

30 Zaangażowanie polskich spółek w poszukiwania niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego PGNiG SA 15 koncesji Łączna liczba wszystkich koncesji na poszukiwanie i rozpoznawanie niekonwencjonalnych złóż węglowodorów wg stanu na 1 września 2012 r. Orlen Upstream Sp. z o.o. 7 koncesji 29 koncesji należących do spółek polskich 111 koncesji LOTOS Petrobaltic SA 7 koncesji 30

31 Wpływ technologii szczelinowania oraz przykładowa krzywa spadku wydobycia ze złoża Haynesville (Chesapeake, 2009)

32 Koszty wydobycia gazu ziemnego wg EIA (WEO, IEA, 2011), [tcm] Europa wsch.& Eurazja Środkowy wschód Klasyczne złoża Tight gas Shale gas Coalbed Methane gazowe (gaz ze złóż niskoprzep.) (gaz z łupków) (gaz z pokładów węglowych) tcm USD/ tcm USD/ tcm USD/ USD/ tcm MBtu MBtu MBtu MBtu Azja wsch USA i Kanada Ameryka płd Afryka OECD Europa Świat - średnio

33 Koszty przy eksploatacji gazu łupkowego też się zmieniają Koszt jednego odwiertu w USA od 3 do 10 mln USD. Koszt jednego odwiertu w Polsce od 10 do 15 mln USD. Źródło: J.D.Logel, D. Latka (Talisman Energy) Unconventional Reservoirs: Geoscience technology applications and issues, luty

34 Koszty krzywa uczenia!!! Spadek kosztów szczelinowania o 53%. Wzrost EUR na odwiert o 67%. Spadek kapitału zaangażowanego o 72% [$/mcf] Źródło: J.D.Logel, Prezentacja Sopot. Konferencja IGG; wrzesień 2012r. 34

35 Czy Polska może powtórzyć łupkową rewolucję? Jeżeli potwierdzimy wysoki potencjał geologiczny naszych złóż (wiercenia, wiercenia, wiercenia).. Jeżeli zredukujemy nakłady inwestycyjne (głównie koszty odwiertów i szczelinowania) co najmniej o połowę. Jeżeli zlikwidujemy absurdalne bariery biurokratyczne (zwłaszcza w zakresie kwestii środowiskowych). Jeżeli zbudujemy rzeczywisty rynek usług serwisowych (sejsmika, wiercenia, szczelinowanie, oczyszczanie gazu). Jeżeli uwolnimy rynek gazu zarówno dla producentów (taryfy przynajmniej dla większych klientów precz ) jak i konsumentów (rzeczywista wolność wyboru dostawcy) Jeżeli stworzymy sensowny system fiskalny, który pozwoli inwestorom odzyskać poniesione nakłady, a Skarb Państwa solidnie wynagrodzić wypracowaną nadwyżką Jeżeli zaczniemy traktować inwestorów jako partnerów i sprzymierzeńców, a nie wrażych kapitalistów czyhających na nasze rodowe srebra Jeżeli przekonamy społeczeństwo, iż wiercenia nie zatrują środowiska i pozbawią je wody

36 Cztery scenariusze rozwoju Wyróżnić należy cztery podstawowe scenariusze: optymistyczny, zrównoważony (klasyczny), zrównoważony (pesymistyczny) oraz scenariusz całkowicie pesymistyczny.

37 Scenariusz optymistyczny Scenariusz optymistyczny uproszczenie procedur, napływ kapitału, przyspieszone inwestycje infrastrukturalne, brak protestów, dobre wyniki stymulacji i dobre parametry wydobycia, niskie koszty wiercenia, pełny dostęp do technologii, wsparcie własnych badań naukowych, ograniczony podatek (niska opłata eksploatacyjna), duża opłacalność inwestycji

38 Scenariusz zrównoważony - klasyczny Scenariusz zrównoważony klasyczny. Zakłada opóźnienia związane z przeciąganiem procedur środowiskowych, umiarkowane sukcesy w stymulacji otworów, brak wsparcia dla badań krajowych, umiarkowana opłacalność (średnia wydajność początkowa) wydobycia, obniżenie cen gazu rosyjskiego

39 Scenariusz zrównoważony Scenariusz zrównoważony (pesymistyczny) zakłada przeciąganie procedur środowiskowych oraz opóźnienia związane z budową infrastruktury; konkurencyjne dla wydobycia ceny gazu rosyjskiego

40 Scenariusz zrównoważony (pesymistyczny) liczba Szacowane (przykładowe) wydobycie gazu w poszczególnych latach (mln m 3 ) otw. wierco nych Rok 1 Rok 2 Rok 3 Rok 4 Rok 5 Rok 6 Rok 7 Rok 8 Rok 9 Rok 10 w roku Sum. wyd. (mln m 3 )

41 Prawdopodobne/szacunkowe okresy konieczne dla właściwej eksploatacji gazu Rozpozna Budowa Decyzja o Osiągniecie nie basenów pilotowego rozp. u wydobycia wydob. wydobycia gazu na poziomie 10 mld m3 rocznie Możliwy koszt wydobyci a gazu (USD/tys m3) Scenariusz Optymistyczny Scenariusz Zrównoważony ? 2015/16? 2023/2025? <210? ? 2018? 2027/2030? <260? Scenariusz ? 2019? 2030/2035? <300? Zrównoważony 2 (pesymistyczny) Scenariusz pesymistyczny ????

42 Gaz ziemny w sektorze wytwarzania energii elektrycznej

43 Gaz ziemny w sektorze wytwarzania energii elektrycznej USA (1) Wyszczególnienie * Wydobycie, mld m 3 524,0 545,6 570,8 584,0 604,1 651,3 - Zużycie przez el., mld m 3 176,1 193,6 188,7 194,5 209,1 215,1 124,7 Cena gazu w dostawach do el., USD/1000 m 3 255,4 261,6 321,7 177,6 187,2 172,1 114,3 * dane dotyczące pierwszego półrocza Źródło: opracowanie własne na podstawie danych EIA

44 Koszty wytwarzanie energii wg MIT (2005, US $/kwh) (MIT, 2011)

45 Gaz ziemny w sektorze wytwarzania energii elektrycznej USA (2) Źródło: opracowanie własne na podstawie danych EIA

46 Podsumowanie wzrost pozyskania gazu ze złóż niekonwencjonalnych w Ameryce Północnej spowodował znaczące obniżenie cen paliw gazowych i przełożył się m.in. na szersze wykorzystanie gazu w energetyce, Polska jest europejskim liderem w zakresie poszukiwań shale gas, dla rzeczywistego oszacowania poziomu zasobów gazu w złożach niekonwencjonalnych niezbędna jest intensyfikacja prac poszukiwawczych, przyszła polityka energetyczna Polski powinna uwzględniać niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego.

47 Dziękujemy!