GAZ ZE ŹRÓDEŁ NIEKONWENCJONALNYCH POTENCJAŁ POSZUKIWAWCZY, DOTYCHCZASOWE DOŚWIADCZENIA mgr inż. Aldona Nowicka, mgr inż. Małgorzata Koperska PGNiG SA Oddział Geologii i Eksploatacji, Ośrodek Regionalny w Pile, Sulechów 2012
OBSZARY WYSTĘPOWANIA DOLNOPALEOZOICZNYCH ŁUPKÓW W POLSCE (P. Poprawa, 2010) ZASOBY WYDOBYWALNE SHALE GAS W POLSCE Wg Wood Mackenzie 1400 mld m 3 Wg Advanced Res. Int. 3000 mld m 3 Wg EIA (U.S. Department of Energy) 5300 mld m 3 Wg PIG PIB - zasoby gazu ziemnego 346-768 mld m 3, - zasoby ropy naftowej 215-268 mln ton c.d.n..
W wyniku licznych dyskusji dotyczących obszarów oraz skał, w obrębie których mogą potencjalnie występować złoża typu shale gas/shale oil podjęto w PGNiG SA decyzję o wprowadzeniu omawianej problematyki do zakresu poszukiwań. Efektem tych rozważań był Projekt prac geologicznych na obszarze koncesji Wejherowo dla prac poszukiwawczo-badawczych w utworach syluru (shale gas) w rejonie Lubocino, opracowany głównie przez pracowników Działu Analiz i Koncepcji Poszukiwawczych oraz specjalistów z pionu wiertniczego Oddziału w Zielonej Górze. Osobą odpowiedzialną za całość prac związanych z opracowaniem projektu została p. Aldona Nowicka. Rozpoczęto szeroko zakrojoną operację związaną ze skompletowaniem niezbędnej dokumentacji dotyczącej sposobu prowadzenia poszukiwań złóż gazu w łupkach (shale gas). Zapoznano się z licznymi artykułami dotyczącymi tej problematyki, uczestniczono w wielu szkoleniach, prowadzono również liczne konsultacje ze specjalistami zarówno krajowymi jak i zagranicznymi. Te ostatnie zaowocowały podpisaniem umowy o współpracy na potrzeby projektu Lubocino ze światowej sławy geochemikiem p. Danem Jarvie. W ramach projektu zaprojektowano wiercenie jednego otworu Lubocino-1, którego głównym zadaniem geologicznym było wyjaśnienie możliwości nasycenia gazem ziemnym utworów staropaleozoicznych (w szczególności skał ilasto-mułowcowych dolnego syluru oraz ordowiku) a także ocena szans poszukiwawczych dla tych poziomów w kontekście możliwości odkrycia niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego typu shale gas. Drugoplanowym celem projektowanego otworu było zbadanie jeszcze trzech innych poziomów interesujących poszukiwawczo. Były to: kambr środkowy, poziom wapieni śródsylurskich oraz poziom dolomitu głównego.
Podstawowe kryteria poszukiwawcze, dotyczące prowadzenia prac mających na celu odkrycie nowych złóż węglowodorów typu shale gas / shale oil są następujące: wysoka zawartość TOC (Total Organic Carbon, średnio powyżej 1 2 % wagowo), duża miąższość kompleksu bogatego w substancję organiczną (powyżej 30 60 m, zależnie od TOC), w przypadku gazu łupkowego wysoka dojrzałość termiczna łupków powyżej 1,1 1,3 % R o (w skali refleksyjności witrynitu) ale nie wyższa niż 3,5 % R o, w przypadku ropy łupkowej przyjmuje się, że dojrzałość termiczna łupków mieści się w przedziale od 0,9 do 1,2 % R o (średnio 1% R o ), szybkie pogrzebanie i podgrzanie, a następnie wypiętrzenie, niewielka głębokość zalegania nie głębiej niż 3500 4500 m, nie płycej niż 1000 m, niski stopień deformacji tektonicznych prawie poziome ułożenie warstw, obecność anomalnych ciśnień, obecność objawów gazu oraz konwencjonalnych złóż gazu w basenie, wysoka zawartość krzemionki w łupkach oraz niska zawartość hydrofilnych minerałów ilastych.
Wejherowo 4/2009/p - aktualna do 21.05.2021 Kartuzy - Szemud 72/2009/p - aktualna do 10.12.2015 Stara Kiszewa 1/2011/p - aktualna do 11.01.2017
OBSZARY WYSTĘPOWANIA DOLNOPALEOZOICZNYCH ŁUPKÓW W POLSCE MAPA DOJRZAŁOŚCI TERMICZNEJ UTWORÓW LANDOWERU NA ZACHODNIM SKŁONIE KRATONU WSCHODNIOEUROPEJSKIEGO (P. Poprawa, 2010)
Obszar klastra Lubocino przed rozpoczęciem prac wiertniczych
KAMBR ŚRODKOWY Głębokość końcowa: 3050 m Wiercenie rozpoczęto: 12.12.2010 Wiercenie zakończono: 08.03.2011
STRATYGRAFIA ORAZ MIĄŻSZOŚĆ UTWORÓW STARSZEGO PALEOZOIKU Sylur 1843,5 m W tym: Przydol 588,5 m Ludlow 1041,0 m Wenlok 157,0 m Landower 57,0 m Ordowik 63 m Kambr > 80 m W tym: Kambr górny 11,0 m Kambr środkowy > 69 m
Jak już wspomniałam celem otworu było przede wszystkim pozyskanie materiału geologicznego do badań i analiz, jak również wykonanie odpowiednich testów, potwierdzających możliwość uzyskania przemysłowego przypływu gazu. Badania laboratoryjne zostały zaproponowane w bardzo szerokim zakresie, nie stosowanym dotychczas w pracach poszukiwawczych. Zlecono wykonanie ponad 5 500 analiz, po raz pierwszy w kraju wykonano w otworze pomiar sondą geochemiczną (GEM firmy Halliburton), również po raz pierwszy w kraju wykonano szereg badań chemostratygraficznych. Prace związane z interpretacją wyników badań laboratoryjnych zostały już zakończone. Kolejnym etapem było wytypowanie najbardziej interesujących poszukiwawczo poziomów, w obrębie których wykonano perforacje oraz zabiegi szczelinowania. Opisane działania mają na celu uzyskanie najbardziej oczekiwanej odpowiedzi na pytanie czy jest możliwość oraz ekonomicznie uzasadniona opłacalność udostępnienia nowo odkrytego złoża gazu łupkowego z poziomu łupków sylurskoordowickich.
CHARAKTERYSTYKA UTWORÓW ORDOWIKU I NAJNIŻSZEGO SYLURU (LANDOWER) W BASENIE BAŁTYCKIM NA PRZYKŁADZIE OTWORU LUBOCINO-1 Formacja wapieni z Kopalina
Przygotowanie rdzeni do profilowania i poboru prób
System szczelin naturalnych SZCZELINOWATOŚĆ
SYSTEM SZCZELIN NATURALNYCH
Mikroszczelinowatość łupków
Mikroporowatość łupków dolnego syluru
GEOMETRIA POJEDYNCZEJ SZCZELINY SZEROKOŚĆ SZCZELINY DŁUGOŚĆ SZCZELINY [m] 0 0,6 0,14 0,20 0 500 1000 1500 2000 2500
Otwór został wywołany w dniu 3 września 2011 roku; spalano gaz ziemny na flarze, prowadzono obserwację ciśnienia oraz przygotowano odwiert do oczyszczania
(wg Mariusza Janowskiego)
Trójwymiarowa prezentacja trajektorii otworu na tle wyników sejsmiki 3D
LOKALIZACJA OTWORÓW SHALE GAS NA POMORZU Darłowo D-1 Łebień LE-1 Łebień LE-2H Warblino LE-1H Wytowno S-1 Lębork S-1 Miszewo T-1 Lubocino-1 Lewino 1G-2 Łęgowo LE-1 Legenda: otwory odwiercone otwory w trakcie wiercenia otwory planowane stan na dzień 23 marzec 2012 r. Rogity-1 Wodynia-1 Gapowo B-1 Kamiennik Wlk.-1 Starogard S-1 Kamionka-1 Bągart-1 Bągart-2 Mirowice-1 Stare Miasto-1
TIGHT GAS JAKO ŹRÓDŁO GAZU ZE ZŁÓŻ NIEKONWENCJONALNYCH Tight gas czyli gaz zamknięty, uwięziony, zaakumulowany w piaskowcach o niskiej przepuszczalności. Eksploatacja na skalę przemysłową wymaga przeprowadzenia zabiegów szczelinowania. W celu zwiększenia potencjalnej produkcji gazu niejednokrotnie niezbędne jest wiercenie otworów horyzontalnych.
NIEKONWENCJONALNE ZŁOŻA KONWENCJONALNE ZŁOŻA Bardzo drobnoziarniste iłowce (shale reservoirs) Drobnoziarniste piaskowce (tight reservoirs) Konwencjonalna skała zbiornikowa (conventional reservoirs) 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100 Przepuszczalność (md)
PÓŹNY PERM ~ 270 MLN LAT TEMU GONDWANA (AFRYKA) ANTARKTYKA
ŚRODOWISKA SEDYMENTACJI CZERWONEGO SPĄGOWCA ALUWIALNE JEZIORNE (playa) PUSTYNNE (eoliczne)
PALEOGEOGRAFIA CZERWONEGO SPĄGOWCA (Buniak i in.) POMORSKA PROWINCJA NAFTOWA
GŁĘBOKOŚCIOWY PRZEKRÓJ SEJSMICZNY ZE ZDJĘCIA 2D Utwory czerwonego spągowca nawiercono w głębokości 3295 m. Łącznie przewiercono 605 m, w tym 423,5 m osadów górnego czerwonego spągowca i >181,5 m dolnego czerwonego spągowca
ZESTAWIENIE PARAMETRÓW ZBIORNIKOWYCH CZERWONEGO SPĄGOWCA
FRAGMENT POMIARÓW WYKONANYCH W UTWORACH CZERWONEGO SPĄGOWCA Potencjalne poziomy nasycone gazem ziemnym?
WYNIKI INTERPRETACJI GEOFIZYCZNEJ (GEOFIZYKA TORUŃ, 2011) W obrębie interwału czerwonego spągowca zaznaczają się niewielkie warstwy piaskowcowe. Geometria tych utworów wskazuje na ich eoliczną genezę. Widoczne są elementy charakterystyczne dla rdzenia i podstawy wydmy. Przykład niewielkiej wydmy w obrębie utworów czerwonego spągowca, przeważa kierunek NE azymutów. 30
Illit Kaolinit porowatość
Dziękujemy za uwagę