Gazul Natural de Sist

=== lucrafre ===

Definitie.Gazul de șist (shale gas) este un gaz natural produs din șisturi. El aparține surselor neconvenționale de gaze natural.

Gazul de șist este extras din formațiuni de rocă. Aceasta acționează atât ca sursă, cât și ca rezervor pentru gazul natural în sine. Gazul de șist poate fi privit ca o sursă de gaze în general "difuză", adică se întinde pe o arie teritorială mare, prin contrast cu gazul convențional, care este disponibil într-un mod mai concentrat. Trebuie să fie forate și analizate numeroase puțuri pentru a determina în mod suficient potențialul formațiunii de șist.  (“Final report on unconventional gas in Europe” – 2011),,

De la începutul anilor 2000, de când exploatează gaze de șist prin fracturare hidraulică, Statele Unite ale Americii și-au crescut producția de gaz cu 24%. Procentul este încurajator pentru o lume conștientă că resursele planetei sunt pe sfârșite. Însă modalitatea neconvențională de exploatare a acestei bogății este de natură să nască îngrijorare în țările care o posedă, unde oamenii se tem de consecințele folosirii unei astfel de tehnologii. Ziarul ,,gandul,,  a intervievat doi oameni de știință din România, care explică pe larg în ce constă procesul de fracturare hidraulică și care sunt adevăratele riscuri pe care le presupune.

Unde se găsesc gaze de șist în România?

Nicolae Anastasiu, profesor doctor la Facultatea de Geologie și Geofizică a Universității din București și membru corespondent al Academiei Române, a coordonat în perioada 2011-2012 un studiu referitor la formațiunile argiloase cu potențial gazeifer din România, pe scurt, gazele de șist. Studiul, comandat de ministerul Economiei din tara noastra și aflat acum la Agenția Națională pentru Resurse Minerale, a identificat locurile din România de unde metanul ar putea fi extras în acest fel.

„Astfel de zone se conturează în platforma moldovenească, ceea ce noi numim parte de sud a Moldovei, în Podișul Bârladului, și în zona pe care din punct de vedere geografic o denumim Câmpia Română – Dobrogea de Sud, dar care din punct de vedere geologic reprezintă o unitate distinctă, platforma ‘’moesică”, spune profesorul Anastasiu pentru gândul.

Care sunt riscurile fracturării hidraulice

Potrivit acestuia, riscurile exploatării gazelor de șist sunt producerea unor seisme de până la 2,5 grade pe scara Richter în zonele în care forează sondele și posibilitatea, în anumite condiții, de contaminare a apelor cu lichidul de foraj, format din apă, nisip și aditivi. „Un risc ar fi atunci când coloanele de foraj sau procesul de cimentare a găurii de sondă nu a fost făcut perfect, adică nu a ținut cont de toate condițiile impuse de tehnologia respectivă. Asta ar însemna ca o parte din fluidele folosite la foraj să se amestece cu sisteme acvifere de la diverse adâncimi. Există, de asemenea, riscul ca o partea din fisurile acestea când sunt însă în anumite formațiuni geologice, când au sau n-au contact cu cantități mari de apă, să iasă din echilibrului lor natural. Și, ieșind din echilibrul lor natural, provoacă o vibrație de o anumită intensitate, un seism. Intensitățile cunoscute până acum, în zecile de mii de foraje care s-au făcut, nu au depășit 2 – 2,5 grade pe scara Richter. O asemenea vibrație nu poate provoca pagube”, apreciază profesorul Anastasiu. Geologul Octavian Colțoi, cercetător al Institutului Geologic Român și expert privat al Comisiei de Energie a Uniunii Europene, spune că o altă problemă este folosirea la această tehnologie a unei cantități mari de apă. „Dar această apă nu trebuie neapărat să provină din pânza freatică, am înțeles că Chevron  vrea să o aducă din Siret, de pildă”, spune Colțoi.

Explorarea gazelor de sist

România se află pe locul trei în Europa în ceea ce privește potențialul de explorare al gazelor de șist. Primul loc este împărțit, la egalitate, de Franța și Polonia, fiecare cu o rezervă estimată la aproximativ 5000 de miliarde de metri cubi. Norvegia, aflata pe locul doi, ar putea extrage peste 2200 de miliarde de metri cubi de gaze de șist, în timp ce în țara noastră explorarea acestei resurse neconvenționale ar putea scoate, teoretic, la suprafață 1440 de miliarde de metri cubi de gaz. În lume, campioane la exploatarea gazelor de șist sunt SUA și Canada, în timp ce în Franța acest procedeu este interzis. Singura țară europeană în care se exploateză la acest moment gaze de șist prin fracturare hidraulică este Polonia, susține Octavian Colțoi. „În Polonia funcționează 17 sonde. În România, trebuie să știm în primul rând dacă avem gaze de șist care pot fi exploate. Acest lucru poate fi stabilit abia după mai multe forări de explorare, după care urmează simularea la fața locului sau în laborator a procesului de fracturare hidraulică. Aceștia sunt pașii preliminari ai exploatării, la ei se adaugă alții și totul poate dura până la patru ani. Chevron trebuia să facă acum la Pungești prima forare de explorare, nu să înceapă exploatarea. În trei-patru ani, vor ști dacă merită să facă exploatarea. Dacă nu facem explorare, nu vom ști niciodată cu adevărat despre ce vorbim și pe ce resurse ne putem baza în viitor”, spune Octavian Colțoi. Acesta arată că noțiunea de gaze de șist se referă de fapt la un singur gaz, metanul, chiar dacă în română această sintagma este folosită la plural.Studiile au identificat potențialul României în ceea ce privește gazele de șist, susține și profesorul Anastasiu, dar pentru a afla dacă ele sunt exploatabile este nevoie de forajul la mare adâncime, unde se află formațiunile geologice argiloase care conțin astfel de gaze. În România, de pildă, gazele de șist se află la circa 3500 – 4000 de metri adâncime. Pentru a aprecia dimensiunea formațiunilor geologice, care determină, de altfel, cât de rentabilă este sau nu o astfel de exploatare, este nevoie de cel puțin trei astfel de foraje de explorare. „În SUA, acolo unde exploatarea s-a dovedit rentabilă, formațiunea geologică trebuie să aibă între 20 și 100 de metri grosime”, afirmă Anastasiu pentru ziarul ,,Gandul,, publicat la: 18.10.2013

Ce sunt gazele de șist și în ce constă fracturarea hidraulică

Metoda de fracturare hidraulică, se practică în România din anii ’60 – ’70, în exploatările convenționale de petrol și gaze, susțin specialiștii. „În zăcămintele convenționale de hidrocarburi, când petrolul sau gazele nu au mai putut să iasă de acolo prin presiune naturală, a apărut necesitatea aceasta a introducerii sub presiune a unei cantități de apă, cu un amestec în ea, care să mobilizeze hidrocarburile aflate în rezervoarele respective. Metoda nu este nouă.

Ce ați auzit dumneavoastră acuma despre accidentele care s-au datorat exploatării de petrol?”, se întreabă profesorul Anastasiu.

Termenul de gaze de șist este traducerea din limba engleză a noțiunii „shale gas”, adică gaz de argilă șistoasă. „Problema este simplă: o rocă a generat cândva hidrocarburi, fluide sau gazoase, care au migrat către o formațiune geologică acceptoare, care a avut spațiu să le primească. Pe acestea am început să le exploatăm de 150 de ani. Acum, pentru că mintea omului este mai jucăușă, ne întrebăm. De ce să nu exploatăm formațiunea care le-a generat? Din această rocă, gazul nu a plecat cu totul. A mai rămas ceva pe care oamenii vor să îl exploateze”, explică Octavian Colțoi.

Pentru a putea scoate gazul captiv în rocă este nevoie de forajul la mare adâncime, urmat de injectarea sub presiune în rocă a unui amestec de apă, nisip și aditivi. „99,5 % din acest amestec este apă cu nisip curat. Și 0,5% sunt niște aditivi chimici, sunt substanțe adăugate acolo pentru a crea o mai bună circulație a fluidelor din formațiunile respective spre sondă. Aceste substanțe care se adaugă ar cuprinde un praf de argilă bentonitică, un sulfat de de bariu, ceva hematit sau pentru a reduce vâscozitatea fluidelor respective, un glicol sau acrilați. Astfel de substanțe sunt folosite și în cosmetică”, spune profesorul Anastasiu. Compoziția amestecului diferă însă de la o sondă la alta, în funcție de straturile de roci existente, și este secretul fiecărei companii în parte. „Doar autoritățile statului trebuie să știe compoziția, în rest amestecul este ținut secret din motive care țin de concurență”, adaugă geologul.
 http://www.gandul.info/stiri/gazele-de-sist-pe-intelesul-tuturor-care-sunt-adevaratele-riscuri-si-beneficii-ale-exploatarii-lor-in-romania-11532830

Sursele neconvenționale sunt:

1)Gazele care se găsesc în roca în care s-au și format prin descompunerea materiei organice (source rock) – din aceasta categorie fac parte:

a)Gazul de șist – Gazul stocat în roca unde s-a format, rocă ce conține materie organică  (shale gas)

b)Gazul care se găsește în zăcămintele de cărbune, în mine, galerii, caverne (coal gas)

2) Gazele cantonate în sedimente anorganice cu permeabilitate mică (curg foarte greu) (tight gas)

3)Hidrații de metan (gazul sub formă solidă, gazul înghețat).

Exploatarea gazelor de șist

Etapa de exploatare a gazelor de șist, cu extinderea cea mai mare din durata unei concesiuni, în mod obișnuit este de 15-25 ani si cuprinde operațiunile petroliere efectuate pentru extragerea resursei, colectarea, tratarea, transportul, precum și tranzitul spre conductele magistrale, în vederea valorificării.Principalele activități aferente fazei de exploatare a gazelor de sist sunt:

1)Operațiuni petroliere, considerate de rutină, de extragere, tratare, transport și valorificare a gazelor natural.

2)Reluarea, la intervale de 4-5 ani, a procedurii de fisurare hidraulică în sonde, pentru creșterea factorului de recuperare și reconfirmarea rezervelor suplimentare obținute prin aceste operațiuni.

3)Monitorizarea permanentă a debitelor sondelor, a nivelului impurităților (deșeurilor) și a parametrilor de mediu.

4)Raportarea cantităților de gaz obținut din fiecare zăcământ, în vederea calculării și plății redevenței petroliere.

5)Remedierea promptă a oricărui accident tehnic care ar putea conduce la poluarea apei, aerului, solului și subsolului.Încetarea exploatării la nivelul fiecărui zăcămînt (well pad) se face în momentul în care exploatarea nu mai poate continua din motive tehnice, geologice sau economice.

Cum se realizează fracturarea hidraulică? 
Una dintre caracteristicile comune ale formațiunilor geologice dense care conțin hidrocarburi este permeabilitatea lor scăzută. Din acest motiv, metodele utilizate pentru extracția gazului natural de șist, a gazului din formațiuni compacte și chiar a metanului din zăcăminte de cărbune sunt foarte asemănătoare. Ele diferă însă în plan cantitativ. Întrucât formațiunile de gaz de șist sunt de departe structurile cele mai impermeabile, sunt necesare cele mai mari eforturi pentru a accede la pungile de gaz. 
Principalul obiectiv este ameliorarea artificială a contactului între puțurile forate și pungile de gaz. Acest contact se realizează prin așa-numita fracturare hidraulică, denumită și "simulare" sau "fracing" ori "fracking" astfel se vor parcurge urmatoarele etape:

Instalația sapă vertical în stratul gazeifer. În funcție de grosimea acestui strat, puțurile sunt doar verticale sau sunt convertite în puțuri orizontale pentru a maximiza contactul cu punga de gaz.

În interiorul acestui strat, sunt utilizați explozibili care să creeze mici fracturi prin perforarea coloanei de tubaj. Aceste fracturi sunt lărgite artificial prin injectarea de apă aflată sub presiune. Numărul fracturilor artificiale, lungimea și poziția acestora în strat (orizontală sau verticală) depind de caracteristicile precise ale formațiunii de roca. Aceste caracteristici influențează lungimea fisurilor artificiale, distanța dintre puțuri (cele verticale sunt mai dense decât cele orizontale) și consumul de apă.

Apa sub presiune deschide fisurile și permite accesul la un număr cât mai mare de pungi de gaze. Odată redusă presiunea, apele uzate amestecate cu metale grele sau radioactive provenite din formațiunea de rocă sunt impinse spre suprafață concomitent cu gazul. Agenții de susținere, în general particule de nisip, sunt amestecați cu apa. Aceștia contribuie la menținerea fisurilor și permit continuarea extracției de gaz. La acest amestec se adaugă produse chimice pentru a asigura o distribuție omogenă a agenților de susținere prin formarea unui gel, pentru a reduce fricțiunile și, în fine, pentru a dizolva structura gelatinoasă la sfârșitul procesului de fracturare și a permite astfel refluxul fluidului. (Sursa: „Impactul extracției gazelor de șist și a petrolului de șist asupra mediului și a sănătății umane” – ENVI (Parlamentul European) – 2011).

In concluzie,extractia gazelor de sist (prin metode specifice moderne cu riscuri reduse la minim)poate fi un procedeu benefic pentru economia tarii noastre astfel trecand la explorarea subsolului in zonele geografice unde se crede ca exista potențial,sa dea posibilitatea ulterioara exploatarii.

drd.Jr. Gagiu Ionel Cosmin

6 martie 2015