Utica Shale - Uriașul de gaze naturale de sub Marcellus?

Conţinut

• Ce este șistul Utica?
• Marcellus a fost Actul de deschidere
• Cât de adânc este șistul Utica?
• Grosimea șisturii Utica
• Conținutul organic al șisturii Utica
• Indicele de modificare a conodontului a șisturii utica
• Evaluarea resurselor de petrol și gaz USGS
• Utica Shale în estul Ohio
• Utica Shale din Pennsylvania
• Dezvoltarea viitoare a șisturii Utica

Figura 1: Zona verde de pe această hartă marchează întinderea geografică a șisturii Utica. În această măsură sunt incluse două unități de rocă echivalente lateral: Shale Antes din Pennsylvania centrală și Formarea plăcută a punctului din Ohio și Pennsylvania din vest. Aceste roci se extind sub mai multe state americane, o parte din Lacul Erie, o parte din Lacul Ontario și o parte din Ontario, Canada. Dacă este dezvoltat în această măsură, jocul de gaz Utica Shale va fi mai mare decât orice câmp de gaz natural cunoscut astăzi.

Linia subțire galbenă de pe hartă evidențiază întinderea geografică a jocului de șisturi Marcellus. Această hartă demonstrează clar că Șistul Utica are o întindere geografică care este mult mai mare decât Șistul Marcellus.

Această hartă a fost compilată prin utilizarea datelor furnizate de Administrația Informațiilor Energetice și de Studiul Geologic al Statelor Unite.

Ce este șistul Utica?

Șistul Utica este un sist de culoare neagră, calcaroasă, bogată în organisme de vârstă ordoviciană, care stă la baza unor porțiuni semnificative din Ohio, Pennsylvania, Virginia de Vest, New York, Quebec și alte părți din estul Americii de Nord (a se vedea figura 1). În suburbiu, Șistul Utica este situat la câteva mii de metri sub Șistul Marcellus, care a devenit cunoscut ca o sursă de gaz natural (a se vedea figura 2).

Utica Shale primește în prezent multă atenție, deoarece produce cantități mari de gaze naturale, lichide de gaze naturale și petrol brut pentru puțuri găurite în estul Ohio și în vestul Pennsylvania. Sondajele Geologice din Statele Unite înseamnă estimări ale resurselor neconvenționale nerecunoscute, recuperabile din punct de vedere tehnic, indică faptul că Șistul Utica conține aproximativ 38 de trilioane de metri cubi de gaz natural, aproximativ 940 de milioane de barili de petrol și 208 de milioane de barili de lichide de gaz natural.

Geologii au considerat de multă vreme Șistul Utica drept o rocă sursă de petrol și gaze naturale. Gazul natural și uleiul generat în șistul Utica au migrat în sus și sunt produse din rezervoarele din unitățile de roci subiacente. O cantitate și mai mare de petrol și gaze naturale este încă prinsă în șisturile Utica.

Șistul Utica nu a fost dezvoltat pe scară largă din două motive: 1) adâncimea sa mare în mare parte din întinderea sa geografică și, 2) capacitatea sa limitată de a produce gaz și petrol într-un puț, din cauza permeabilității sale scăzute. Aceasta începe să se schimbe pe măsură ce forajul orizontal și fracturarea hidraulică sunt utilizate pentru a stimula producția. Aceste metode nu au fost utilizate pe scară largă în Utile Shale înainte de 2010.

Figura 1a: Această hartă arată un exemplu al densității de foraj extrem de ridicate a puțurilor orizontale din partea de est a statului Ohio din Șistura Utica. Acolo trebuie să existe un „punct dulce”!

Legate de: Aflați mai multe despre drepturile minerale

Marcellus a fost Actul de deschidere

Marcellus Shale este o altă unitate de rocă bogată în organice care a atras istoric un interes comercial limitat din cauza permeabilității sale scăzute. Totuși, asta s-a schimbat în 2003, când Range Resources a început să găureze puțuri productive în Marcellus folosind tehnologii de foraj orizontal și fracturare hidraulică. Aceste metode au rezolvat problema de permeabilitate scăzută și au produs fracturi care au permis fluidelor să circule prin unitatea de rocă și într-un puț.

Acum, doar câțiva ani mai târziu, Șistul Marcellus a devenit unul dintre cele mai mari câmpuri de gaze naturale din lume, iar Șistul Utica - situat la câteva mii de metri sub Marcellus - a devenit o nouă țintă de foraj.

Potențialul de petrol și gaz natural al șisturii Utica nu este pe deplin înțeles. A fost forat serios doar în estul Ohio din 2010 (a se vedea figura 1a). Cu toate acestea, deja devine un important producător de lichide de petrol, gaze naturale și gaze naturale. Este mai extins din punct de vedere geografic decât Marcellus (vezi figura 1), este mai gros decât Marcellus (a se vedea figura 6) și și-a dovedit deja capacitatea de a produce cantități comerciale de gaze naturale, lichide de gaze naturale și petrol brut.

În acest moment este imposibil să spunem cât de mare ar putea fi resursa Utica Shale, deoarece a fost forată ușor doar în vestul Pennsilvaniei și în Landurile de Jos din Quebec, Canada. În Pennsylvania centrală, unde Utica se află adânc sub Marcellus, este practic testat cu foraj orizontal și fracturare hidraulică. Testarea limitată sugerează că Șistul Utica va fi o resursă enormă de combustibil fosil.

Figura 2: Secvență stratigrafică generalizată a unităților de roci din jurul
Utica Shale și Marcellus Shale. Utica și Marcellus sunt atât de extinse din punct de vedere geografic încât este imposibil de prezentat o secvență stratigrafică care să fie corectă în toate domeniile. Această diagramă prezintă o secvență generalizată de roci care ar putea fi prezente în centrul și vestul Pennsylvania. Imagine după.

Cât de adânc este șistul Utica?

Utica Shale este mult mai adâncă decât Marcellus. Harta de elevare a șisturii Utica (prezentată în figura 3 din coloana din dreapta a acestei pagini) are linii de contur care arată altitudinea bazei Ușii de șisturi în picioare sub nivelul mării. În unele părți din Pennsylvania, Șistul Utica poate fi la peste două mile sub nivelul mării. Cu toate acestea, adâncimea Șistului Utica scade spre vest în Ohio și spre nord-vest sub Marile Lacuri și în Canada. În aceste zone, sistul Utica se ridică la mai puțin de 2000 de metri sub nivelul mării. Dincolo de zonele potențiale de rocă sursă, Șistul Utica se ridică la suprafața Pământului și poate fi văzut în afară. O fotografie afară a șisturii Utica din apropierea orașului Donnacona, Quebec, Canada este prezentată în figura 4.

Majoritatea unităților majore de rocă din Bazinul Apalahian sunt mai groase în est și subțiri spre vest. Unitățile rock care apar între Șistul Marcellus și Șistul Utica urmăresc această tendință. În Pennsylvania, centrul Utica poate fi cu până la 7000 de metri sub Șistul Marcellus, dar această diferență de adâncime scade spre vest. În estul Ohio, Utica poate fi la mai puțin de 3000 de metri sub Marcellus.

Aceste relații de adâncime ale Șistului Utica și ale Șistului Marcellus sunt prezentate în secțiunile transversale generalizate prezentate mai jos ca Figura 5a și Figura 5b.

Figura 3: Altitudine aproximativă pentru baza Șistului Utica (vârful calcarului râului Trenton / Negru). Altitudinile afișate pe hartă sunt picioare sub nivelul mării.

Această hartă a fost compilată prin utilizarea datelor furnizate de Administrația Informațiilor Energetice, Sondajul Geologic al Statelor Unite și Sondajul Geologic din Pennsylvania.

Figura 5a: Secțiunea transversală de mai sus arată poziția subterană a Șistului Marcellus, Șistului Utica și a stâncii continentale a subsolului. Linia secțiunii transversale este afișată ca linia A-B pe harta inserției. Rețineți că șistul Utica se află la aproximativ 2000 de metri sub Marcellus sub estul Ohio, dar la aproximativ 6000 de metri sub Marcellus din sud-centrul Pennsylvania. Rețineți, de asemenea, că roca sursă potențială Marcellus Shale nu se extinde atât în ​​Ohio, cât în ​​Utica.

Această secțiune transversală a fost compilată folosind date furnizate de Administrația Informațiilor Energetice, Sondajul Geologic al Statelor Unite, Pennsylvania Geological Survey și Departamentul de Energie al SUA.

Figura 4: Fotografie a șisturii Utica de lângă orașul Donnacona, Quebec, Canada. Paturile întunecate sunt de șist, paturile ușoare sunt de calcar. O parte a culorii întunecate din Șistul Utica provine din materia organică. Un stilou de scris este afișat pentru scară. Imagine și legendă de către Consiliul Național al Energiei din Canada; de la Un amors pentru înțelegerea gazelor de șist canadian.

Figura 5b: Secțiunea transversală de mai sus arată poziția subterană a Șistului Marcellus, Șistului Utica și a stâncii continentale a subsolului. Linia secțiunii transversale este afișată ca linia A-B pe harta inserției. Rețineți că șistul Utica se află la aproximativ 1800 de metri sub Marcellus sub vestul New Yorkului, dar la aproximativ 5000 de metri sub Marcellus din sud-centrul Pennsylvania. Rețineți, de asemenea, că roca sursă potențială Marcellus Shale nu se extinde atât în ​​New York, cât Utica.

Această secțiune transversală a fost compilată folosind date furnizate de Administrația Informațiilor Energetice, Sondajul Geologic al Statelor Unite, Pennsylvania Geological Survey și Departamentul de Energie al SUA.

Figura 6: Harta de grosime a rocilor prezente între vârful grupurilor râului Trenton / Negru și vârful șisturii Utica. În unele zone, sistul plăcut și șisturile de furnici sunt incluse în această grosime.

Această hartă a fost compilată prin utilizarea datelor furnizate de Administrația Informațiilor Energetice și Departamentul de Energie al SUA.

Grosimea șisturii Utica

Grosimea șisturii Utica este variabilă. De-a lungul celei mai mari măsuri, aceasta are o grosime de la mai puțin de 100 de picioare la peste 500 de picioare. Zonele cele mai groase se găsesc în partea de est a întinderii sale și, în general, se scad în nord-vest. O hartă a grosimii șisturii Utica este prezentată în figura 6. Deși grosimea unei unități de rocă este importantă în determinarea potențialului său de petrol și gaze, conținutul organic, maturitatea termică și alte caracteristici trebuie să fie favorabile.

Conținutul organic al șisturii Utica

Utica Shale este o unitate de rocă bogată în organice. Materialele organice sunt ceea ce îi conferă un gri închis culorii negre - și potențialul hidrocarburilor. Cantitatea de material organic din șist variază de-a lungul întinderii sale și, de asemenea, variază vertical în interiorul unității de rocă.

O hartă a variației regionale a carbonului organic total este prezentată în figura 7. Conținutul de carbon organic este în general cel mai ridicat în centrul extinderii unităților de rocă și scade spre marjele sale.

Figura 7: Conținutul total de carbon organic al șisturii Utica și al rocilor echivalente (procente de greutate). Această hartă arată că conținutul total de carbon organic este cel mai mare (mai mare de 3%) în centrul aproximativ al întinderii geografice. Valorile ridicate ale carbonului organic total sunt adesea corelate cu un potențial ridicat de generare de petrol și gaze naturale.

Această hartă a fost compilată folosind date din Studiul Geologic al Statelor Unite.

Figura 10: Indicele de modificare a conodontului Harta șisturii Utica și a rocilor echivalente. CAI se corelează cu maturitatea termică a rocilor. Valorile CAI între 1 și 2 sunt asociate în mod normal cu prezența petrolului brut, în timp ce CAI între 2 și 5 sunt în mod normal asociate cu prezența gazelor naturale.

Această hartă a fost compilată folosind date din Studiul Geologic al Statelor Unite.

Figura 8: Exemple de modificare a culorii în fosilele conodontului. Imagine de USGS.

Indicele de modificare a conodontului a șisturii utica

Conodontii sunt microfosile de animale asemănătoare anghilei, care trăiau în medii marine din Cambrian prin perioadele triassice. Acestea sunt compuse din fosfat de calciu și au dimensiuni cuprinse între aproximativ 0,2 și 6 milimetri. (Vezi Figura 8.) Sunt utile în determinarea vârstei unei unități de rocă și corelarea unităților de rocă dintr-o locație în alta.

Când sunt încălzite, conodontele își schimbă culoarea prin secvența prezentată în figura 9, în funcție de temperatura rocilor înconjurătoare. Această schimbare progresivă a culorii a fost legată de temperaturile rocilor prin „indicele de modificare a conodontului” (sau „CAI”). Progresia culorii nu este reversibilă și înregistrează temperatura maximă la care s-au încălzit rocile.

Pe măsură ce rocile sunt încălzite, materialele organice din roci sunt modificate prin creșterea temperaturii. La un CAI de 1, materialele organice din roci produc petrol brut. La un CAI de 2, petrolul începe să se transforme în gaz natural.

Semnificația UTI Shale CAI este prezentată pe harta din Figura 10. Zona dintre CAI 1 și CAI 2 este cea în care este posibil să se găsească petrolul în șisturile Utica. În cazul în care CAI este mai mare de 2, este posibil ca gazele naturale să fie hidrocarburile dominante.

Figura 11: Locația unităților de evaluare a petrolului și gazului pentru șisturile Utica, determinată de Studiul Geologic al Statelor Unite. Zona în verde este în cazul în care fântânile pot întâlni petrol brut. Zona în roz este unde gazul natural este probabil să fie hidrocarburile dominante.

Această hartă a fost compilată folosind date din Studiul Geologic al Statelor Unite.

Evaluarea resurselor de petrol și gaz USGS

În septembrie 2012, Studiul Geologic al Statelor Unite a publicat un "Evaluarea resurselor nedescoperite de petrol și gaze din Șistul Utica Ordovician din provincia Bazinului Apalahian, 2012".

Ei au identificat două unități de evaluare în Șisturile Utica. Zonele geografice acoperite de aceste unități sunt prezentate pe hartă în figura 11. Unitatea lor de evaluare a gazelor de șisturi Utica (gaz AU) este definită în cazul în care maturitatea termică a materiei organice este mai mare decât un CAI de 2 și unde carbonul organic total este mai mare de 1% în greutate.

Unitatea de evaluare a uleiului de șisturi Utica (Ulei AU) este definită atunci când maturitatea termică a materiei organice este mai mare decât CAI de 1, dar mai mică decât CAI de 2 și în care carbonul organic total este mai mare de 1% în greutate.

Figura 12: Utica Shale USGS „pete dulci”. Această hartă arată zonele optime preconizate pentru dezvoltarea șisturii Utica, conform evaluării USGS din 2012. În general, aceste zone sunt în care conținutul total de carbon organic (TOC) al șisturii Utica este ridicat. (Vezi Figura 7 pentru harta TOC.)

Această hartă a fost compilată folosind date din Studiul Geologic al Statelor Unite.

Figura 7: Permisele de foraj Utica Shale eliberate în Ohio în perioada septembrie 2010 și octombrie 2013. Grafic elaborat prin utilizarea datelor de la Departamentul de Resurse Naturale din Ohio.

Utica Shale în estul Ohio

Cea mai mare parte a activității de foraj în șisturile Utica s-a produs în estul Ohio. Această zonă geografică a atras interesul pentru o varietate de motive, printre care se numără: 1) Șistul Utica se află la doar câteva mii până la câteva mii de metri sub suprafață; și, 2) puțurile găurite în șisturile Utica produceau cantități semnificative de lichide de gaze naturale și petrol brut. Începând cu 2010, companiile de petrol și gaze naturale au cheltuit miliarde de dolari pentru a achiziționa suprafata Utica Shale în estul Ohio și pentru a fora foraje.

Secțiunile transversale generalizate pentru Șistul Utica și Marcellus prezentate mai sus ca Figurile 5a și 5b ilustrează motivul pentru care Utica este dezvoltat în unele părți din Ohio și Canada în loc de Marcellus.

În cazul în care secțiunea 5a traversează granița statului Pennsylvania-Ohio, Șistul Marcellus se află deasupra Utica și este forat preferențial, deoarece este o țintă mică. Cu toate acestea, porțiunea productivă a Șistului Marcellus nu se extinde în Ohio-ul central - dar Utica Șist. În acele zone, șistura Utica se află la mai puțin de o milă sub suprafață.

Șistura Utica se dovedește a fi bogată în lichide de petrol și gaze naturale. Pe baza echivalentului energetic, aceste puțuri valorează semnificativ mai mult decât puțurile care produc gaze naturale singure. Departamentul de Resurse Naturale din Ohio estimează un potențial recuperabil Ușile Shale între 1,3 și 5,5 miliarde de barili de petrol și între 3,8 și 15,7 trilioane de metri cubi de gaz natural. Companiile interesate de forajul Șistului Utica au inundat ODNR cu cereri de autorizare (a se vedea graficul).

Comunicate de presă de la Chesapeake Energy au raportat mai multe puțuri cu rate de vârf de peste cinci milioane de metri cubi de gaz natural pe zi, împreună cu sute până la mii de barili de lichide cu gaz natural. Optimismul bazat pe aceste rezultate de foraj a determinat Chesapeake să pretindă că activele lor Utica Shale au adăugat peste 15 miliarde de dolari pentru companie.

Aceasta este o evaluare de cel puțin 12.000 USD pe acre!

După ce a obținut rezultate de succes din activitățile recente de foraj în estul Ohio, Chesapeake anunță descoperirea unei noi piese majore, bogate în lichide, în șisturile Utica. Pe baza cercetărilor geoscientifice, petrofizice și inginerești deținute în ultimii doi ani și a rezultatelor a șase puțuri orizontale și nouă pe care le-a găurit, Chesapeake consideră că 1,25 milioane acri neti de lider în industrie în jocul Utica Shale ar putea valora 15 USD - valoare crescută pentru companie cu 20 de miliarde de dolari.

Utica Shale din Pennsylvania

Cea mai mare parte a activității de foraj de șist din Pennsylvania a vizat Șistul Marcellus, situat deasupra Șistului Utica. În unele părți din Pennsylvania, Șistul Marcellus este imediat deasupra calcarului Onondaga. Șistul Utica este situat sub Onondaga. De ce este semnificativ? Iată un citat din site-ul Departamentului pentru Protecția Mediului din Pennsylvania care explică:

"Petrolul sau gazul tău ar putea fi produs sau capturat dintr-un puț în afara limitelor tractului proprietății tale. De fapt, singura ta protecție este dacă proprietatea ta de petrol sau gaz este supusă Legii privind conservarea uleiului și gazului, 58 CP § 401.1 și următoarele. Dacă deci, gazul de pe proprietatea dvs. ar putea fi inclus într-o comandă de unificare sau de colectare emisă de Commonwealth, la îndemâna unui producător de pe un tract vecin. Acest operator de puțuri ar trebui apoi să vă plătească o redevență de producție pe baza cotei dvs. de procurare din producția din sondă, în funcție de cât de mult a fost considerată ca o parte a tractului dvs. contribuie la bazinul sondelor. Această lege se aplică pentru puțurile de petrol sau gaze care pătrund pe orizontul Onondaga și sunt mai adânci de peste 3.800 de metri.

Interviu video: Potențialul altor formațiuni de șisturi de gaze în nord-estul Statelor Unite. Geologul Universității de Stat din Pennsylvania, Dr. Terry Engelder, descrie rezultatele istorice și recente ale forajului pentru șisturile Utica.

Dezvoltarea viitoare a șisturii Utica

Două provocări importante pentru dezvoltarea șisturii Utica din Pennsylvania sunt profunzimea sa semnificativă și lipsa de informații. În zonele în care este prezent Șistul Marcellus, șistul Utica va fi probabil o resursă a viitorului îndepărtat. Marcellus Shale este mai puțin costisitor de dezvoltat, iar companiile se vor concentra asupra acesteia înainte de a-și stabili privirea pe o țintă mai profundă, cu un profit incert.

Cu toate acestea, în zonele în care s-a dezvoltat Șistul Marcellus, Utica va avea un avantaj în infrastructură. Seturi de foraj, drumuri, conducte, sisteme de colectare, lucrări de supraveghere, date de pregătire a autorizațiilor și relații de proprietari ar putea fi încă utile pentru dezvoltarea șisturii Utica.

Șisturile Utica stau la baza părților Lacului Erie și Lacului Ontario. Aceste zone conțin probabil gaz natural. Este posibil ca în viitorul foarte îndepărtat să se realizeze foraje în larg în lacuri.

Interviu video: Potențialul altor formațiuni de șisturi de gaze în nord-estul Statelor Unite. Geologul Universității de Stat din Pennsylvania, Dr. Terry Engelder, descrie rezultatele istorice și recente ale forajului pentru șisturile Utica.

Fracturarea hidraulică: Video de Questerre Energy care explică modul în care fracturarea hidraulică și forajul orizontal vor fi utilizate pentru dezvoltarea șisturii Utica din Quebec, Canada.

Fracturarea hidraulică: Video de Questerre Energy care explică modul în care fracturarea hidraulică și forajul orizontal vor fi utilizate pentru dezvoltarea șisturii Utica din Quebec, Canada.