Utica Shale - obří zemní plyn pod Marcellus?

Obsah

• Co je to Utica Shale?
• Marcellus byl zákon o zahájení
• Jak hluboká je břidlice Utica?
• Tloušťka břidlice Utica
• Organický obsah břidlice Utica
• Conodont Modifikace indexu Uticaské břidlice
• USGS Hodnocení zdrojů ropy a zemního plynu
• Utica Shale ve východním Ohiu
• Utica Shale v Pensylvánii
• Budoucí vývoj břidlice Utica

Obrázek 1: Zelená oblast na této mapě označuje geografický rozsah Utica Shale. V tomto rozsahu jsou zahrnuty dvě laterálně ekvivalentní skalní jednotky: Antes Shale v centrální Pensylvánii a Point Pleasant Formation of Ohio a západní Pensylvánie. Tyto skály se rozprostírají pod několika americkými státy, částí Lake Erie, částí Lake Ontario a částí Ontario v Kanadě. Pokud bude v tomto rozsahu vyvinuto, bude plynová hra Utica Shale větší než jakékoli pole zemního plynu známé dnes.

Tenká žlutá čára na mapě představuje geografický rozsah hry Marcellus Shale Gas Play. Tato mapa jasně ukazuje, že břidlice Utica má geografický rozsah, který je mnohem větší než břidlice Marcellus.

Tato mapa byla sestavena na základě údajů poskytnutých Správou energetických informací a Geologickým průzkumem Spojených států.

Co je to Utica Shale?

Břidlice Utica je černá, vápenatá břidlice bohatá na organické látky středního ordovického věku, která je základem významných částí Ohia, Pensylvánie, Západní Virginie, New Yorku, Quebeku a dalších částí východní severní Ameriky (viz obrázek 1). V podpovrchu se nachází brázda Utica několik tisíc stop pod břidlicí Marcellus, která se stala všeobecně známou jako zdroj zemního plynu (viz obrázek 2).

Utica Shale v současné době věnuje velkou pozornost, protože vydává velké množství zemního plynu, kapalin zemního plynu a ropy do vrtů ve východním Ohiu a západní Pensylvánii. Geologické průzkumy Spojených států znamenají odhady neobjevených, technicky využitelných nekonvenčních zdrojů, které naznačují, že břidlice Utica obsahuje asi 38 bilionů kubických stop zemního plynu, asi 940 miliónů barelů ropy a 208 miliónů barů kapalin na zemní plyn.

Geologové už dlouho považují Utica Shale za ropu a zdroj zemního plynu. Zemní plyn a ropa produkovaná v Utica Shale migrovaly směrem nahoru a jsou produkovány z nádrží v nadložních skalních jednotkách. Ještě větší množství ropy a zemního plynu je stále zachyceno v Utica Shale.

Zařízení Utica Shale nebylo rozsáhle vyvinuto ze dvou důvodů: 1) jeho velká hloubka přes velkou část jeho geografického rozsahu a 2) jeho omezená schopnost produkovat plyn a ropu do studny kvůli nízké propustnosti. To se začíná měnit, protože horizontální vrtání a hydraulické štěpení se používají ke stimulaci výroby. Tyto metody nebyly do roku 2010 v Utica Shale široce používány.

Obrázek 1a: Tato mapa ukazuje příklad extrémně vysoké hustoty vrtání horizontálních vrtů ve východní části Ohia na Utica Shale. Tam dole musí být "sladké místo"!

Příbuzný: Dozvědět se o minerálních právech

Marcellus byl zákon o zahájení

Marcellus Shale je další organicky bohatá skalní jednotka, která kvůli své nízké propustnosti historicky přitahovala omezený komerční zájem. To se však změnilo v roce 2003, kdy společnost Range Resources začala vrtat produktivní vrty do Marcellus pomocí technologií horizontálního vrtání a hydraulického štěpení. Tyto metody vyřešily problém nízké propustnosti a vytvořily zlomeniny, které umožnily tekutinám protékat skalní jednotkou a do studny.

Nyní, jen o několik let později, se břidlice Marcellus stalo jedním z největších polí na zemním plynu na světě a Uticaská břidlice - umístěná několik tisíc stop pod Marcellus - se stala novým cílem vrtání.

Potenciál ropy a zemního plynu v Utica Shale není zcela pochopen. Ve východním Ohiu se vrtal až od roku 2010 (viz obrázek 1a). Již nyní se však stává významným výrobcem ropy, zemního plynu a kapalin zemního plynu. Je geograficky rozsáhlejší než Marcellus (viz obrázek 1), je silnější než Marcellus (viz obrázek 6) a již prokázala svou schopnost poskytovat komerční množství zemního plynu, kapalin zemního plynu a ropy.

V tuto chvíli není možné přesně říci, jak velký by mohl být zdroj Utica Shale, protože byl jen lehce vyvrtán v západní Pensylvánii a v St. Lawrence Lowlands v Quebecu v Kanadě. Ve střední Pensylvánii, kde je Utica hluboko pod Marcellusem, je prakticky nevyzkoušeno horizontálním vrtáním a hydraulickým lomem. Omezené testování naznačuje, že zařízení Utica Shale bude obrovským zdrojem fosilních paliv.

Obrázek 2: Zobecněná stratigrafická sekvence skalních jednotek obklopujících
Utica Shale a Marcellus Shale. Utica a Marcellus jsou tak geograficky rozsáhlé, že je nemožné předložit stratigrafickou sekvenci, která by byla správná ve všech oblastech. Tento diagram představuje zobecněnou sekvenci hornin, které by mohly být přítomny ve střední a západní Pensylvánii. Obrázek od.

Jak hluboká je břidlice Utica?

Utica Shale je mnohem hlubší než Marcellus. Mapa výšky Utica Shale (znázorněná na obrázku 3 v pravém sloupci této stránky) obsahuje vrstevnice, které ukazují výšku základny Utica Shale v stopách pod hladinou moře. V některých částech Pensylvánie může být Utica Shale více než dvě míle pod hladinou moře. Hloubka Utica Shale však klesá na západ do Ohia a na severozápad pod Velkými jezery a do Kanady. V těchto oblastech stoupá Utica Shale na méně než 2000 stop pod hladinou moře. Za potenciálními zdrojovými skalními oblastmi se Utica Shale zvedá na zemský povrch a je vidět ve výchozím stavu. Výchozí fotografie Utica Shale poblíž města Donnacona, Quebec, Kanada je znázorněna na obrázku 4.

Většina hlavních skalních jednotek v Appalačské pánvi je nejsilnější na východě a řídká směrem na západ. Skalní jednotky, které se vyskytují mezi Marcellus Shale a Utica Shale, sledují tento trend. Ve střední Pensylvánii může být Utica až 7000 stop pod Marcellus Shale, ale tento rozdíl hloubky klesá na západ. Ve východním Ohiu může být Utica méně než 3 000 stop pod Marcellus.

Tyto hloubkové vztahy Utica Shale a Marcellus Shale jsou znázorněny ve zobecněných průřezech znázorněných níže jako obrázek 5a a obrázek 5b.

Obrázek 3: Přibližná výška pro základnu Utica Shale (vrchol vápenců Trenton / Black River). Výšky zobrazené na mapě jsou stop pod hladinou moře.

Tato mapa byla sestavena pomocí dat poskytnutých Správou energetických informací, Geologickým průzkumem Spojených států a Pennsylvanským geologickým průzkumem.

Obrázek 5a: Průřez nahoře ukazuje podpovrchovou polohu břidlice Marcellus, Utica Shale a kontinentálního suterénu. Čára průřezu je zobrazena jako čára A-B na vložené mapě. Si všimnout toho Utica břidlice je asi 2000 noh pod Marcellus pod východním Ohiem ale asi 6000 noh pod Marcellus v jihu-centrální Pennsylvania. Také si všimněte, že potenciální zdrojová hornina Marcellus Shale se nerozkládá tak daleko do Ohia jako Utica.

Tento průřez byl sestaven pomocí dat poskytnutých Správou energetických informací, Geologickým průzkumem Spojených států, Pennsylvanským geologickým průzkumem a americkým ministerstvem energetiky.

Obrázek 4: Fotografie z Utica Shale poblíž města Donnacona, Quebec, Kanada. Tmavé postele jsou břidlice, světlé postele jsou vápencové. Část tmavé barvy v Utica Shale pochází z organické hmoty. Pro měřítko se zobrazuje psací pero. Obrázek a titulek Národní energetické rady Kanady; od Primeru pro pochopení kanadského břidlicového plynu.

Obrázek 5b: Průřez nahoře ukazuje podpovrchovou polohu břidlice Marcellus, Utica Shale a kontinentálního suterénu. Čára průřezu je zobrazena jako čára A-B na vložené mapě. Všimněte si, že břidlice Utica je asi 1800 stop pod Marcellus pod západním New Yorkem, ale asi 5000 stop pod Marcellus v jižní centrální Pensylvánii. Také si všimněte, že potenciální zdrojová hornina Marcellus Shale se nerozkládá tak daleko do New Yorku jako Utica.

Tento průřez byl sestaven pomocí dat poskytnutých Správou energetických informací, Geologickým průzkumem Spojených států, Pennsylvanským geologickým průzkumem a americkým ministerstvem energetiky.

Obrázek 6: Tloušťková mapa hornin přítomných mezi vrcholem skupin Trenton / Black River a vrcholem Utica Shale. V některých oblastech jsou do této tloušťky zahrnuty body Point Pleasant Shale a Antes Shale.

Tato mapa byla sestavena na základě údajů poskytnutých Správou energetických informací a Ministerstvem energetiky USA.

Tloušťka břidlice Utica

Tloušťka břidlice Utica je proměnná. Po většinu svého rozsahu se pohybuje v tloušťce od méně než 100 stop do více než 500 stop. Nejhrubší oblasti jsou na východní straně svého rozsahu a obecně se ztenčují na severozápad. Tloušťka mapy Utica Shale je znázorněna na obrázku 6. Přestože tloušťka skalní jednotky je důležitá při určování jejího potenciálu ropy a plynu, organický obsah, tepelná zralost a další charakteristiky musí být všechny příznivé.

Organický obsah břidlice Utica

Utica Shale je organicky bohatá skalní jednotka. Organické látky jí dodávají tmavě šedou až černou barvu - a uhlovodíkový potenciál. Množství organického materiálu v břidlici se mění v celém jeho rozsahu a také se mění vertikálně uvnitř skalní jednotky.

Mapa regionální variace celkového organického uhlíku je znázorněna na obrázku 7. Obsah organického uhlíku je obecně nejvyšší ve středu rozsahu skalních jednotek a klesá směrem k jeho okrajům.

Obrázek 7: Celkový obsah organického uhlíku v břidlišti Utica a ekvivalentních horninách (hmotnostní procento). Tato mapa ukazuje, že celkový obsah organického uhlíku je nejvyšší (větší než 3%) v přibližném středu geografického rozsahu. Vysoké hodnoty celkového organického uhlíku jsou často korelovány s vysokým potenciálem produkce ropy a zemního plynu.

Tato mapa byla sestavena pomocí dat z Geologického průzkumu Spojených států.

Obrázek 10: Mapa indexu modifikace Conodontu z břidlice Utica a ekvivalentních hornin. CAI koreluje s tepelnou zralostí hornin. Hodnoty CAI mezi 1 a 2 jsou obvykle spojeny s přítomností ropy, zatímco CAI mezi 2 a 5 jsou obvykle spojeny s přítomností zemního plynu.

Tato mapa byla sestavena pomocí dat z Geologického průzkumu Spojených států.

Postavení 8: Příklady barevných změn v fosiliích conodont. Obrázek od USGS.

Conodont Modifikace indexu Uticaské břidlice

Conodonts jsou mikrofosílie úhořovitých zvířat, která žila v mořském prostředí od kambria přes triasy. Skládají se z fosforečnanu vápenatého a mají velikost od asi 0,2 do 6 milimetrů. (Viz obrázek 8.) Jsou užitečné při určování věku skalní jednotky a korelaci skalních jednotek z jednoho místa na druhé.

Po zahřátí mění kondodanty barvu podle sekvence na obrázku 9 podle teploty okolních hornin. Tato progresivní změna barvy byla spojena s teplotami hornin pomocí „indexu změny kondice“ (nebo „CAI“). Průběh barvy není reverzibilní a zaznamenává maximální teplotu, na kterou byly skály zahřáté.

Jak se horniny zahřívají, organické materiály v horninách se upravují rostoucí teplotou. Při CAI 1 získají organické materiály ve skalách ropu. Při CAI 2 se ropa začíná přeměňovat na zemní plyn.

Význam CAI Utica Shale je znázorněn na mapě na obrázku 10. V oblasti mezi CAI 1 a CAI 2 se nachází ropa, která se pravděpodobně nachází v Utica Shale. Pokud je hodnota CAI větší než 2, bude pravděpodobně dominantním uhlovodíkem zemní plyn.

Obrázek 11: Umístění jednotek pro posuzování ropy a plynu pro Utica Shale určeno geologickým průzkumem Spojených států. Oblast zeleně je místem, kde je pravděpodobné, že se ropa setká s ropou. V růžové oblasti je zemní plyn pravděpodobně dominantním uhlovodíkem.

Tato mapa byla sestavena pomocí dat z Geologického průzkumu Spojených států.

USGS Hodnocení zdrojů ropy a zemního plynu

V září 2012 zveřejnila Geologická služba Spojených států geologický průzkum "Posouzení neobjevených zdrojů ropy a zemního plynu ordovické utice Shale provincie Appalachian Basin, 2012".

Identifikovali dvě jednotky hodnocení v Utica Shale. Zeměpisné oblasti, na které se tyto jednotky vztahují, jsou znázorněny na mapě na obrázku 11. Jejich jednotka pro stanovení plynu z břidlicového plynu (AUA) je definována tam, kde je tepelná zralost organické hmoty vyšší než CAI 2 a kde celkový organický uhlík je větší než 1 hmotnostní procento.

Jednotka pro stanovení břidlicového oleje z Utica (Oil AU) je definována, pokud je tepelná zralost organické hmoty vyšší než CAI 1, ale menší než CAI 2 a kde celkový organický uhlík je větší než 1 hmotnostní procento.

Obrázek 12: Utica Shale USGS "sladká místa". Tato mapa ukazuje očekávané optimální oblasti pro rozvoj Utica Shale podle hodnocení USGS z roku 2012. Obecně se jedná o oblasti, kde je celkový obsah organického uhlíku (TOC) v Utica Shale vysoký. (Viz mapa 7 pro mapu TOC.)

Tato mapa byla sestavena pomocí dat z Geologického průzkumu Spojených států.

Obrázek 7: Povolení k vrtání Utica Shale vydávaná v Ohiu v období od září 2010 do října 2013. Graf byl zpracován na základě údajů Ministerstva přírodních zdrojů v Ohiu.

Utica Shale ve východním Ohiu

Většina vrtné činnosti v Utica Shale se odehrála ve východním Ohiu. Tato zeměpisná oblast přitahovala zájem z různých důvodů, které zahrnují: 1) břidlice Utica je jen několik tisíc až několik tisíc stop pod povrchem; a 2) vrty vyvrtané do Uticaské břidlice poskytly významné množství kapalin zemního plynu a ropy. Od roku 2010 společnosti zabývající se ropou a zemním plynem utratily miliardy dolarů nákupem plochy Utica Shale ve východní Ohiu a vrtáním studní.

Zobecněné průřezy pro břidlice Utica a Marcellus znázorněné nahoře jako obrázky 5a a 5b ukazují, proč se Utica vyvíjí v některých částech Ohia a Kanady místo Marcellus.

Tam, kde průřez 5a překračuje hranici státu Pennsylvania-Ohio, je Marcellus Shale nad Utica a je přednostně vrtán, protože je mělčí terč. Produktivní část Marcellus Shale se však nerozšiřuje do centrálního Ohia - ale Utica Shale ano. V těchto oblastech je Utica Shale méně než jedna míle pod povrchem.

Utica Shale se ukazuje být bohatá na oleje a kapaliny na zemní plyn. Pokud jde o energeticky ekvivalentní, tyto studny mají hodnotu podstatně více než studny, které produkují samotný zemní plyn. Oddělení přírodních zdrojů v Ohiu odhaduje využitelný potenciál Utica Shale mezi 1,3 až 5,5 miliardami barelů ropy a mezi 3,8 a 15,7 biliony kubických stop zemního plynu. Společnosti, které se zajímají o vrtání břidlice Utica, zaplavují ODNR žádostmi o povolení (viz graf).

Tiskové zprávy od společnosti Chesapeake Energy uváděly několik vrtů s maximální rychlostí přes pět milionů kubických stop zemního plynu denně a stovky až tisíce barelů kapalin na zemní plyn. Optimismus založený na těchto výsledcích vrtání přiměl Chesapeake k tvrzení, že jejich aktiva společnosti Utica Shale přidala společnosti více než 15 miliard dolarů.

Jedná se o ocenění nejméně 12 000 $ na akr!

Poté, co Chesapeake dosáhl úspěšných výsledků nedávných vrtných činností ve východním Ohiu, ohlašuje objev významné nové hry bohaté na tekutiny v Utica Shale. Na základě svého proprietárního geovědního, petrofyzikálního a inženýrského výzkumu za poslední dva roky a výsledků šesti horizontálních a devíti vertikálních vrtů, které vyvrtal, se Chesapeake domnívá, že jeho 1,25 milionu akrů čisté nájemné akry ve hře Utica Shale by mohla mít hodnotu 15 $ - 20 miliard dolarů ve zvýšené hodnotě pro společnost.

Utica Shale v Pensylvánii

Většina těžby břidlicové břidlice v Pensylvánii se zaměřila na břidlici Marcellus, která je nad břidlicí Utica. V některých částech Pensylvánie je Marcellus Shale bezprostředně nad Onondagským vápencem. Utica Shale se nachází pod Onondagou. Proč je to významné? Zde je citace z webu Pennsylvania Department of Environmental Protection, která vysvětluje:

„Vaše ropa nebo plyn by se mohl vyrábět nebo zachycovat ze studny mimo hranice vašeho majetkového traktu. Ve skutečnosti jedinou ochranou je, pokud váš majetek z ropy nebo plynu podléhá zákonu o ochraně ropy a zemního plynu, 58 PS § 401.1 a násl. plyn z vašeho majetku by tedy mohl být zahrnut do jednotkové nebo sdružovací objednávky vydané Společenstvím na příkaz producenta v sousedním traktu. Ten operátor by tedy musel zaplatit licenční poplatek na základě vašeho poměrného podílu produkce ze studny, v závislosti na tom, kolik z vašeho traktu bylo považováno za příspěvek do bazénu studní. Tento zákon se vztahuje na ropné nebo plynové vrty, které pronikají do Onondagského obzoru a jsou hluboké více než 3 800 stop. ““

Rozhovor s videem: Potenciál jiných plynových břidlicových formací v severovýchodních Spojených státech. Geolog Pennsylvánské státní univerzity Dr. Terry Engelder popisuje historické a nedávné výsledky vrtání pro Utica Shale.

Budoucí vývoj břidlice Utica

Dvě důležité výzvy pro rozvoj břidlice Utica v Pensylvánii jsou její významná hloubka a nedostatek informací. V oblastech, kde je přítomna Marcellus Shale, bude Utica Shale pravděpodobně zdrojem vzdálené budoucnosti. Vývoj Marcellus Shale je méně nákladný na vývoj a společnosti se na něj zaměří, než se zaměří na hlubší cíl s nejistou návratností.

Avšak v oblastech, kde byl vyvinut Marcellus Shale, bude mít Utica výhodu v infrastruktuře. Pro vývoj loděnice Utica mohou být stále užitečné vrtné podložky, silnice, potrubí, systémy sběru, zeměměřické práce, údaje o přípravě povolení a vztahy vlastníků půdy.

Utica Shale leží pod částmi Lake Erie a Lake Ontario. Tyto oblasti pravděpodobně obsahují zemní plyn. Je možné, že se v jezerech odehraje těžba na moři ve velmi vzdálené budoucnosti.

Rozhovor s videem: Potenciál jiných plynových břidlicových formací v severovýchodních Spojených státech. Geolog Pennsylvánské státní univerzity Dr. Terry Engelder popisuje historické a nedávné výsledky vrtání pro Utica Shale.

Hydraulické štěpení: Video od společnosti Questerre Energy, které vysvětluje, jak bude použito hydraulické štěpení a horizontální vrtání k vývoji břidlice Utica v kanadském Quebecu.

Hydraulické štěpení: Video od společnosti Questerre Energy, které vysvětluje, jak bude použito hydraulické štěpení a horizontální vrtání k vývoji břidlice Utica v kanadském Quebecu.