Sisältö
- Mikä on Utica-liuske?
- Marcellus oli avaamislaki
- Kuinka syvä Utica-liuske on?
- Utica-liuskelevyn paksuus
- Utica-liuskella orgaaninen sisältö
- Utica-liuskeosan Conodont-muutosindeksi
- USGS: n öljy- ja kaasuvarojen arviointi
- Utica-liuske Itä-Ohiossa
- Utican liuske Pennsylvaniassa
- Utican liuskekehityksen tuleva kehitys
Kuvio 1: Tämän kartan vihreä alue merkitsee Utica-liuskealueen maantieteellistä laajuutta. Tähän laajuuteen kuuluvat kaksi sivusuunnassa vastaavaa kiviyksikköä: Pennsylvanian keskustan Antes-liuske ja Ohion ja Länsi-Pennsylvanian pistemieliset muodostumat. Nämä kivet ulottuvat useiden Yhdysvaltojen osavaltioiden, osan Erie-järven, osan Ontario-järven ja osan Ontarion, Kanadassa. Utica Shale -kaasuvälys on suurempi kuin mikään nykyään tunnetuista maakaasukentistä, jos sitä kehitetään koko laajuudessa.
Kartan ohut keltainen viiva kuvaa Marcellus Shale Gas Play -sovelluksen maantieteellistä laajuutta. Tämä kartta osoittaa selvästi, että Utica-liuskelevyn maantieteellinen laajuus on paljon suurempi kuin Marcellus-liuskekivi.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Energy Information Administrationin ja Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen toimittamia tietoja.
Mikä on Utica-liuske?
Utica-liuskelevy on musta, kalkkipitoinen, orgaanisesti rikas liuske, joka on keski-Ordovicin aikakaudella ja joka perustuu merkittäviin osiin Ohiossa, Pennsylvaniassa, Länsi-Virginiassa, New Yorkissa, Quebecissä ja muualla itäisessä Pohjois-Amerikassa (ks. Kuva 1). Utica-liuske on maanpinnan alapuolella muutaman tuhannen metrin päässä Marcellus-liuskesta, josta on tullut laajalti tunnettua maakaasun lähteenä (ks. Kuva 2).
Utican liuskekivi saa tällä hetkellä paljon huomiota, koska se tuottaa suuria määriä maakaasua, maakaasunesteitä ja raakaöljyä kaivoihin, jotka on porattu Itä-Ohioon ja Länsi-Pennsylvaniaan. Yhdysvaltojen geologisten tutkimusten keskimääräiset arviot löytämättömistä, teknisesti hyödynnettävistä epätavanomaisista lähteistä osoittavat, että Utica-liuskelevy sisältää noin 38 biljoonaa kuutiometriä maakaasua, noin 940 miljoonaa tynnyriä öljyä ja 208 miljoonaa tynnyriä maakaasunesteitä.
Geologit ovat pitkään pitäneet Utica-liuskeöljyä öljyn ja maakaasun lähteenä. Utica-liuskeessa syntyvä maakaasu ja öljy ovat siirtyneet ylöspäin ja ne tuotetaan pääosassa olevien kallioyksiköiden säiliöistä. Vielä suurempi määrä öljyä ja maakaasua on edelleen loukussa Utica-liuskeessa.
Utican liuskea ei ole kehitetty laajasti kahdesta syystä: 1) sen suuri syvyys suurimmassa osassa maantieteellistä laajuuttaan ja 2) sen rajoitettu kyky tuottaa kaasua ja öljyä kaivoon alhaisen läpäisevyyden vuoksi. Tämä alkaa muuttua, kun vaakaporausta ja hydraulista murtumista käytetään tuotannon stimuloimiseen. Näitä menetelmiä ei käytetty laajasti Utica-liuskella ennen vuotta 2010.
Kuva 1a: Tämä kartta näyttää esimerkin vaakakaivojen erittäin suuresta poraustiheydestä Utica-liuskeliven itäosassa Ohiossa. Siellä on oltava "makea paikka"!
Related: Lisätietoja mineraalioikeuksista
Marcellus oli avaamislaki
Marcellus-liuske on toinen orgaanisesti rikas kiviyksikkö, joka on historiallisesti herättänyt vähäistä kaupallista mielenkiintoa alhaisen läpäisevyytensä vuoksi. Se kuitenkin muuttui vuonna 2003, kun Range Resources alkoi porata tuottavia kaivoja Marcellukseen horisontaalisen porauksen ja hydraulisen murtotekniikan avulla. Nämä menetelmät ratkaisivat alhaisen läpäisevyyden ongelman ja tuottivat murtumia, jotka sallivat nesteiden virtata kallioyksikön läpi ja kaivoon.
Nyt, vain muutamaa vuotta myöhemmin, Marcellus-liuskella on tullut yksi maailman suurimmista maakaasukentistä, ja Utica-liuskelevystä - joka sijaitsee muutama tuhat jalkaa Marcelluksen alapuolella - on tullut uusi porauskohde.
Utica-liuskeöljyn öljy- ja maakaasupotentiaalia ei ymmärretä täysin. Sitä on porattu vakavasti vain Ohion itäosassa vuodesta 2010 (ks. Kuva 1a). Siitä on kuitenkin tulossa jo merkittävä öljyn, maakaasun ja maakaasunesteiden tuottaja. Se on maantieteellisesti laajempi kuin Marcellus (katso kuva 1), se on paksumpi kuin Marcellus (katso kuva 6), ja se on jo osoittanut kykynsä tuottaa kaupallisia määriä maakaasua, maakaasunesteitä ja raakaöljyä.
Tällä hetkellä on mahdotonta sanoa tarkalleen, kuinka suuri Utica-liuskevaranto voi olla, koska sitä on porattu vain kevyesti Länsi-Pennsylvaniassa ja Kanadan Quebecin St. Lawrence -lahdessa. Pennsylvanian keskustassa, missä Utica on syvällä Marcelluksen alapuolella, se on käytännössä testaamattomana vaakasuoralla porauksella ja hydraulisella murtamisella. Rajoitettu testaus viittaa siihen, että Utica-liuskella on valtava fossiilisten polttoaineiden resurssi.
Kuva 2: Yleinen stratigrafinen sekvenssi kallioyksiköitä ympäröivät
Utica liuske ja Marcellus liuske. Utica ja Marcellus ovat niin maantieteellisesti laajoja, että on mahdotonta esittää stratigrafista sekvenssiä, joka olisi oikein kaikilla alueilla. Tämä kaavio esittää yleisen kivisarjan, joka voi olla läsnä Keski- ja Länsi-Pennsylvaniassa. Kuva:.
Kuinka syvä Utica-liuske on?
Utican liuske on paljon syvempi kuin Marcellus. Utica Shale -korkeuskartalla (esitetty sivun oikeanpuoleisessa kuvassa 3) on ääriviivat, jotka osoittavat Utica Shale -alustan korkeuden jaloissa merenpinnan alapuolella. Joissakin Pennsylvanian osissa Utica-liuske voi olla yli kaksi mailia merenpinnan alapuolella. Utica-liuskelevyn syvyys kuitenkin vähenee länteen Ohioon ja luoteeseen Suurten järvien alla ja Kanadaan. Näillä alueilla Utica-liuske nousee alle 2000 jalkaan merenpinnan alapuolelle. Mahdollisten lähteiden kallioalueiden ulkopuolella Utica-liuske nousee maan pinnalle ja näkyy paljastumassa. Kalliokuva Utica-liuskelta lähellä Donnaconan kaupunkia, Quebec, Kanada, on esitetty kuvassa 4.
Suurin osa Appalachian altaan tärkeimmistä kallioyksiköistä on paksimpia idässä ja ohut länteen nähden. Marcellus-liuskelehden ja Utica-liuskelevyn välissä esiintyvät kiviyksiköt seuraavat tätä suuntausta. Pennsylvanian keskustassa Utica voi olla jopa 7000 jalkaa Marcellus-liuskun alla, mutta syvyysero pienenee länteen. Ohion itäosassa Utica voi olla alle 3000 jalkaa Marcelluksen alapuolella.
Nämä Utica-liuskelehden ja Marcellus-liuskun syvyyssuhteet esitetään yleistetyissä poikkileikkauksissa, jotka on esitetty alla kuten kuvio 5a ja kuvio 5b.
Kuva 3: Arvioitu korkeus Utica-liuskelevyn pohjalle (Trenton / Black River -kalkkikivien yläosa). Kartalla näkyvät korkeudet ovat jalat merenpinnan alapuolella.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Energy Information Administrationin, Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen ja Pennsylvanian geologisen tutkimuksen toimittamia tietoja.
Kuvio 5a: Yllä oleva poikkileikkaus näyttää Marcellus-liuskelehden, Utica-liuskelevyn ja mannermaan kellarikallion pinnan. Poikkileikkausviiva esitetään viivalla A-B sisäkartalla. Huomaa, että Utica-liuske on noin 2000 jalkaa Marcelluksen alapuolella itäisen Ohion alla, mutta noin 6000 jalkaa Marcelluksen alapuolella Pennsylvanian eteläosassa. Huomaa myös, että Marcellus Shale -potentiaalikivi ei ulotu niin pitkälle Ohioon kuin Utica.
Tämä poikkileikkaus on koottu käyttämällä Energy Information Administrationin, Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen, Pennsylvanian geologisen tutkimuksen ja Yhdysvaltain energiaministeriön toimittamia tietoja.
Kuva 4: Valokuva Utica-liuskelta lähellä Donnaconan kaupunkia, Quebec, Kanada. Tummat sängyt ovat liuskekiviä, vaaleat sängyt kalkkikiveä. Osa Utica-liuskelevyn tummasta väristä tulee orgaanisesta aineesta. Näytetään kirjoituskynä mittakaavassa. Kuva ja kuvateksti Kanadan kansalliselta energianeuvostolta; Kanadan liuskekaasun ymmärtämisen pohjalta.
Kuva 5b: Yllä oleva poikkileikkaus näyttää Marcellus-liuskelehden, Utica-liuskelevyn ja mannermaan kellarikallion pinnan. Poikkileikkausviiva esitetään viivalla A-B sisäkartalla. Huomaa, että Utica-liuske on noin 1800 jalkaa Marcelluksen alapuolella New Yorkin länsipuolella, mutta noin 5000 jalkaa Marcelluksen alapuolella Pennsylvanian eteläosassa. Huomaa myös, että Marcellus Shale -potentiaalikivi ei ulotu niin pitkälle New Yorkiin kuin Utica.
Tämä poikkileikkaus on koottu käyttämällä Energy Information Administrationin, Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen, Pennsylvanian geologisen tutkimuksen ja Yhdysvaltain energiaministeriön toimittamia tietoja.
Kuva 6: Trenton / Black River -ryhmien yläosan ja Utica-liuskelevyn yläpuolella olevien kivien paksuuskartta. Joillakin alueilla pistemielinen liuske ja anteksen liuske ovat mukana tässä paksuudessa.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Energy Information Administrationin ja Yhdysvaltain energiaministeriön toimittamia tietoja.
Utica-liuskelevyn paksuus
Utica-liuskelevyn paksuus on vaihteleva. Suurimmassa osassa sen paksuus vaihtelee alle 100 jalasta yli 500 jalkaan. Paksimmat alueet ovat sen laajuuden itäpuolella ja yleensä ohuet luoteeseen. Utica-liuskelevyn paksuuskartta on esitetty kuvassa 6. Vaikka kiviyksikön paksuus on tärkeä sen öljy- ja kaasupotentiaalin määrittämisessä, orgaanisen pitoisuuden, lämpökypsyyden ja muiden ominaisuuksien on oltava kaikki suotuisat.
Utica-liuskella orgaaninen sisältö
Utica Shale on orgaanisesti rikas kiviyksikkö. Orgaaniset yhdisteet antavat sille tummanharmaaksi mustalle värin - ja hiilivetypotentiaalin. Orgaanisen materiaalin määrä liuskeessa vaihtelee koko laajuudessaan ja vaihtelee myös pystysuunnassa kallioyksikön sisällä.
Kartta orgaanisen hiilen kokonaismäärän alueellisesta vaihtelusta on esitetty kuvassa 7. Orgaanisen hiilen pitoisuus on yleensä korkein kallioyksiköiden keskellä ja laskee kohti marginaaleja.
Kuva 7: Utica-liuskelehden ja vastaavien kivien orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus (painoprosentit). Tämä kartta osoittaa, että orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus on korkein (yli 3%) maantieteellisen laajuuden likimääräisessä keskustassa. Korkeat orgaanisen hiilen kokonaisarvot korreloivat usein öljyn ja maakaasun suuren tuoton potentiaalin kanssa.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen tietoja.
Kuva 10: Conodontin muutosindeksi Utica-liuskelevyn ja vastaavien kivien kartasta. CAI korreloi kivien lämpökypsyyden kanssa. CAI-arvot välillä 1 - 2 liittyvät normaalisti raakaöljyn läsnäoloon, kun taas CAI-arvot välillä 2 - 5 liittyvät normaalisti maakaasun läsnäoloon.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen tietoja.
Kuva 8: Esimerkkejä conodont-fossiilien värinmuutoksista. Kuva USGS.
Utica-liuskeosan Conodont-muutosindeksi
Liivat ovat ankeriaan kaltaisten eläinten mikrofossiileja, jotka asuivat meriympäristössä Kambrian tasavallasta triassisten ajanjaksojen ajan. Ne koostuvat kalsiumfosfaatista ja ovat kooltaan noin 0,2 - 6 millimetriä. (Katso kuva 8.) Ne ovat hyödyllisiä määritettäessä kallioyksikön ikää ja korreloimalla kallioyksiköitä paikasta toiseen.
Lämmitettäessä konodonit muuttavat väriä kuvassa 9 esitetyn sekvenssin läpi ympäröivien kivien lämpötilan mukaan. Tämä progressiivinen värimuutos on liitetty kallion lämpötiloihin "conodont muutosindeksillä" (tai "CAI"). Värin eteneminen ei ole palautuvaa ja tallentaa enimmäislämpötilan, johon kiviä on kuumennettu.
Kun kiviä kuumennetaan, kallioiden orgaanisia aineita muutetaan lämpötilan nousun myötä. Kun CAI on 1, kivien orgaaniset materiaalit tuottavat raakaöljyä. Kun CAI on 2, öljy alkaa muuttua maakaasuksi.
Utica Shale CAI: n merkitys on esitetty kuvan 10 kartalla. CAI 1: n ja CAI 2: n välinen alue on raakaöljy, jota todennäköisesti löytyy Utica Shale -alustalta. Jos CAI on suurempi kuin 2, maakaasu on todennäköisesti dominoiva hiilivety.
Kuva 11: Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen määrittämän Utica-liuskeöljyn öljyn ja kaasun arviointiyksiköiden sijainti. Vihreällä alueella kaivot todennäköisesti kohtaavat raakaöljyä. Vaaleanpunaisella alueella maakaasu on todennäköisesti dominoiva hiilivety.
Tämä kartta on koottu käyttämällä Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen tietoja.
USGS: n öljy- ja kaasuvarojen arviointi
Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos julkaisi syyskuussa 2012 julkaisun "Arviointi Appalakkien altaan maakunnan Ordovicin Utica-liuskelehden löytämättömistä öljy- ja kaasuvaroista, 2012".
He tunnistivat kaksi arviointiyksikköä Utica-liuskelta. Näiden yksiköiden kattamat maantieteelliset alueet on esitetty kartassa kuvassa 11. Niiden Utica-liuskekaasun arviointiyksikkö (Gas AU) määritetään, kun orgaanisen aineen lämpökypsyys on suurempi kuin CAI: n arvo 2 ja missä orgaanisen hiilen kokonaismäärä on suurempi kuin 1 painoprosentti.
Utica-liuskeöljyn arviointiyksikkö (Oil AU) määritetään, kun orgaanisen aineen lämpökypsyys on suurempi kuin CAI 1: ssä, mutta alle CAI 2: ssa ja jossa orgaanisen hiilen kokonaismäärä on yli 1 painoprosentti.
Kuva 12: Utica Shale USGS "makeat paikat". Tämä kartta näyttää odotetut optimaaliset alueet Utica-liuskekehityksen kehittämiselle vuoden 2012 USGS-arvioinnin mukaan. Yleensä näillä alueilla Utica-liuskeöljyn orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus on korkea. (Katso TOC-kartta kuvasta 7.)
Tämä kartta on koottu käyttämällä Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen tietoja.
Kuva 7: Utica-liuskekiveä koskevat lupat, jotka on annettu Ohiossa syyskuusta 2010 lokakuuhun 2013. Kaavio on laadittu käyttämällä Ohion luonnonvarojen laitoksen tietoja.
Utica-liuske Itä-Ohiossa
Suurin osa Utica-liuskella on porattu Itä-Ohiossa. Tämä maantieteellinen alue herätti mielenkiintoa monista syistä, mukaan lukien: 1) Utica-liuske on vain muutamasta tuhannesta useisiin tuhansiin jalkoihin pinnan alapuolella; ja 2) Utica-liuskeeseen poratut kaivot tuottivat merkittäviä määriä maakaasunesteitä ja raakaöljyä. Vuodesta 2010 lähtien öljy- ja maakaasualan yritykset ovat käyttäneet miljardeja dollareita hankkimalla Utica-liuskealueen itäosassa Ohiossa ja poraamalla kaivoja.
Edellä kuvioina 5a ja 5b esitetyt yleistetyt poikkileikkaukset Utica- ja Marcellus-liuskalle kuvaavat sitä, miksi Uticaa kehitetään joissakin osissa Ohioa ja Kanadaa Marcelluksen sijasta.
Kun poikkileikkaus 5a kulkee Pennsylvania-Ohio-valtion rajan yli, Marcellus-liuske on Utican yläpuolella ja porataan mieluiten, koska se on matalampi kohde. Marcellus-liuskun tuottava osa ei kuitenkaan ulotu Ohion keskustaan - mutta Utica-liuske on. Näillä alueilla Utica-liuske on alle mailin pinnan alapuolella.
Utican liuske on osoittautunut olevan runsaasti öljy- ja maakaasunesteitä. Energiaekvivalentin perusteella nämä kaivot ovat huomattavasti enemmän arvoa kuin kaivat, jotka tuottavat pelkästään maakaasua. Ohion luonnonvarojen laitos arvioi hyödynnettävän Utica-liuskekivipotentiaalin välillä 1,3–5,5 miljardia tynnyriä öljyä ja 3,8–15,7 biljoonaa kuutiometriä maakaasua. Utica-liusgan poraamisesta kiinnostuneet yritykset ovat tulvanneet ODNR: n lupahakemuksilla (katso kaavio).
Chesapeake Energyn lehdistötiedotteet kertoivat useista kaivoista, joiden huippunopeus oli yli viisi miljoonaa kuutiometriä maakaasua päivässä satojen tuhansien tynnyreiden kanssa maakaasunesteitä. Näihin poraustuloksiin perustuva optimismi sai Chesapeake'in väittämään, että heidän Utica Shale -varansa lisäsi yhtiölle arvoa yli 15 miljardia dollaria.
Tämän arvon on oltava vähintään 12 000 dollaria hehtaarilta!
Saavuttuaan onnistuneita tuloksia äskettäisistä poraustoiminnoista Itä-Ohiossa, Chesapeake ilmoittaa löytävänsä merkittävän uuden nestepitoisen leikin Utica-liuskelehdessä. Chesapeake uskoo, että sen viimeisen kahden vuoden aikana suorittaman patentoidun geotieteellisen, peofysikaalisen ja teknisen tutkimuksen sekä kuuden horisontaalisen ja yhdeksän pystysuoran kaivon tulosten perusteella Chesapeake uskoo, että sen alan johtava 1,25 miljoonan nettomääräinen vuokranantopinta-ala Utica Shale -pelissä voi olla 15 dollaria. - 20 miljardia dollaria lisäarvoa yritykselle.Utican liuske Pennsylvaniassa
Suurin osa Pennsylvanian liuskeporaustoiminnasta on kohdistunut Marcellus-liuskeeseen, joka on Utica-liuskelevyn yläpuolella. Joillakin Pennsylvanian osissa Marcellus-liuske on heti Onondagan kalkkikiven yläpuolella. Utican liuske sijaitsee Onondagan alla. Miksi se on merkittävä? Tässä on tarjous Pennsylvanian ympäristönsuojeluosastolta, joka selittää:
"Öljyäsi tai kaasuasi voidaan tuottaa tai ottaa talteen kiinteistövälitysrajojen ulkopuolella olevasta kaivosta. Itse asiassa ainoa suojasi on, jos öljy- tai kaasuomaisuutesi on öljyn ja kaasun suojelulaki, 58 PS § 401.1 ja sitä seuraavat kohdat. joten kiinteistösi kaasu voitaisiin sisällyttää Kansainyhteisön myöntämään yhdistämis- tai yhdistämismääräykseen naapurimaalla sijaitsevan tuottajan pyynnöstä. Tämän kaivo-operaattorin olisi sitten maksettava sinulle tuotantomaksu, joka perustuu sinun suhteutettuun osuutesi tuotanto kaivosta, riippuen siitä, kuinka paljon suolistasi katsottiin edistävän kaivojen uima-allasta. Tätä lakia sovelletaan öljy- tai kaasulähteisiin, jotka tunkeutuvat Onondagan horisonttiin ja ovat yli 3800 jalkaa syviä. "Videohaastattelu: Muiden kaasulämpöformaatioiden potentiaali Koillis-Yhdysvalloissa. Pennsylvanian osavaltion yliopiston geologi tohtori Terry Engelder kuvaa Utica-liusgan historiallisia ja viimeaikaisia poraustuloksia.
Utican liuskekehityksen tuleva kehitys
Kaksi tärkeää haastetta Pennsylvanian Utica-liuskekehityksen kehittämiselle ovat sen merkittävä syvyys ja tiedon puute. Alueilla, joilla Marcellus-liuske on läsnä, Utica-liuske on todennäköisesti kaukaisen tulevaisuuden resurssi. Marcellus-liuskekalvo on halvempaa kehittää, ja yritykset keskittyvät siihen ennen kuin he asettavat nähtävyytensä syvemmälle tavoitteelle epävarmalla voitolla.
Alueilla, joilla Marcellus-liuskaa on kehitetty, Uticalla on kuitenkin infrastruktuurietu. Poraustyynyt, tiet, putkilinjat, keräysjärjestelmät, tutkimustyöt, luvatiedot ja maanomistajasuhteet saattavat edelleen olla hyödyllisiä Utica-liuskekehityksen kehittämisessä.
Utican liuske on osa Erie-järveä ja Ontario-järveä. Nämä alueet sisältävät todennäköisesti maakaasua. On mahdollista, että merellä tapahtuvaa porausta tapahtuu järvissä kaukana tulevaisuudessa.
Videohaastattelu: Muiden kaasulämpöformaatioiden potentiaali Koillis-Yhdysvalloissa. Pennsylvanian osavaltion yliopiston geologi tohtori Terry Engelder kuvaa Utica-liusgan historiallisia ja viimeaikaisia poraustuloksia.
Hydraulinen murtuminen: Video: Questerre Energy, joka selittää kuinka hydraulista murtumista ja vaakaporausta käytetään Utica-liuskekehityksen kehittämiseen Quebecissä, Kanadassa.
Hydraulinen murtuminen: Video: Questerre Energy, joka selittää kuinka hydraulista murtumista ja vaakaporausta käytetään Utica-liuskekehityksen kehittämiseen Quebecissä, Kanadassa.