Szanowny Użytkowniku,

25 maja 2018 roku zaczyna obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako „RODO”, „ORODO”, „GDPR” lub „Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych”). W związku z tym informujemy, że wprowadziliśmy zmiany w Regulaminie Serwisu i Polityce Prywatności. Prosimy o poświęcenie kilku minut, aby się z nimi zapoznać. Możliwe jest to tutaj.

Rozumiem

Reklama

Gaz od A do Z

Gaz od A do Z

11.10.2011
Czyta się kilka minut
Opracowali: Stanisław Rychlicki, Jakub Siemek
G

Gaz ziemny - głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan (wzór chemiczny CH4). Zawartość metanu decyduje o wartości użytkowej gazu ziemnego charakteryzowanej przez takie własności jak: ciepło spalania i wartość opałowa. Gaz ziemny może zawierać inne gazy, a to: etan (C2H6), propan (C3H8), na ogół w niewielkich ilościach, a także azot (nawet do 60 proc. i więcej), dwutlenek węgla (CO2), sporadycznie siarkowodór (H2S). Dość często występują gazy szlachetne: hel i argon, rzadko szkodliwe pary rtęci, jak to miało miejsce w jednym ze złóż polskich położonych w zachodniej części kraju.

Gaz ziemny jest lżejszy od powietrza. Ten wykorzystywany w sektorze komunalno-bytowym i przemysłowym zawiera zwykle powyżej 90 proc. metanu, ale spalane są też gazy o niższej koncentracji metanu (np. gaz o większej zawartości azotu). Obecnie niesłychanie ważnym kryterium użytkowania paliw jest poziom emisji dwutlenku węgla, aktywnego gazu cieplarnianego odpowiedzialnego za efekt globalnego ocieplenia klimatu Ziemi. I tu bezwzględną przewagę nad węglem i ropą naftową ma gaz ziemny, przy spalaniu którego powstaje ponad dwukrotnie mniej dwutlenku węgla niż przy spalaniu ropy naftowej, jej produktów oraz węgla.

Konwencjonalne złoża (zasoby) gazu ziemnego - są to złoża, w których gaz nie powstawał, ale do których migrował i został w nich zakumulowany. Zwykle są zbudowane z piaskowców porowatych, skał wapiennych - szczelinowatych, lub warstw porowato-szczelinowatych. Ich porowatość jest większa niż kilka procent, a przepuszczalność (patrz: Przepuszczalność warstw) w granicach od kilku md nawet do kilkuset md (ale raczej rzadko). Zagospodarowanie i eksploatacja złóż przy wierceniu odwiertów pionowych lub w dolnej części poziomych (rekordowa długość dolnego odcinka poziomego to 11 tys. m - firma Maersk Oil, Dania) jest względnie łatwa i tania. Całkowite światowe zasoby konwencjonalne gazu ziemnego estymowane są liczbą ok. 404 500 mld m3, a udokumentowane, czyli pewne - 182 400 mld m3 (2009 r.). Zasoby całkowite, przy założeniu możliwości ich pełnego wydobycia, wystarczyłyby na ok. sto lat (przy pozostającym na stałym poziomie zużyciu gazu w świecie ok. 4000 mld m3/rok), natomiast zasoby udokumentowane wystarczają na okres ok. 60 lat.

Niekonwencjonalne złoża (zasoby) gazu ziemnego

Zaliczają się do nich:

gaz w złożach o bardzo małej przepuszczalności (gaz związany) od 0,1 md do 0,001 md, znajdujący się w porach o ograniczonych połączeniach między sobą (tzw. tight gas). Zasoby możliwe do wydobycia określane są liczbą 84 000 mld m3. Do ich eksploatacji musi być stosowana bardziej wyrafinowana technologia, np. szczelinowanie hydrauliczne, bardzo racjonalne rozmieszczenie odwiertów eksploatacyjnych. Gaz jest wydobywany od ponad 40 lat w USA, także w Kanadzie;

metan w pokładach węgla (CBM - coal bed methane) jest to metan występujący w postaci zaabsorbowanej oraz w postaci wolnej w szczelinach. Przepuszczalność pokładów węgla jest rzędu 0,1 md. Jego ilość w świecie, możliwą do wydobycia, szacuje się liczbą 118 000 mld m3. Technologie są podobne do stosowanych w eksploatacji konwencjonalnych złóż gazu ziemnego, a więc odwierty pionowe lub poziome multilateralne (rozgałęzione) - w złożach węgla, szczelinowanie pokładów węgla przed eksploatacją, oraz odwierty z chodników i szybów w czynnych kopalniach węgla kamiennego. Ten rodzaj gazu jest wydobywany w USA, Kanadzie, Australii, Indiach, Chinach i na małą skalę w innych krajach, w tym w Polsce (ok. 272 mln m3/rok);

gaz "łupkowy", czyli gaz zawarty w warstwach ilasto-mułowcowych, łupkach ilastych (tzw. shale gas). Podstawową substancją organiczną, stanowiącą warstwę macierzystą generującą gaz, także ropę naftową, jest kerogen. Składnikami kerogenu są: węgiel, wodór, tlen, mogą być też azot i siarka. Gaz pozostaje w skale macierzystej, nie migruje w inne warstwy (tak jak w przypadku złóż konwencjonalnych). Dominującym składnikiem gazu łupkowego jest metan. Gaz znajduje się w porach warstw skalnych, w naturalnych szczelinach, w postaci zaabsorbowanej w minerałach łupkowych, w materii organicznej wypełniającej szkielet łupkowy. Przepuszczalność złóż gazu jest rzędu 0,001 md;

gaz w postaci hydratów występuje w formie krystalicznej (podobnej do lodu), uformowanej przez związki wody i metanu. Innymi słowy molekuły gazu są otoczone przez cząsteczki wody i tworzą kilka foremnych struktur. Zasoby tego gazu przewyższają zasoby gazu ziemnego i są oceniane na 1 000 000 do 5 000 000 mld m3. Hydraty gazowe występują w regionach arktycznych oraz głębokowodnych strukturach sedymentacyjnych (panujące warunki: wysokie ciśnienie i niska temperatura), wzdłuż wybrzeży morskich. Dotychczas nie zdołano, pomimo znacznych wysiłków i rozwinięcia prac badawczych, opracować efektywnej technologii pozyskiwania tego gazu.

Porowatość warstw (złóż) - jest miarą wolnej objętości w warstwie (objętości porów), w której znajdują się płyny złożowe: gaz ziemny, ropa naftowa oraz woda. Współczynnik porowatości lub porowatość podawana jest zwykle w procentach i oznacza, jaki procent przestrzeni skalnej jest dostępny dla płynów złożowych. Porowatość złóż węglowodorów (gaz ziemny, ropa naftowa) waha się od kilku procent do 20 proc. i więcej.

Przepuszczalność warstw - jest miarą zdolności ośrodka porowatego do przepuszczania płynów i nie zależy od rodzaju płynu, a tylko od własności samego złoża (geometrii ułożenia ziaren skalnych, formy ziaren, jednorodności warstwy). Jest mierzona w jednostkach o nazwie "darcy" od nazwiska Henry’ego Darcy’ego, francuskiego hydrologa, który badał zjawiska przepływu wód przez warstwy gruntowe. W inżynierii złóż węglowodorów używa się jednostki znacznie mniejszej - milidarcy, równej 1/1000 darcy. Przepuszczalność złóż gazu ziemnego waha się od kilku milidarcy ("md") do kilkudziesięciu i więcej md, a nawet do ok. 1 d. Ośrodek porowaty ma przepuszczalność równą 1 d, jeżeli przez 1 cm2 powierzchni przepływa 1 cm3/sek. cieczy o lepkości 1 cP (woda), przy różnicy ciśnień 1 atm na drodze 1 cm.

Zasoby gazu łupkowego - możliwe do wydobycia w świecie to ok. 204 000 mld m3. Wydobycie gazu łupkowego w USA osiągnęło wielkość ok. 137 mld m3/rok w 2010 roku, znacznie mniej w Kanadzie. Polskie zasoby tego gazu, które można by wydobyć (ale nie są jeszcze dostatecznie udokumentowane), są oszacowywane przez U.S. Energy Administration Agency w 2011 r. liczbą 5 300 mld m3 (dla porównania: zasoby gazu ziemnego konwencjonalnego w Polsce to ok. 90--100 mld m3). Stawia to Polskę na 11. miejscu w świecie, a na pierwszym w Europie (przed Francją, Norwegią i Ukrainą). Największe zasoby gazu łupkowego znajdują się w Chinach, USA i Argentynie. Wciąż nie jest dokładnie znana wielkość złóż w Indiach, Australii oraz Nowej Zelandii.

Złoża gazu ziemnego - są to formacje skalne, np. warstwy piaskowcowe, wapienno-piaskowcowe pochodzące z różnych okresów geologicznych charakteryzujące się pewną porowatością i przepuszczalnością, zdolne do przechowywania gazu ziemnego, generowanego z substancji organicznej (kerogen) i migrującego do tzw. pułapek skalnych, gdzie jest akumulowany i tworzy złoża gazu ziemnego. Złoża gazu ziemnego (również ropy naftowej) zlokalizowane są na różnej głębokości, od kilkuset metrów do 4000-5000 m i głębiej. Mogą mieć różną formę geometryczną: od antykliny do poziomo zalegających warstw.

Czytasz ten tekst bezpłatnie, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]