1.2 pala pala

A palaképződmények és az iszapképződmények a földkéreg leggyakoribb üledékes kőzetei. A kőolajgeológiában a szerves pala képződmények forráskőzetek, valamint fókák, amelyek csapdába ejtik az olajat és a gázt (Speight, 2014). A tározótechnikában a palaképződmények áramlási akadályok. A fúrás során a bit gyakran nagyobb palatérfogatokkal találkozik, mint a tározóhomok. A szeizmikus feltárás során a más kőzetekkel összekapcsolódó palaalakzatok gyakran jó szeizmikus reflektorokat alkotnak. Ennek eredményeként a palaalakzatok szeizmikus és petrofizikai tulajdonságai, valamint az ezek közötti tulajdonságok mind a feltárás, mind a tározók kezelése szempontjából fontosak. A palaalakzatok világszerte előfordulnak (lásd a 2. fejezetet).

Az pala az agyagban gazdag, jellemzően finom üledékekből származó geológiai kőzetképződés, amely meglehetősen csendes környezetben, a tengerek vagy tavak fenekén rakódik le. évmilliók alatt temették el. Az agyagpala képződményei nyomásgátakként szolgálhatnak a medencékben, felső tömítésekként és tárolóként szolgálhatnak a palagázban.

Technikailag a pala hasadó, terrigén üledékes kőzet, amelyben a részecskék többnyire iszap és agyag méretűek (Blatt és Tracy, 2000). Ebben a meghatározásban a hasadóanyag azt jelenti, hogy a pala az ágynemű mentén vékony lapokra hasad, a terrigén pedig az üledék eredetére utal. Számos medencében a vizes rendszer folyadéknyomása jelentősen megemelkedik, ami hidrofrakció kialakulásához és a folyadék lefolyásához vezet. A természetes hidrofraktúrák előfordulása valószínűtlen folyamat a legtöbb medencében fennálló körülmények között.

Ha az üledékekben jelentős mennyiségű szerves anyag rakódott le, a pala kőzet tartalmazhat szerves szilárd anyagot (kerogén). A pala tulajdonságai és összetétele az üledékes kőzetek kategóriájába sorolják, amely sárkő. Az agyagpala megkülönbözteti a többi sárkövet, mert laminált és hasadó – az pala sok vékony rétegből áll, és a vékony rétegek mentén könnyen vékony darabokra hasad.

Az pala elsősorban agyag méretű ásványi szemcsékből áll, amelyek általában agyagásványok, például illit, kaolinit és szmektit. A pala általában tartalmaz más agyag méretű ásványi részecskéket, például kvarcot, sertét és földpátot. Egyéb alkotóelemek lehetnek szerves részecskék, karbonát-ásványok, vas-oxid-ásványok, szulfid-ásványok és nehéz ásványi szemcsék, és az ilyen ásványi anyagok palában való jelenlétét az a környezet határozza meg, amelyben a pala alkotórészei voltak.

A pala pala származik. a szerves tartalom alapján két általános változatban: (i) sötét vagy (ii) világos. A sötét színű vagy fekete palaképződmények organikusan gazdagok, míg a világosabb színű palaképződmények szerves soványak. Szerves dús palaképződményeket kevés vagy egyáltalán nem oxigénes körülmények között raktunk le a vízben, ami megóvta a szerves anyagot a bomlástól. A szerves anyag többnyire növényi törmelék volt, amely az üledékkel együtt felhalmozódott.

A fekete szerves palaalakzatok a világ számos olaj- és földgázlelőhelyének forráskőzetét képezik. Ezek a fekete palaalakzatok fekete színüket apró szerves anyag részecskékből nyerik, amelyek lerakódtak az iszapban, amelyből a pala keletkezett. Amint az iszapot eltemették és felmelegítették a földön, a szerves anyagok egy része olajokká és földgázzá alakult át.

Az üledékes kőzetek fekete színe szinte mindig szerves anyagok jelenlétét jelzi. A szerves anyagok csupán 1 vagy 2% -a képes sötétszürke vagy fekete színt adni a kőzetnek. Ráadásul ez a fekete szín szinte mindig azt jelenti, hogy az oxigénhiányos környezetben lerakódott üledékből keletkezett pala. Bármilyen oxigén, amely a környezetbe került, gyorsan reagált a bomló szerves törmelékkel. Ha nagy mennyiségű oxigén volt jelen, a szerves törmelék mind elpusztult volna. Az oxigénben szegény környezet megfelelő feltételeket biztosít a szulfidásványok képződéséhez, mint például a pirit, amely egy másik fontos ásvány, amelyet a legtöbb fekete pala üledékben vagy képződményben találnak meg. az olaj- és gáztermelésre pályázók. Ha a szerves anyagot a temetés után megőrzik és megfelelően felmelegítik, olaj és földgáz keletkezhet. A Barnett-pala, a Marcellus-pala, a Haynesville-i pala, a Fayetteville-i pala és más gáztermelő kőzetek mind sötétszürke vagy fekete pala pala képződmények, amelyek földgázt adnak.

Az olaj és a földgáz vándorolt ki a palából és felfelé. az üledék tömegén keresztül alacsony sűrűségük miatt. Az olajat és a gázt gyakran egy csapdába eső kőzet, például homokkő képződés pórusterében rekesztették be. Az ilyen típusú olaj- és gázlerakódások hagyományos tárolóként ismertek, mivel a folyadékok könnyen átfolyhatnak a kőzet pórusain és az extrakciós kútba.

Minden palaképződésnek különböző geológiai jellemzői vannak, amelyek befolyásolják a gáz előállításának módja, a szükséges technológiák és a termelés gazdaságossága. A (általában nagy) pala palaok különböző részeinek szintén eltérő tulajdonságai lesznek: a kis édes foltok vagy a magterületek sokkal jobb termelést nyújthatnak, mint a képződés többi része, gyakran a természetes törések jelenléte miatt, amelyek fokozzák az áteresztőképességet (Hunter és Young, 1953).

A földgáztermeléshez általában kapcsolódó földgáz-folyadékok (NGL-k – a metánnál nagyobb molekulatömegű szénhidrogének, például propán, bután, pentán, hexán, heptán és még oktán) mennyisége A gázban jelenlévő vegyületek szintén jelentősen eltérhetnek, ami jelentős hatással van a termelés gazdaságosságára. Míg az Egyesült Államokban a legtöbb száraz gáz játék valószínűleg nem gazdaságos a jelenlegi alacsony földgázárak mellett, jelentős folyadéktartalmú játékokat csak a folyadékok értékére lehet előállítani (az NGL-ek piaci értéke korrelál az olaj, nem pedig a gáz árával) árak), így a gáz lényegében ingyenes melléktermék.

Az 1990-es évek végén a földgázfúró cégek új módszereket fejlesztettek ki az olaj és a földgáz felszabadítására, amely beszorult az pala apró pórustereibe. Ez a felfedezés azért volt jelentős, mert felszabadította a világ legnagyobb földgázlelőhelyeit.

A texasi Barnett-pala volt az első nagyobb földgázmező, amelyet egy pala-tározó sziklában fejlesztettek ki. A Barnett-palából gáz előállítása kihívást jelentett, mert a pala pórusterei annyira kicsik, hogy a gáznak nehezen mozog az pala és a kút. A fúrók felfedezték, hogy a pala átjárhatósága növelhető a víz kútból történő pumpálásával olyan nyomás alatt, amely elég magas volt ahhoz, hogy a pala megrepedjen. Ezek a törések felszabadították a gáz egy részét a pórustérből, és hagyták, hogy a gáz a kútba áramoljon (hidraulikus repesztés, hidrofrakkolás). földgázmezők. Ide tartozik az appalache-i Marcellus pala, a Louisiana-i Haynesville pala és az arkansasi Fayetteville pala. Ezek a hatalmas palatározók elegendő földgázt tárolnak ahhoz, hogy az Egyesült Államok összes igényét 20 vagy több évig kielégítsék.

A hidraulikus tulajdonságok a kőzet olyan jellemzői, mint az áteresztőképesség és a porozitás, amelyek tükrözik annak képességét, hogy folyadékot, például vizet, olajat vagy földgázt tartson és továbbítson. Ebből a szempontból a pala nagyon kis részecskemérettel rendelkezik, így az intersticiális terek nagyon kicsiek. Valójában olyan kicsiek, hogy az olaj, a földgáz és a víz nehezen mozog a sziklán. Az pala tehát kőolajként szolgálhat az olaj- és földgázcsapdák számára, és ez is egy víztartály, amely gátolja vagy korlátozza a felszín alatti vizek áramlását. vegyen fel egy jelentős mennyiségű sziklát. Ez lehetővé teszi, hogy az pala jelentős mennyiségű vizet, gázt vagy olajat tartson fenn, de az alacsony permeabilitás miatt nem képes hatékonyan továbbítani azokat. Az olaj- és gázipar vízszintes fúrás és hidraulikus repesztés segítségével leküzdi ezeket a pala-korlátozásokat, hogy mesterséges porozitást és permeabilitást teremtsen a kőzeten belül.

A palában előforduló agyagásványok közül néhány képes felszívódni vagy adszorbeálni. nagy mennyiségű víz, földgáz, ionok vagy más anyagok. A pala ezen tulajdonsága lehetővé teszi, hogy szelektíven és kitartóan tartsa be vagy szabadon engedje ki a folyadékokat vagy ionokat.

Így ez az pala pala erőforrás technológia-vezérelt erőforrásnak tekinthető, mivel az egyébként nem produktív kőzetből történő gáztermelés eléréséhez szükséges technológia-intenzív folyamatok. A gázvisszanyerés maximalizálásához sokkal több kútra van szükség, mint ami a hagyományos földgázüzemek esetében lenne. Ezenkívül vízszintes, legfeljebb 1 mérföld hosszúságú kutakat használnak a tározó eléréséhez a lehető legnagyobb mértékben.

Többlépcsős hidraulikus repesztés (lásd a 3. fejezetet), ahol az pala pala alatt repedezett a kút vízszintes szakaszán több helyen nagy nyomást alkalmaznak olyan vezetékek létrehozására, amelyeken keresztül a gáz áramolhat. A mikroszeizmikus képalkotás lehetővé teszi az operátorok számára, hogy vizualizálják, hol következik be ez a törésnövekedés a tartályban. Technológia által vezérelt erőforrásként azonban a palagáz kifejlődésének sebességét korlátozhatja a szükséges erőforrások rendelkezésre állása, például édesvíz, repedéshordozó vagy olyan fúrótornyok, amelyek képesek legalább két mérföld hosszú kutak fúrására.