Słowniczek umożliwi poznanie specjalistycznego słownictwa z zakresu geologii, górnictwa i wiertnictwa, które zostało użyte w prezentowanych materiałach edukacyjnych.
BADANIA SEJSMICZNE - Jedna z podstawowych metod rozpoznawania budowy geologicznej Ziemi. Polega na emitowaniu fal sejsmicznych z powierzchni terenu. Za pomocą specjalnych urządzeń (geofonów) rejestruje się odbite fale od struktur skalnych. Proces ten wspomagany komputerowo pozwala na tworzenie
map i przekrojów geologicznych. Dzięki badaniom sejsmicznym, można określić lokalizacje odwiertów poszukiwawczych.
CEMENTOWANIE - polega na wlewaniu cementu do otworu i wtłaczaniu go w przestrzeń pomiędzy otworem wiertniczym a otaczającymi go skałami. W efekcie tych zabiegów powstaje skuteczna izolacja zapobiegająca niekontrolowanemu przenikaniu płynów technologicznych z otworu do otoczenia skalnego lub węglowodorów z formacji skalnych na powierzchnię terenu.
ETAPY PRAC POSZUKIWAWCZO-WYDOBYWCZYCH:
1. Faza prac poszukiwawczo-rozpoznawczych (5-8 lat)
- wstępne rozpoznanie budowy geologicznej na podstawie materiałów archiwalnych;
- wykonanie badań geofizycznych (najczęściej sejsmicznych);
- wskazanie miejsca wiercenia i zagospodarowane terenu wiertni;
- wiercenie pionowego otworu;
- wiercenie odcinka poziomego;
- szczelinowanie hydrauliczne w odcinku poziomym;
- testy produkcyjne złoża.
2. Zagospodarowanie złoża (3-5 lat)
Jeżeli wyniki prac poszukiwawczych potwierdzają opłacalność wydobycia gazu, rozpoczyna się faza zagospodarowania złóż. Etap ten polega przede wszystkim
na przygotowaniu infrastruktury niezbędnej do wydobycia i dostarczenia surowca na rynek.
3. Eksploatacja złoża (15-35 lat)
Faza ta obejmuje prace związane z eksploatacją złóż oraz dostarczeniem wydobytego surowca do odbiorców.
4. Likwidacja złoża (2-5 lat)
Po wyczerpaniu się zasobów złoża rozpoczyna się likwidacja złoża. W tej fazie cała infrastruktura napowierzchniowa jest usuwana, odwierty odpowiednio zabezpieczane, a teren przywracany do stanu sprzed rozpoczęcia prac.
ERA PALEOZOICZNA – okres czasu w historii Ziemi, trwający od ok. 541 mln do 252 mln lat temu. Dzieli się na 6 okresów: kambr, ordowik, sylur, dewon, karbon, perm.
GAZ ZIEMNY (tzw. błękitne paliwo) – kopalny surowiec energetyczny. Składa się głównie z metanu (ponad 90%), podrzędnie etanu, propanu i butanu. W niewielkich ilościach może zawierać także azot, dwutlenek węgla, siarkowodór i hel. Gaz ziemny jest gazem lekkim, bezzapachowym i łatwopalnym. Pokłady gazu ziemnego występują samodzielnie lub towarzyszą złożom ropy naftowej i węgla kamiennego. Materiał wyjściowy do powstania gazu ziemnego stanowił drobny plankton roślinny i zwierzęcy, w mniejszych ilościach glony i inne organizmy morskie. Gaz ziemny wykorzystuje się w gospodarstwach domowych, w elektrowniach i ciepłowniach oraz zakładach przemysłowych. Można nim napędzać pojazdy samochodowe.
GAZ ZIEMNY ZE WZGLĘDU NA RODZAJ ZŁOŻA – gaz ziemny pozyskuje się ze złóż konwencjonalnych i niekonwencjonalnych. Nagromadzenia gazu ziemnego w złożach konwencjonalnych występują w skałach porowatych o wysokiej przepuszczalności, przykrytych warstwą skał nieprzepuszczalnych. Gaz konwencjonalny wydobywany jest za pomocą otworu pionowego. Wyróżnia się dwa rodzaje złóż konwencjonalnych – strukturalne i stratygraficzne. Gaz ziemny w złożach niekonwencjonalnych znajduje się w skałach o niskiej przepuszczalności. Eksploatacja tego gazu wymaga nie tylko odwiercenia otworu pionowego, ale również otworów poziomych i wytworzenia szczelin w skałach tak, aby gaz mógł w sposób kontrolowany wydostać się do otworu wiertniczego.
GAZ ZIEMNY ZE ZŁÓŻ NIEKONWENCJONALNYCH - obejmuje swym znaczeniem gaz łupkowy (gaz występujący w czarnych łupkach bogatych w materię organiczną) i gaz zamknięty (gaz uwięziony w izolowanych porach skalnych np. w piaskowcach lub skałach węglanowych o bardzo niskiej przepuszczalności).
GAZ ZIEMNY W FORMACJACH ŁUPKOWYCH (gaz łupkowy) – gaz ziemny wydobywany z bogatych w materię organiczną bardzo drobnoziarnistych skał ilasto – mułowcowych, nazywanych łupkami ze względu na ich "zdolność" do łatwego dzielenia się na cienkie płytki pod wpływem uderzenia. Skład chemiczny gazu łupkowego jest zbliżony do składu gazu ziemnego ze złóż konwencjonalnych. Zawiera głównie metan (75 - 95%) i azot, czasami śladowe ilości etanu, propanu, helowców, tlenu oraz tlenku węgla. Skały łupkowe charakteryzują się niską przepuszczalnością, dlatego pozyskanie gazu łupkowego wymaga zastosowania bardziej złożonych i zaawansowanych technicznie metod wydobycia niż ma to miejsce w przypadku eksploatacji gazu ziemnego ze złóż konwencjonalnych.
GEOFIZYKA – dziedzina nauk o Ziemi, zajmująca się badaniem Ziemi metodami stosowanymi w fizyce.
GŁOWICA EKSPLOATACYJNA - urządzenie do zamknięcia wylotu odwiertu wiertniczego. Stanowi zabezpieczenie przed niekontrolowanym wydostawaniem się węglowodorów. Urządzenie montowane na powierzchni terenu na końcówce otworu wiertniczego. Składa się z zaworów i zasuw pozwalających na regulacje przepływu gazu.
GRAPTOLITY (Graptolithina, z gr. graptos – pisany + lithos – kamień) – wymarła gromada organizmów zaliczanych do półstrunowców. Graptolity żyły w erze paleozoicznej, w okresie od kambru do karbonu. Posiadały charakterystyczne rurkowate osłonki – teki, zbudowane z substancji białkowej. Teki poszczególnych osobników układały się w gałązki, tworząc kolonie o różnych kształtach – proste lub powyginane czy spiralne wstęgi, kolonie siateczkowate, liściaste lub drzewkowate. Graptolity były organizmami planktonicznymi (unoszącymi się przy powierzchni wody), zasiedlającymi górne partie otwartych mórz i oceanów. Graptolity występują powszechnie w skałach łupkowych - iłowcach i mułowcach ordowiku i syluru. Stanowią podstawowe narzędzie korelacji stratygraficznej dla tych okresów. To dzięki graptolitom możliwe było datowanie względne utworów ordowiku i syluru uważanych za najbardziej perspektywiczne dla poszukiwania i eksploatacji niekonwencjonalnych złóż węglowodorów.
KOMPAKCJA – proces polegający na zmniejszaniu się objętości i miąższości osadu pod wpływem ciśnienia, najczęściej pod naciskiem warstw wyżej położonych; zachodzi głównie w osadach drobnoziarnistych (iłach i mułach).
KONCESJA - zezwolenie Ministra Środowiska na poszukiwanie i rozpoznawanie złóż gazu z łupków. Do września 2013 r. Minister Środowiska udzielił 105 takich koncesji. Wśród koncesjobiorców są światowe firmy sektora naftowego. Większość inwestorów zakończyła już badania sejsmiczne na przyznanych im terenach koncesyjnych i rozpoczęła realizację odwiertów próbnych.
KOPALINA – minerały i skały, a także składniki ciekłe oraz gazowe nagromadzone w ilości i w warunkach umożliwiających eksploatację górniczą przynoszącą korzyść gospodarczą. Kopalina po wydobyciu ze złoża i przetworzeniu staje się surowcem mineralnym.
ŁUPEK (litologicznie mułowiec/iłowiec) – drobnoziarnista skała osadowa o charakterystycznej teksturze łupkowej – naturalnej tendencji do pękania wzdłuż równoległych powierzchni. Podstawowymi minerałami budującymi skałę łupkową są, oprócz dominujących minerałów ilastych i kwarcu (krzemionki), występujące podrzędnie w różnych proporcjach węglany (kalcyt, dolomit), skalenie, piryt i fosforany. Ponadto łupek może zawierać wapienne, krzemionkowe lub fosforanowe szczątki szkieletów organizmów. Łupek jest praktycznie nieprzepuszczalny. Na powierzchni ziemi dzieli się na płytki, ale już kilometr pod nią swą strukturą przypominają litą skałę.
MONITORING ŚRODOWISKA – wykonywane w określonych odstępach czasu, na określonym terenie obserwacje i pomiary, zarówno jakościowe jak i ilościowe środowiska przyrodniczego, których wynikiem jest ocena stopnia zanieczyszczenia środowiska naturalnego.
ODWIERT – otwór wiertniczy, w którym zakończono czynności wiertnicze (wiercenie, orurowanie, cementowanie, opróbowanie). Odwierty wykonuje się dla celów badawczych, poszukiwawczych, dokumentacyjnych lub eksploatacyjnych. Wyróżnia się odwierty pionowe i poziome.
OTWÓR WIERTNICZY – wyrobisko podziemne o cylindrycznym kształcie wykonane metodami wiertniczymi. Głębokość otworu jest znaczenie większa w stosunku do jego średnicy. Górna część otworu wychodząca na powierzchnię ziemi nazywa się wylotem otworu. Ukończony otwór wiertniczy nazywa się odwiertem.
PERSPEKTYWICZNE OBSZARY WYSTĘPOWANIA GAZU Z ŁUPKÓW W POLSCE - obszar o wysokim prawdopodobieństwie występowania gazu w łupkach rozprzestrzenia się ciągłym pasem od Pomorza przez wschodnie i północne Mazowsze, Podlasie aż do Lubelszczyzny. Głównymi utworami perspektywicznymi są osady górnego ordowiku i syluru. Głębokość występowania łuków gazonośnych jest zmienna od 500 - 1000 m we wschodniej części do 4500 m w zachodniej części.
PŁUCZKA (płyn wiertniczy) – płyn lub gaz wtłaczany do otworu wiertniczego w trakcie wiercenia w celu oczyszczenia dna otworu ze zwiercin i ich transportu na powierzchnię, chłodzenia, smarowania i obniżenia ciężaru przewodu wiertniczego oraz utrzymania stabilności ścian otworu. Płuczki wiertnicze można podzielić na trzy grupy: płuczki na osnowie wodnej, płuczki na osnowie olejowej oraz płuczki powietrzne (np. gazowe).
PŁYN SZCZELINUJĄCY – płyn wykorzystywany w procesie szczelinowania hydraulicznego. Składa się z 99,5% wody i piasku (proppantu). Pozostałe 0,5% stanowią dodatki chemiczne, których zadaniem jest usprawnienie szczelinowania m.in. poprzez: zmniejszanie tarcia, zapobieganie korozji oraz hamowanie rozprzestrzeniania się bakterii.
PŁYN ZWROTNY – jest mieszaniną płynu szczelinującego o zmienionym składzie, w wyniku zachodzących podczas szczelinowania hydraulicznego procesów chemicznych, powstałą w wyniku przeprowadzonych zabiegów udostępniania złoża. Może zawierać m. in. wodę złożową, okruchy skalne, roztwory technologiczne używane m. in. w momencie zwiercania korków zabezpieczających otwór i czy w trakcie oczyszczania otworu.
PROPPANT - inaczej podsadzka; drobny materiał ziarnisty, np. piasek i granulat ceramiczny Jest jednym ze składników płynu stosowanego do szczelinowania hydraulicznego skał. Przeciwdziała zaciskaniu się szczelin w skale łupkowej, dzięki czemu gaz może dopływać do otworu eksploatacyjnego.
PRZEPUSZCZALNOŚĆ – zdolność skały do przepuszczania substancji ciekłych lub gazowych przestrzeniami pomiędzy ziarnami, z których zbudowana jest skała.
PRZEWÓD WIERTNICZY – ciąg połączonych ze sobą rur i obciążników. Przewód wiertniczy spełnia bardzo ważne czynności w procesie wiercenia głównie wywiera nacisk na narzędzie wiertnicze i doprowadza płyn wiertniczy na dno otworu w celu jego oczyszczenia z rozdrobnionego materiału skalnego.
REKULTYWACJA – przywracanie wartości użytkowych i przyrodniczych terenom zdewastowanym przez działalność człowieka.
ROPA NAFTOWA (olej skalny) – kopalny surowiec energetyczny będący mieszaniną naturalnych węglowodorów stałych, ciekłych i gazowych. Podstawowy skład chemiczny ropy naftowej stanowią: węgiel (84 – 86%), wodór (12,5 - 14,5%) oraz podrzędnie inne pierwiastki (głównie tlen, azot i siarka). Ropa naftowa jest lekką, oleistą cieczą, nie mieszającą się z wodą, o charakterystycznym zapachu często uwarunkowanym przez obecność siarki. Barwa ropy jest zazwyczaj ciemnobrunatna, rzadziej ciemnoszara lub zielonkawa. Ropa naftowa powstała w wyniku rozkładu planktonu roślinnego i zwierzęcego, w mniejszym stopniu glonów i innych organizmów morskich.
SKAŁA ZBIORNIKOWA - podziemna skała, w której znajdują się zasoby gazu ziemnego.
STRATYGRAFIA – dział geologii zajmujący się badaniem i określaniem wieku skał.
SUROWIEC (mineralny) – wydobyta kopalina wraz z produktami jej przeróbki i obróbki oraz użytecznymi produk¬tami odpadowymi jej przetwarzania.
SUROWCE ENERGETYCZNE – surowce w wyniku spalania których uzyskiwana jest energia cieplna, w zależności od potrzeb przetwarzana na energię elektryczną i mechaniczną. Do surowców energetycznych zalicza się: węgiel kamienny i brunatny, torf, ropę naftową i gaz ziemny Z uwagi na występowanie na różnych głębokościach pod powierzchnią ziemi i powstawanie na przestrzeni milionów lat surowce energetyczne zwane są powszechnie paliwami kopalnymi.
SZCZELINOWANIE HYDRAULICZNE – proces technologiczny mający na celu zwiększenie wydajności odwiertu wiertniczego. Polega na wtłoczeniu wody z dodatkami chemicznymi pod dużym ciśnieniem do poziomego odcinka otworu wiertniczego. Woda rozpycha wydrążoną wcześniej szczelinę, rozszerza ją i przenika wgłąb skały łupkowej. Pod wpływem hydroszczelinowania górotwór pęka, w skale tworzy się sieć drobnych szczelin. Następnie, z płynem szczelinującym wtłaczany jest drobnoziarnisty piasek (propant), który uniemożliwia zamknięcie szczelin po odprowadzeniu płynu szczelinującego ze skały. Dzięki tym zabiegom następuje kontrolowane uwolnienie gazu ze skały do otworu.
TOC (total organic carbon) - procentowy udział całkowitego węgla organicznego w skale. TOC jest jednym z najważniejszych parametrów informujących o występowaniu gazu w łupkach. W regionie pomorskim jego wartości są bardzo zróżnicowane i mieszczą się w przedziale 0,5–11,0%. Najwyższe wartości rozpoznano w utworach ordowiku i syluru występujących na obszarze Zatoki Gdańskiej.
WĘGLOWODORY – organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze wyłącznie atomy pierwiastków: węgla i wodoru. Wszystkie węglowodory składają się z podstawowego szkieletu węglowego (powiązanych ze sobą atomów węgla) i przyłączonych do tego szkieletu atomów wodoru. Węglowodory są podstawowym składnikiem ropy naftowej i gazu ziemnego.
WIERTNIA - obszar, na którym zamontowana jest wiertnica, zespół urządzeń i zabudowań niezbędnych przy wykonywaniu otworu wiertniczego określonym sposobem.
WIERTNICA – zespół urządzeń wiertniczych składający się z wieży lub masztu, systemu wielokrążków, wyciągu wiertniczego, mechanizmu napędowego, stołu obrotowego oraz pomp płuczkowych.
WIEŻA WIERTNICZA – sztywna kratowa konstrukcja w formie ściętego ostrosłupa, przeznaczona do wykonywania prac związanych z zapuszczaniem i wyciąganiem rur przewodu wiertniczego do i z otworu.
WODA W PROCESIE SZCZELINOWANIA - Do zabiegu szczelinowania w jednym poziomym otworze potrzeba ok. 15 000–20 000 m3 wody. Na ogół pozyskuje się ją z wód podziemnych lub powierzchniowych. Po zakończonym procesie ok. 15 do 50% wody wraca w sposób kontrolowany na powierzchnię terenu. Może zostać użyta do ponownych zabiegów szczelinowania. Wody podziemne, które stanowią źródło wody pitnej są zabezpieczane w procesie szczelinowania specjalnymi zabiegami. Otwór wiertniczy posiada podwójną warstwę izolacji złożoną z rur okładzinowych i cementu, co uniemożliwia przedostawanie się płynów z odwiertu do warstw wodonośnych i otaczających skał. Proces szczelinowania zachodzi głęboko pod ziemią, na ogół na głębokości 2-3 km i jest oddzielony od wód podziemnych grubym pakietem nieprzepuszczalnych skał. Użytkowe poziomy wody w Polsce występują na głębokości do około 200 m.
ZASOBY GAZU Z ŁUPKÓW W POLSCE - Wg Państwowego Instytutu Geologicznego - Państwowego Instytutu Badawczego szacunkowe zasoby gazu z łupków w Polsce wynoszą od 346,1 mld m3 do 767,9 mld m3. Prognoza ta będzie weryfikowana w miarę napływania nowych informacji z wierceń za gazem łupkowym.
ZŁOŻE (złoże kopaliny) – naturalne nagromadzenie substancji mineralnej – kopaliny lub kilku kopalin w takim stopniu koncentracji, ilości i warunkach (geograficznych, komunikacyjnych) pozwalających na jej opłacalną eksploatację i wykorzystanie gospodarcze.
ZWIERCINY – rozdrobniony materiał skalny, powstały w wyniku zwiercania skały przez świder wiertniczy w trakcie wykonywania otworów wiertniczych.
Literatura:
Glapa W., Korzeniowski J.I. Mały leksykon górnictwa odkrywkowego. Wydawnictwa i Szkolenia Górnicze. Burnat & Korzeniowski, Wrocław 2005.
Gruszczyk H. Nauka o złożach. Wyd. AGH, Kraków 1983.
Jaroszewski W., Marks L., Radomski A. Słownik geologii dynamicznej. Wyd. Geologiczne, Warszawa 1985.
Mizerski W., Sylwestrzak H. Słownik geologiczny. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2002.
