Jakie metody wykorzystywane są przy poszukiwaniu i eksploatacji ropy łupkowej?
Aby rozpocząć wydobycie ropy z formacji łupkowych należy najpierw wytypować i odnaleźć obszary, na których perspektywa jej występowania wydaje się największa.
Czy można jednak zajrzeć w głąb Ziemi? Nowoczesna geologia dysponuje metodą pozwalającą na obejrzenie budowy wewnętrznej, przebiegu warstw skalnych oraz określenia ich typów, na wiele kilometrów w głąb, bez konieczności wykonywania wierceń. Taką metodą są badania sejsmiczne.
Obecnie także i z terenu naszego kraju, znamy widok ogromnych pojazdów - wibratorów, które ustawiając się równym szyku, powoli przemierzają teren wytypowany do badań na podstawie analizy map i opracowań archiwalnych.
Pojazdy wyposażone są w płyty wibracyjne. Nie ingerują one w grunty, a jedynie poprzez wywołanie drgań ziemi generują falę sejsmiczną. Odbija się ona od granic leżących wiele kilometrów pod ziemią warstw skalnych, by po powrocie na powierzchnię zostać wychwycona przez służące do jej pomiaru odbiorniki - geofony.
Na podstawie różnic w fali wygenerowanej przez wibrator, a odebranej z powrotem na powierzchni, komputer buduje i kreśli przestrzenny model wgłębnej budowy geologicznej. Obraz poddany analizie specjalistów staje się podstawą do wyboru miejsca wykonania otworu wiertniczego.
W trakcie oraz po wywierceniu otworu pionowego prowadzone są dalsze badania, z których duże znaczenie ma geofizyka otworowa. Pozwala ona ustalić, jak duża była dostawa obumierającej materii organicznej, skład minerały skały łupkowej, wielkość i ilość przestrzeni porowych oraz wiele innych parametrów, których interpretacja pozwala ustalić czy badany poziom skał może zawierać ropę.
Aby poznać dokładny wiek skały oraz, co najistotniejsze, sprawdzić czy w jej historii doszło do pogrzebania na głębokości przy której mogłaby powstać ropa naftowa, naukowcy muszą jednak móc jej dotknąć. W tym celu z wierconego otworu pobiera się również próbki skalne nazywane rdzeniami.
Gdy wszystkie przeprowadzone badania wskażą, że skały łupkowe zawierają ropę, przychodzi moment użycia technologii pozwalających uwolnić ją ze skał, w których narodziła się miliony lat temu.
W jaki sposób? Należy otworzyć drogi ucieczki, które zamknęły się przed ropą już w momencie powstawania. Wykorzystywany jest w tym celu zabieg nazywany szczelinowaniem hydraulicznym. Ten sam, jaki stosowany jest podczas wydobycia gazu z formacji łupkowych. Polega on na zatłoczeniu do otworu pod ogromnym ciśnieniem wody zawierającej materiał podsadzkowy czyli proppant (np. piasek) i niewielkie (około 0,5%) ilości kilku substancji chemicznych.
Ciśnienie wody powoduje spękanie skał i powstanie sieci sztucznych szczelin, które przed ponownym zamknięciem chroni wprowadzony piasek. Ponieważ zasięg zabiegu nie jest duży (średnio do 100-200 metrów w pionie i w poziomie) w celu zwiększenia powierzchni kontaktu otworu ze skałami, z otworu pionowego wykonuje się odwierty poziome, w których szczelinowanie jest znacznie bardziej efektywne.
Zamknięta dotąd ropa naftowa odnajduje nowo powstałe drogi ucieczki. Rozpoczyna się przepływ ropy do otworu. Tu historia ropy konwencjonalnej oraz tej wydobytej z łupków ponownie się zbiega.
autor: Katarzyna Dybkowska
