Zasoby gazu w łupkach - USA

Stany Zjednoczone są pierwszym krajem, w którym na dużą skalę rozpoczęto eksploatację gazu ziemnego z łupków. Obecnie ze złóż gazu w łupkach pochodzi około 20% całkowitej rocznej produkcji gazu w Stanach Zjednoczonych. Szacuje się, że do 2040 roku udział gazu z łupków w całkowitej produkcji wzrośnie do około 50%.

W Stanach Zjednoczonych znajduje się kilkadziesiąt perspektywicznych formacji łupkowych występujących w różnych basenach sedymentacyjnych. Wyróżniamy jednak sześć podstawowych formacji łupkowych, które pokrywają 88% dziennej produkcji gazu ziemnego z tychże skał. W kolejności od najbardziej do najmniej wydajnych są formacje:

Haynesville,
Barnett,
Marcellus,
Fayettville,
Eagle Ford,
Woodford.

Pozostałe formacje dają produkcję gazu ziemnego z łupków na poziomie 12%.

Najlepiej rozpoznanym basenem i pierwszym, w którym zostało uruchomione wydobycie gazu ziemnego z łupków jest basen Forth Worth w Teksasie z formacją Barnett. Formację Barnett reprezentują łupki dolnokarbońskie zalegające na niewielkiej głębokości od 1980 do 2600 m, o średniej miąższości około 90 m, osiągające w północno-wschodnich częściach basenu miąższość rzędu 200 m. Zawartość materii organicznej w tych łupkach mieści się w przedziale 3–12% TOC, a jej dojrzałość wynosi średnio 1,6% Ro (w skali refleksyjności witrynitu). Uważa się, że parametry geologiczne, jakie mają łupki Barnett, są wzorcowe i często stanowią podstawę analizy porównawczej z innymi formacjami łupkowymi na świecie.

Obecnie szybko rozwija się eksploatacja gazu ziemnego z łupków górnojurajskich formacji Haynesville w basenie wschodnioteksańskim. Świadczy o tym gwałtowny wzrost wydobycia na przełomie ostatnich 6 lat. Chociaż formacja ta znajduje się na średniej głębokości od 3200 do 4100 m, co czyni ją jedną z najgłębszych formacji z gazem ziemnym w łupkach w Stanach Zjednoczonych, to jest ona najbardziej produktywną spośród wszystkich formacji w USA. Jej średnia miąższość wynosi około 80 m, a zawartość oraz dojrzałość termiczna materii organicznej jest zbliżona do formacji Barnett.

Wielką trójkę zamyka środkowodewońska formacja Marcellus w basenie Appalachów. Jest to jedna z płytszych formacji, występująca na głębokości od 1200 m. Skały zapadają w kierunku wschodnim basenu, na głębokość około 2400 m. Formację tworzą warstwy o średniej miąższości około 45 m. Jest jednak bogata w materię organiczną, której zawartość mieści się w przedziale 2–13% TOC, ze średnią wartością 4%, a jej dojrzałość termiczna wynosi około 1,5% Ro.

W basenie Appalachów pod formacją Marcellus występuje inna perspektywiczna formacja łupkowa – Utica, którą uważa się za najbardziej zbliżoną do polskiej formacji łupków ordowicko-sylurskich. Utica jest obecnie jedyną formacją łupków, z której wydobywany jest gaz ziemny, a która podobnie jak polskie łupki należy do niższego paleozoiku. Jednak nie wszystkie parametry formacji Utica są zbliżone do parametrów polskich łupków. Jej perspektywiczne strefy występowania gazu suchego znajdują się na głębokości od 2500 do 3800 m w postaci kompleksów o średniej miąższości około 150 m. Tak jak polskie łupki charakteryzuje się niewielką zawartością materii organicznej (średnio 1,3% TOC), a jej dojrzałość termiczna nie przekracza 1,6% Ro.

Jedną z młodszych formacji jest górnokredowa formacja łupków Eagle Ford w południowym Teksasie. Występuje na głębokości rzędu od 1200 do 3050 m, tworząc pakiety o miąższości nie mniejszej niż 30 m, osiągające w niektórych, zwłaszcza głębszych centralnych częściach basenu, miąższość około 90 m. Eagle Ford wyróżnia się spośród „wielkiej szóstki” najmniejszą zawartością materii organicznej – około 2,7% TOC i dojrzałością termiczną – około 1,2% Ro. Podobnie jak polskie łupki niższego paleozoiku, wraz z pogrążaniem przechodzi przez okno generowania ropy, następnie gazu mokrego, osiągając okno generowania gazu suchego.

Dewońska formacja łupkowa Woodford, występująca w basenie Arkoma w południowo-wschodniej Oklahomie, zamyka „wielką szóstkę” najbardziej wydajnych basenów produkujących gaz ziemny z łupków. Formacja ta występuje na głębokościach 1820–3960 m, ze średnią miąższością około 45 m. Ze wszystkich formacji charakteryzuje się największą zawartością materii organicznej, średnio około 5% TOC oraz dojrzałością termiczną rzędu 1,5% Ro.

W pozostałych formacjach łupkowych spoza „wielkiej szóstki” również prowadzi się intensywne prace poszukiwawcze. Takimi formacjami intensywnie eksplorowanymi z gwałtownie wzrastającą produkcją są m.in. formacja Bakken (ropa naftowa w łupkach), Antrim, Lewis i Utica. Wzrastającej liczbie wierceń poszukiwawczych sprzyja niska cena gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych, która prowadzi do uniezależnienia się od importu tego surowca z innych krajów. Taka sytuacja jest na razie przeciwieństwem sytuacji w Polsce.