Барнетт Шейл

Сланец Барнетт — геологическая формация, расположенная в бассейне Бенд-Арк-Форт-Уэрт . Она состоит из осадочных пород, датируемых миссисипским периодом (354–323 млн лет назад) в Техасе . Формация залегает под городом Форт-Уэрт и подстилает 5000 миль ² (13000 км ² ) и по меньшей мере 17 округов .

По состоянию на 2007 год некоторые эксперты предположили, что сланцевое месторождение Барнетт может иметь самые большие извлекаемые запасы среди всех наземных месторождений природного газа в Соединенных Штатах . ^[1] Предполагается, что на месторождении имеется 2,5 × 10 ¹²  куб. футов (71 км ³ ) извлекаемого природного газа и 30 × 10 ¹²  куб. футов (850 км ³ ) природного газа на месте. ^[1] Нефть также была обнаружена в меньших количествах, но достаточных (при высоких ценах на нефть), чтобы быть коммерчески жизнеспособной.^^

Сланец Барнетт известен как нетрадиционный «плотный» газовый резервуар, что указывает на то, что газ нелегко извлекать. Сланец очень непроницаем, и было практически невозможно добывать газ в коммерческих количествах из этой формации, пока нефтегазовые компании не научились эффективно использовать массивный гидравлический разрыв пласта в формации. Использование горизонтального бурения еще больше улучшило экономику и облегчило извлечение газа из слаборазвитых районов.

Будущее развитие месторождения будет частично затруднено тем фактом, что основные части месторождения находятся в городских районах, включая быстрорастущий метроплекс Даллас-Форт-Уэрт . ^[2] Некоторые местные органы власти изучают способы, с помощью которых они могут бурить на существующих общественных землях (например, парках), не нарушая другие виды деятельности, чтобы они могли получать роялти за любые найденные минералы, в то время как другие требуют компенсации от буровых компаний за ущерб, нанесенный дорогам перегруженными транспортными средствами (многие из дорог являются сельскими и не предназначены для использования тяжелой техникой). Кроме того, бурение и разведка породили значительные споры из-за ущерба окружающей среде, включая загрязнение источников грунтовых вод.

Формация названа в честь Джона В. Барнетта , который поселился в округе Сан-Саба в конце 19 века, где он назвал местный ручей Барнетт-Стрим. В начале 20 века во время геологической картографической экспедиции ученые заметили толстый черный богатый органикой сланец в обнажении вблизи ручья. Сланец был впоследствии назван сланцем Барнетт. ^[3]

Сланец Барнетт служил источником и покрывающей породой для более традиционных нефтяных и газовых пластов в этом районе.

Газовые скважины, добывающие газ из сланцевого месторождения Барнетт в бассейне Форт-Уэрт, обозначены Техасской железнодорожной комиссией как газовое месторождение Ньюарк, Ист . С 2002 по 2010 год Барнетт был самым продуктивным источником сланцевого газа в США; сейчас он третий, после формации Марцеллус и сланцевого месторождения Хейнсвилл . В январе 2013 года Барнетт производил 4,56 миллиарда кубических футов в день, что составило 6,8% всего природного газа, добываемого в США. ^[4]

Месторождение было открыто в 1981 году, когда Mitchell Energy пробурила и завершила скважину CW Slay #1 около Ньюарка, штат Техас , в округе Уайз . Скважина была пробурена вертикально, завершена азотно-пенным гидроразрывом и не дала достаточно газа, чтобы вызвать какое-либо волнение. ^[5]

Несмотря на низкую производительность, владелец Mitchell Energy Джордж П. Митчелл был убежден, что он мог бы найти лучший способ добычи газа из Барнетта. Митчелл упорствовал в течение многих лет, несмотря на низкую производительность на своих первоначальных скважинах, низкие цены на газ и низкую рентабельность. Отраслевые комментаторы писали, что немногие, если таковые вообще имелись, другие компании продолжили бы бурение скважин за скважиной в сланце Барнетт. Митчеллу широко приписывают личное достижение успеха в сланце Барнетт и, таким образом, создание бума добычи газа в Барнетте, и, когда другие компании скопировали его методы, многие другие успехи в добыче сланцевого газа и нефти из плотных пород в США и других странах. ^{[6] [7]}

Постепенно Mitchell Energy нашла способы увеличить добычу. В самом начале Mitchell отказалась от пеноразрыва, который с некоторым успехом использовался в сланцах Аппалачского бассейна, и обнаружила, что гелевые разрывы лучше работают в Барнетте. В 1986 году Mitchell Energy применила первый массивный гидравлический разрыв, гелевые разрывы, в сланцах Барнетта. ^[8]

В 1991 году Mitchell Energy, получив субсидию от федерального правительства, пробурила первую горизонтальную скважину в Барнетте, но эксперимент не был признан успешным. Только в 1998 году Mitchell пробурила еще две горизонтальные скважины; они были технически успешными, но экономически неудачными. Четвертая и последняя горизонтальная попытка Mitchell была предпринята в 2000 году, но столкнулась с проблемами бурения и была прекращена. ^[9]

Самый большой прорыв в Барнетте произошел в 1997 году, когда инженер-нефтяник Mitchell Energy Ник Стейнсбергер предположил, что гидроразрыв пласта с использованием скользящей воды, который успешно использовался другими компаниями в скважинах в песчанике Cotton Valley в восточном Техасе, может работать лучше в сланцевом месторождении Барнетт, чем гелевые гидроразрывы. ^{[8] [10]} Пойдя против общепринятого мнения и перейдя на гидроразрыв пласта с использованием скользящей воды, Mitchell Energy не только снизила стоимость завершения скважин на 75 000–100 000 долларов, но и значительно увеличила добычу газа. Mitchell пыталась купить больше участков в этом районе до того, как об этом стало известно, но вскоре многие другие операторы начали покупать участки и бурить скважины в Барнетте, в том, что до этого было по сути игрой Mitchell Energy. ^[11]

Mitchell Energy имела почти монополию на бурение скважин на месторождении Barnett Shale в первые годы его существования. Например, в 1995 году Mitchell завершила 70 скважин на месторождении Barnett, в то время как все остальные операторы вместе завершили три. Во многом это было связано с тем, что Barnett был экономически невыгоден: по словам бывшего генерального директора, Mitchell инвестировала около 250 миллионов долларов в Barnett с 1981 по 1997 год и не окупила свои затраты. Но после 1997 года конкуренты поняли, что Mitchell открыла, как добывать газ с выгодой, они тоже начали покупать лицензии и бурить скважины на месторождении Barnett, темпами, с которыми Mitchell не мог сравниться. В 2001 году Mitchell впервые завершила менее половины скважин на месторождении Barnett Shale (258 скважин против 260 у других операторов). ^[9]

В 2002 году Джордж Митчелл продал Mitchell Energy компании Devon Energy .

Благодаря лучшей технологии бурения, трудностям бурения вблизи населенных пунктов и более высоким ценам на газ в 2000-х годах горизонтальные скважины стали более экономичными и практичными, и в 2005 году количество новых горизонтальных скважин впервые превысило количество новых вертикальных скважин в Барнетте. В 2008 году в Барнетте было завершено 2901 горизонтальная скважина по сравнению с всего лишь 183 вертикальными скважинами. ^[9]

Считалось, что только несколько более мощных участков вблизи Форт-Уэрта смогут поддерживать экономически выгодное бурение, пока в 1980-х годах не были разработаны новые достижения в горизонтальном бурении. Такие методы, как гидроразрыв пласта или «фрекинг», скважины, используемые Mitchell Energy, открыли возможность более крупномасштабной добычи. ^[12] Даже с новыми методами значительное бурение не началось до тех пор, пока цены на газ не выросли в конце 1990-х годов.

По состоянию на 2012 год месторождение Ньюарк, Ист расширилось на 24 округа, с выданными разрешениями на скважины в 25-м округе, Гамильтоне . На месторождении было более 16 000 добывающих скважин. Добыча газа в 2011 году составила 2,0 триллиона кубических футов. Месторождение было крупнейшим производителем газа в Техасе и составляло 31% от добычи газа в Техасе. ^[5] Доказанные запасы по состоянию на конец 2011 года составляли 32,6 триллиона кубических футов газа и 118 миллионов баррелей нефти или конденсата. ^[13]

Два ключевых достижения в проектировании и заканчивании скважин способствовали разработке месторождения Барнетт Шейл. Это горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта.

Горизонтальное бурение увеличило потенциал сланцевого месторождения Барнетт как основного источника природного газа . Горизонтальное бурение изменило способ бурения нефтяных и газовых скважин, предоставив производителям доступ к резервуарам, которые в противном случае были бы слишком тонкими, чтобы быть экономически жизнеспособными посредством вертикального бурения. Большая часть газа в сланцевом месторождении Барнетт находится под городом Форт-Уэрт . Новая технология привлекла ряд компаний по добыче газа.

Помимо расширенного охвата, горизонтальное бурение радикально увеличивает добычу. В «плотной» породе (с низкой проницаемостью), такой как сланец Барнетт, газ использует трещины для выхода из породы в ствол скважины . Трещины могут быть естественными или искусственными (см. ниже). Горизонтальная скважина обнажает больше породы (и, следовательно, больше трещин) в стволе скважины, поскольку она обычно проектируется с горизонтальной частью скважины в продуктивном пласте.

В 2005–2007 годах горизонтальное бурение в сланце Барнетт распространилось на юг в округа Джонсон , Хилл и Боске , со 100%-ным уровнем успешности завершенных скважин. Экспериментальная вертикальная скважина бурится в округе Макленнан (рядом с Уэйко ) для оценки потенциала бурения вдоль складки Уошито , геологического барьера, который определяет южную границу сланца Барнетт.

Хотя горизонтальные скважины в настоящее время являются нормой, по состоянию на начало 2013 года в Барнетте все еще бурилось некоторое количество вертикальных скважин. ^[14]

Гидравлический разрыв пласта, проводимый в сланце Барнетт, осуществляется путем закачивания смеси воды, песка и различных химических добавок (для воздействия на вязкость , скорость потока и т. д.) в ствол скважины под достаточным давлением для создания и распространения трещины в окружающей породе в стволе скважины. Это имеет решающее значение для породы с низкой проницаемостью, поскольку это открывает большую часть пласта стволу скважины, и большие объемы газа могут быть получены за счет увеличенной площади поверхности. Без гидравлического разрыва пласта скважины не будут работать с экономически целесообразной скоростью.

В 1997 году Ник Штейнсбергер, инженер Mitchell Energy (теперь часть Devon Energy ), применил технологию гидроразрыва пласта с использованием большего количества воды и более высокого давления насоса, чем предыдущие технологии гидроразрыва, которые использовались в Восточном Техасе в сланцевом месторождении Барнетт на севере Техаса. ^[15] В 1998 году новая технология оказалась успешной, когда добыча газа за первые 90 дней из скважины SH Griffin No. 3 превысила добычу любой из предыдущих скважин компании. ^{[16] [17]}

Ученые из Школы геонаук Джексона при Техасском университете в Остине , которые тесно сотрудничали с добывающими компаниями по разработке месторождения Барнетт, также видят потенциальную возможность конфликта в некоторых частях месторождения Барнетт, где использование воды для гидроразрыва пласта может конкурировать с другими видами использования, такими как питьевая вода и сельское хозяйство. ^[18]

Процесс гидроразрыва пласта вызывает значительную критику. Противники утверждают, что он недостаточно контролируется и представляет значительную угрозу качеству воды и воздуха в прилегающих районах, а также ссылаются на растущее число инцидентов с метаном в близлежащих скважинах. ^[19]

По состоянию на сентябрь 2008 года производители газа заявили, что бонусы, выплачиваемые землевладельцам в южных округах, составляли от 200 до 28 000 долларов за акр (500–69 000 долларов/га) ^{[ необходимо разъяснение ]} , более высокие цены были выплачены Vantage Energy осенью 2008 года. Платежи роялти в диапазоне 18–25%. В одном из участков в округе Джонсон теперь разрешено бурить 19 скважин.

Статья Fort Worth Star-Telegram сообщила о более чем 100 000 новых договоров аренды, зарегистрированных в округе Таррант в 2007 году. Условия последних договоров аренды включали 15 000 долларов за акр (37 000 долларов/га) и 25% роялти для домовладельцев в Райан-Плейс, Мистлетоу-Хайтс и Беркли на южной стороне Форт-Уэрта, а также 22 500 долларов за акр и 25% роялти для группы домовладельцев в южном Арлингтоне . Более поздние статьи в Fort Worth Weekly сообщают, что многие подписанные договоры аренды не были выполнены, а арендодатели утверждали, что им заплатили значительно меньше обещанного или не заплатили вообще. ^{[20] [21]}

Сторонники нефтяной промышленности утверждают, что к 2015 году Barnett Shale может обеспечить более 108 000 рабочих мест. ^[22] Критики говорят, что налоговые поступления могут быть компенсированы расходами на очистку от токсичных побочных продуктов газового бурения, таких как бензол и природные радиоактивные материалы (NORM). ^{[23] [24]} Экологические группы оказали давление на государственных регулирующих органов, чтобы начать принудительную очистку. Гражданский альянс Сан-Хуана подал в суд, чтобы заставить EPA ужесточить правила. Эд Айрленд из Barnett Shale Energy Council (группа поддержки промышленности) заявил, что, по его мнению, регулирование усилится при администрации Обамы; по состоянию на 2012 год этого не произошло. ^[25]

Исследование, проведенное в 2011 году Торговой палатой Форт-Уэрта, пришло к выводу, что разработка месторождения Барнетт-Шейл обеспечила 119 000 рабочих мест в Техасе, 100 000 из них — в регионе Форт-Уэрта. ^[26]

Ведется поиск расширенной сети газопроводов для транспортировки газа на рынок. Завершение строительства 42-дюймового (1100 мм) газопровода через округ Хилл может открыть новые области для бурения.

• 2010, Управление энергетической информации США: 31,0 триллион кубических футов газа
• 2011, Управление энергетической информации США: 32,6 триллиона кубических футов газа, 118 миллионов баррелей нефти ^[27]

По данным Техасской железнодорожной комиссии , по состоянию на 2012 год в Барнетт-Шейл было 235 операторов (компаний, управляющих добывающими скважинами). По объемам добычи газа, десять крупнейших операторов, в порядке убывания добычи газа, были: ^[28]

• Чесапик Энерджи
• XTO Энергия
• Ресурсы EOG
• Энервест Оперейтинг, ООО
• Ресурсы ртути
• Карризо Ойл энд Газ, Инк.
• EagleRidge Energy
• Барнетт Шейл Оперейтинг

Barnett Shale был классифицирован на "основные" и "неосновные" области добычи. На сегодняшний день добыча сосредоточена в основной области, где сланец толще и неопределенность снижена. Это позволяет бурить скважины по немного более низким ценам на газ, чем в неосновных областях.

• Дентон (активный)
• Джонсон (активный)
• Таррант (активный)
• Мудрый (активный)

Операторы, такие как EOG Resources , Gulftex Operating, Inc и Devon Energy , заявили в публичных отчетах в середине 2005 года, что, по их оценкам, от одной трети до половины земель в округах, содержащих сланец Барнетт, включая наиболее разведанные округа, такие как Джонсон и Таррант, будут обустроены скважинами. ^{[ требуется ссылка ]} Было пробурено мало сухих скважин, поскольку технология, такая как 3D Seismic, позволяет операторам выявлять потенциальные опасности до начала бурения и избегать плохих участков. Некоторые из опасностей включают разломы и карстовые особенности (карстовые воронки). Разломы могут отвлекать гидроразрыв, снижая его эффективность, а карстовые особенности могут содержать обильную воду, что ограничивает добычу газа.

Несколько групп в общинах, где были расположены газовые скважины, жаловались на высокий риск катастрофических аварий, а некоторые утверждают, что аварии уже произошли, в том числе несколько со смертельным исходом. ^[29]

Некоторые экологические группы и жители северного Техаса выразили обеспокоенность по поводу влияния бурения на качество воздуха и воды в районах, прилегающих к скважинам и трубопроводам. ^[30]

В 2010 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) выдало чрезвычайное распоряжение против Range Resources , заявив, что буровые работы компании в округе Паркер, штат Техас, загрязнили по крайней мере две скважины питьевой воды для жилых домов. Компания отвергла обвинения и заявила, что присутствие метана было результатом естественной миграции и обнаружилось в близлежащих скважинах задолго до того, как Range пробурила свои газовые скважины. ^{[31] [32]} Однако после слушаний Техасской железнодорожной комиссии (TRRC) в январе 2011 года сотрудники TRRC пришли к выводу, что на основании химического состава газ в скважинах для воды поступил из мелководной формации Строун, а не из более глубокого сланца Барнетт, в котором были завершены скважины Range. Они также пришли к выводу, что испытания под давлением, проведенные Range, показали механическую целостность обсадной трубы. EPA и два домовладельца были приглашены представить доказательства на слушаниях TRRC, но не сделали этого. ^[33] В марте 2012 года EPA отменило свое распоряжение против Range. ^[34]

Мэр DISH, Техас, жаловался, что загрязнение воздуха от компрессорной станции природного газа вызывает болезни его семьи. Однако в мае 2010 года Департамент здравоохранения штата Техас опубликовал результаты качества воздуха для DISH, включая анализы образцов крови и мочи 28 жителей DISH, которые были проверены на наличие летучих органических соединений (ЛОС). Агентство пришло к выводу: «Информация, полученная в ходе этого расследования, не указывает на то, что воздействие на всю общину от газовых скважин или компрессорных станций имело место в выборочной популяции. Этот вывод был основан на модели значений ЛОС, обнаруженных в образцах. Другие источники воздействия, такие как курение сигарет, наличие побочных продуктов дезинфекции в питьевой воде и потребительские или профессиональные/хобби-продукты, могли бы объяснить многие из результатов». ^[35]

Экологические регуляторы Техаса и Агентство по охране окружающей среды приказали Техасской комиссии по качеству окружающей среды начать расследование жалоб на бурение на месте в течение 12 часов с момента получения. ^[36]

Многочисленные судебные иски против компаний, работающих в Барнетт-Шейл, утверждают, что компании не выполняют обещанные арендные платежи, изменяют соглашения после свершившегося факта или не выполняют свои обязательства перед арендодателями земель в сланцевом месторождении. ^{[37] [38]}

Потенциал прибыли от газовой игры Barnett Shale подтолкнул компании к поиску других источников сланцевого газа по всем Соединенным Штатам . Другие перспективы сланцевого газа в Соединенных Штатах включают Antrim Shale в Мичигане , Fayetteville Shale в Арканзасе , Marcellus Shale в Аппалачах, ^[39] Woodford Shale в Оклахоме, Ohio Shale в Кентукки и Западной Вирджинии и Haynesville Shale в Луизиане и Восточном Техасе.

На Викискладе есть медиафайлы по теме Барнетт-Шейл.

• Сланцевый газ в США

• Конодонты формации Барнетт в Техасе. Уилберт Х. Хасс , 1952 г.

• Бум в Барнетте подстегивает охоту за нетрадиционными ресурсами газа. Школа геонаук Джексона, январь 2007 г.
• Совет по образованию в области энергетики Барнетта Шейла
• Запросы на онлайн-исследование Техасской железнодорожной комиссии
• Техасская железнодорожная комиссия: Ньюарк, Ист (Барнетт Шейл) Месторождение
• FWCanDo (Граждане Форт-Уэрта против постановления о бурении в районе)
• Гидравлический Разрыв

• Скотт Л. Монтгомери,Газосланцевая добыча с потенциалом в несколько триллионов кубических футов; Книга фактов.

33°с.ш. 98°з.д. / 33°с.ш. 98°з.д. / 33; -98