روش های نامعمول استخراج گاز

میزان ذخایر گاز درآمریكای شمالی آن قدر هست که تا سال ها بتوان از آن استفاده كرد. اما همه منابع این گازها دارای فشار جریان كم و تراوایی ناچیز و نامعمول هستند. در سال ۱۹۹۸ میانگین بهای گاز سرچاهی در ایالات متحده به ۹۶/۱ دلار در هر میلیون فوت مکعب (MCF) رسید، اما از آن هنگام تا كنون مدت زیادی گذشته است و دیگر كسی به گاز دو دلاری نمی اندیشد. در ۱۵ سال آینده، كمترین قیمتی كه این صنعت برای مصرف پیش بینی می كند سه دلار در هر میلیون فوت مکعب است. این قیمت ممکن است به ۶ دلار نیز برسد.
در پاسخ به این پرسش كه آیا صنعت گاز توان مقابله با رشد تقاضا را خواهد داشت؟ می توان گفت كه تنها در سایه تلاشی پایدار و توانمند، آمریكای شمالی می تواند ذخایر گاز قابل قبولی بیابد. سناریوی بالا به هر عقل سلیمی خطور می كند. تنها هشدارهایی كه باید در نظر داشته باشیم این است كه قاعده بازار، بر نیاوردن انتظارهای همگانی است. آنچه پذیرفتنی به نظر می رسد، این حقیقت است كه قیمت های گزاف، كاهش تقاضا را در پی خواهد داشت.
منابع معمول مانند چاه های پرگاز خاورمیانه، در این منطقه (آمریكای شمالی) كمیاب هستند. به جز نواحی قطبی، بیشتر منابع گازی این بخش از كره زمین به روش های متفاوت استخراج نیازمند است كه اكنون به شرح آنها خواهیم پرداخت.
برخلاف مخازن نفت معمول كه گاز بسیاری در آنها انباشته شده است و میزان بهره برداری از آنها بالاست، این مخازن غیرمعمول، گاز بسیار كمی تولید می كنند و شامل شن های با تراوایی كم، لایه های سنگی شكسته شده و متان موجود در بسترهای زغال سنگی هستند. ممكن است روزی به مدد فناوری هیدرات متان به آنها افزوده شود. منابع گازی غیرمعمول را كه در مكانی محبوس نیستند، معمولاً به كمك آب (پمپاژ آب به درون مخزن) می توان خارج كرد. ظرفیت این منابع گاز بیش از ۳۵۰ تریلیون فوت مكعب تخمین زده می شود كه حدود ۱۶۹ تریلیون فوت مكعب از آن در محدوده كوه های راكی قرار دارند و این منطقه هم اكنون هم حدود ۲۵درصد گاز تولیدی آمریكای شمالی را تامین می كند. از لحاظ زمین شناسی، امكان موفقیت استخراج از این منابع وجود دارد، اما عواملی مانند قیمت های بازار، پیشرفت های فناوری و كمك های دولتی در این میان نقش به سزایی دارند. در كانادا هنوز بهره برداری از این منابع در مراحل بسیار ابتدایی قرار دارد و ظرفیت های موجود در خاك آن كشور ۲۹۰ تا ۱۸۰۰ تریلیون فوت مكعب برآورد می شود.
از روش های نامعمول برداشت گاز، شن های گازدار به هم فشرده بیشترین ظرفیت تولید را دارند. براساس نظر اخیر موسسه فناوری گاز، شن های گازدار به هم فشرده ۶۹ درصد از كل تولید گاز از منابع نامعمول را در آمریكا تشكیل می دهند و سهمی ۱۹ درصدی از كل گاز تولیدی ایالات متحده دارند. در همین اظهارنظر تحقیقاتی، قابلیت تولید گاز از شن های گازدار به هم فشرده كه توجیه اقتصادی دارند، حدود ۱۸۵ تریلیون فوت مكعب تخمین زده شده است.
شن های گاز دار به هم فشرده (Tight Gas Sands): در این رگه های دنباله دار گاهی امكان استخراج با روش های معمول نیز وجود دارد، به ویژه اگر خاصیت تراوایی آنها به دلیل فشردگی بیش از اندازه، در مقیاس مولكولی، باشد، اما در مجموع پذیرش اقتصادی این منابع تنها به مدد پیشرفت فناوری در این زمینه هاست: تعیین دقیق مكان حفر چاه ها، پیشرفت در زمینه تكنیك های شكست (برای خرد كردن قطعات شن های به هم چسبیده)، بیرون آوردن شن های خرد شده كه خاصیت سیالی پیدا خواهند كرد، پوشش منطقه ای وسیع و حفر چاه هایی كه بتوانند به لایه های چگال تر دست پیدا كنند.
برخی چاه ها كه پیش تر به منظور برداشت گاز از روش های معمول حفر شده بودند، اكنون برای برداشت شن های گازدار به هم فشرده استفاده می شوند. شناسایی چگالی های شكست لایه ها، به علاوه مكان یابی دقیق و قدرت گروه حفاری برای بیرون آوردن هرچه بیشتر این شن ها در استخراج موفق از این چاه ها نقش دارند. انتخاب تجهیزات حفاری مناسب برای كاویدن این لایه های نامنظم، دیگر مهارت مورد نیاز است. نقشه برداری سه بعدی از زیرزمین و تحلیل داده های موجود در نقشه های به دست آمده از روش یاد شده، كامل كننده فرآیند استخراج خواهد بود. منابع مطالعاتی ستیو ظرفیت ۰۰۰/۱۰ تا ۰۰۰/۲۰ تریلیون فوت مكعبی را در سراسر ایالات متحده تخمین می زند، اما صرفه اقتصادی برداشت، چالشی دشوار و دست نیافتنی است. در ضمن جریان گاز به سمت بالا درون چاه های معمول دیگر وجود ندارد و همین بزرگ ترین چالش پیش رو است. اكنون ۰۰۰/۴۰ چاه برای كاویدن چنین لایه های شنی در ایالات متحده وجود دارد. با فناوری كنونی بسیاری از آنها به صرفه اند اما در آینده پیشرفت های بیشتری به وقوع خواهند پیوست.
گاز سنگواره ها: از سال ۱۹۲۰ بستر كوه های آپاچی، منبعی برای گازهای سنگواره ای بوده اند. اكنون بسترهای فورت ورث وسن ژوان، منابع جدیدی برای تولید گاز از سنگواره ها هستند و بیش از ۰۰۰/۳۷ چاه با استفاده از این روش گاز را از چاه استخراج می كنند كه حدود ۳ تا ۴ درصد كل گاز تولیدی ایالات متحده را تشكیل می دهد و احتمال افزایش آن بسیار بالا است.
گاز به دو شكل در بسترهای سنگی جای می گیرد: یكی جذب سطحی گاز به درون كروژن (ماده غیرحلال در آب كه پس از فرآیندهایی به نفت تبدیل خواهد شد) است. یعنی با انقباض گاز روی سطح سخت و جامد سنگ ها (adsorption) این مواد ارگانیكی روی لایه ها قرار می گیرند. این لایه ها می توانند از ۲۰ درصد میزان منابع موجود در تگزاس تا میزان ۸۵ درصد در معادن كلرادو و نیومكزیكو آغاز شوند. لجن ها و كروژ ن هایی كه درون این سنگ ها محبوس شده اند، می توانند برای استخراج با بوژینیك و ترموژنیك و ترموژنیك گاز استفاده شوند. شكل دوم به روش های معمول استخراج گاز شباهت دارد، اما باید نخست سنگ ها را شكافت تا گاز محبوس در آنها را آزاد كرد. این چاه ها به دلیل نداشتن منافذ و خاصیت تراوایی، بازده چاه های آنها كم است. در این روش برخی چاه ها باید پیوسته قابلیت شكستن صخره ها را داشته باشند، در نتیجه گران قیمت خواهند بود. تنها با شناسایی صحیح محل و ملاحظات حفاری این چاه ها به صرفه خواهند بود. متان از بسترهای زغال سنگی: به گفته USGS منابع زغال سنگ در جهان ۳۵۰۰ تا ۹۵۰۰ تریلیون فوت مكعب گاز قابل بهره برداری دارند كه ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ تریلیون فوت مكعب از آن درآمریكای شمالی موجود است. در آمریكا ۹ درصد گاز مصرفی ازمنابع متان زغال سنگی به دست می آیند. مقدار قابل بهره برداری متان زغال سنگی در آمریكا اكنون ۶۳ تریلیون فوت مكعب تخمین زده می شود كه ۴۲ تریلیون فوت مكعب آن در كوه های راكی وجود دارند. آمریكا پیشگام استخراج از چنین منابع گازی است. بیش از ۱۸ هزار حلقه چاه در ایالات متحده متان زغال سنگی تولید می كنند. تنها ۶/۴ هزار حلقه چاه امسال در برنامه آغاز به كار قرار دارند.
ملاحظات محیط زیستی پیشرفت در این زمینه را كند می كنند. گام اساسی در برداشت از این چاه ها پمپ آب موجود در مخازن زیرزمینی دارای متان زغال سنگی است و بیرون آوردن آن پیش از عملیات حفاری انجام می شود. پمپ ها با مصرف زیاد سوخت، سبب آلودگی هوا می شوند و آب پمپاژ شده در بیشتر موارد به درد آبیاری و كشت نمی خورد. در نتیجه آبی آلوده به صورت رودخانه جاری می شود و اثرهای این گونه آب ها بر محیط زیست در حال بررسی است.
روش دیگر، تحقیق در زمینه هیدرات متان (MH) است كه چندین برابر نفت و گاز معمول در جهان انرژی در خود دارد. در واقع نامیدن هیدرات متان به عنوان منبع تولید گاز ناصحیح است، زیرا هنوز صرفه اقتصادی تولید انبوه و غیر آزمایشگاهی آن به اثبات نرسیده است.
هیدرات ها در اعماق آب ها و مناطق یخ زده نیز یافت می شوند. روش تولید آنها بریدن قطعات بزرگ هیدرات ها و تحت فشار و حرارت قرار دادن آنها است. هدف از انجام آزمایش های متعدد در این زمینه، اثبات امكان برداشت، بهره برداری و اقتصادی بودن این روش نوین در صنعت گاز است.
ارزان ترین و دست یافتنی ترین منابع هیدرات متان در آب های عمیق و مناطق پوشیده از یخ و برف وجود دارد. تست های مالیك نشان داد كه در بهترین حالت ها، ماكزیمم ۵۳ میلیون فوت مكعب را ازمنابع در دسترس در ایالات متحده می توان استخراج كرد كه میزان مطلوبی نیست. شرایط دشوار فیزیكی حاكم بر آب های عمیق، نیاز به فناوری پیچیده تری برای استخراج را اجتناب ناپذیر می كند. این جدیدترین راه است و امكان موفقیت آن پس از پاسخ گویی به پرسش های مطرح شده در متن، وجود دارد. در زمینه كاوش و اكتشاف برای یافتن هیدرات متان، مدل سازی از بسترهای یخی و اقیانوسی و تحلیل فشار- دمای محیط قرار گرفتن منابع اهمیت به سزایی دارد.
شبیه سازی ها به كمك امواج صوتی، علم جغرافیای شیمیایی زمین و نمونه برداری از كف اقیانوس ها انجام می پذیرد. در هر حال نیاز به گاز درحال فزونی است و تلاش ها برای رسیدن به منابع با ثبات همچنان باقی است. منبع: پری.آ فیشر، www.worldoil.com

منبع : پایگاه اطلاع رسانی عسلویه