Desarrollo y utilización de gas de esquisto
Con la madurez de la tecnología de fracturación hidráulica, ha surgido un auge en el desarrollo del gas de esquisto en Estados Unidos. La exitosa extracción de gas de esquisto ha convertido a Estados Unidos en el mayor productor de gas natural del mundo. Con los avances tecnológicos y el aumento de las reservas probadas, la explotación de gas de esquisto entrará en un período de crecimiento explosivo en el futuro, lo que llevará la producción de gas natural de Estados Unidos a una "edad de oro".
Los datos muestran que en 2000, la producción de gas de esquisto representaba menos del 1% del suministro de gas natural en Estados Unidos. Ahora representa el 30%, y la proporción sigue aumentando. Gracias al desarrollo a gran escala del gas de esquisto, Estados Unidos reemplazó a Rusia como el mayor productor de gas natural del mundo en 2009, representando el 20% de la producción total de gas natural del mundo. En 2012, las ventas de gas natural de Estados Unidos alcanzaron los 71,6 mil millones de metros cúbicos. , un aumento desde 2006 30.
Afectados por el exitoso desarrollo del gas de esquisto en los Estados Unidos, la exploración y el desarrollo global del gas de esquisto se han desarrollado rápidamente. México planea invertir 2 mil millones de dólares en los próximos dos años para desarrollar gas de esquisto. Más de 40 compañías petroleras multinacionales han estado buscando gas de esquisto en Europa. ExxonMobil ha comenzado a perforar en Alemania, Chevron y ConocoPhillips han comenzado la exploración en Polonia, la austriaca OMV ha estado probando formaciones geológicas cerca de Viena, Shell ha apuntado a la exploración de gas de esquisto en Suecia. Rusia es un gran proveedor de energía y está preparada para explotar el gas de esquisto a pesar de sus reservas extraordinariamente altas de gas natural convencional. Países africanos como Indonesia y Sudáfrica están planeando explotar gas de esquisto en diversos grados.
El gas de esquisto se ha convertido en un nuevo favorito, lo que no sólo afecta profundamente a la estructura del mercado del gas natural, sino que también comienza a cambiar el destino de algunas industrias químicas pesadas que consumen mucha energía en Estados Unidos. Debido a la importante disminución de los costos de la energía, la industria química y la industria manufacturera de los Estados Unidos han experimentado un fenómeno de "relocalización" y la competitividad industrial ha mejorado.
En China, según el plan de desarrollo de gas de esquisto (2011-2015), durante el período del XII Plan Quinquenal, China completará reservas geológicas probadas de gas de esquisto de 600 mil millones de metros cúbicos y reservas recuperables de 200 En 2015, la producción de gas de esquisto alcanzó los 6.500 millones de metros cúbicos, y nos esforzamos por alcanzar la producción de gas de esquisto en 2020. Si se logra este objetivo, se espera que la tasa de autosuficiencia de gas natural de China aumente del 60 al 70%, y la proporción del gas natural en el consumo de energía primaria de China aumentará a aproximadamente el 8%. Esto ayudará a revertir la excesiva dependencia del carbón en su estructura energética y reducirá su dependencia de la energía extranjera. Las tecnologías de extracción de gas de esquisto incluyen principalmente tecnología de pozos horizontales y tecnología de fracturación multicapa, tecnología de fracturación de agua clara, tecnología de refracturación y la última tecnología de fracturación simultánea, todas las cuales aumentan continuamente la producción de pozos de gas de esquisto. Es la aplicación exitosa de estas tecnologías avanzadas lo que promueve el rápido desarrollo del gas de esquisto en los Estados Unidos. Si se pueden introducir estas tecnologías avanzadas, se ayudará al desarrollo del gas de esquisto de China.
La tecnología de desarrollo de gas de esquisto de China continúa mejorando: una es la tecnología de perforación. Un pozo de gas de esquisto de 3.500 metros y una perforación horizontal de 2.000 metros se pueden completar en 45 días como máximo. En segundo lugar, la tecnología separada de perforación y fracturación se ha dominado por completo y básicamente se ha producido en el país. Aunque existe gas natural tanto adsorbido como libre, el desarrollo del gas de esquisto no requiere drenaje ni despresurización. Debido a la extracción de gas natural en fase libre en esquisto, la presión se puede reducir de forma natural, disociando la fase adsorbida y una pequeña cantidad de gas natural en fase disuelta, aumentando así aún más la capacidad de producción de gas natural y logrando una producción estable a largo plazo. Dado que la productividad y la tasa de recuperación del gas natural de baja porosidad y baja permeabilidad también son bajas, la tasa final de recuperación del gas de roca depende de medidas efectivas de fracturación, y la tecnología de fracturación y los procesos de producción afectan directamente los beneficios económicos de los pozos de gas de esquisto.
Algunos expertos mencionaron el gas de borde raíz. J.A. Masters (1979) propuso la idea del gas Bagas profundo, estableció un modelo de inversión gas-agua y describió amplias perspectivas para la exploración y el desarrollo del gas natural. Debido a la dificultad de identificación, P. R. Rose et al. (1986) propusieron que el gas del centro de la cuenca B.E. Law et al. mejoraran el método de identificación de este tipo de yacimiento de gas de "inversión regional de gas-agua" a "agua sin fronteras". simplificando el complejo proceso de identificación, adelantando enormemente el tiempo de identificación de este tipo de yacimientos de gas. Debido a que todavía hay muchos datos geológicos de perforación para determinar el "agua del fondo ilimitada", todavía no es la mejor solución.
A través de investigaciones experimentales, se determinó que el gas del borde de la raíz es la acumulación de gas natural directamente conectado a la roca fuente de gas en arenisca compacta, enfatizando la naturaleza portadora de gas del fondo de la arenisca. Dado que el gas natural y el agua de formación adyacente a la roca fuente de gas (raíz) forman un medio continuo que transmite directamente la fuerza de migración, se considera gas del borde de la raíz. El cuerpo principal de este tipo de yacimiento de gas se forma después de la densificación general de la arenisca, que corresponde aproximadamente a la etapa de pirólisis del carbón y la lutita oscura y a la etapa de gas craqueado del petróleo, por lo que la profundidad de enterramiento es generalmente relativamente grande.
El método de investigación de gas en el borde de la raíz se basa en el principio de la dinámica de acumulación de gas natural y avanza la tecnología de identificación del yacimiento de gas al perfil de un solo pozo, es decir, si las características que contienen gas en el fondo del pozo La arenisca aparece y se desarrolla (en comparación con la parte superior de la arenisca en las trampas convencionales, los patrones y características que contienen gas son completamente diferentes), identificando así rápidamente el tipo de yacimiento de gas en la etapa más temprana de los pozos de exploración (en lugar de los pozos piloto o incluso los pozos de desarrollo). . Sólo el contenido de gas en el fondo de la arenisca puede explicar la continuidad de la dinámica de acumulación de gas natural, profundizar en las características del mecanismo de acumulación de gas natural y así determinar el tipo de mecanismo de acumulación de gas natural, es decir, existen cuencas profundas de gas. , gas del centro de la cuenca, gas del borde e incluso gas que contiene sinclinal o gas de toda la cuenca, y determinar las características de acumulación, enriquecimiento y distribución del gas natural, extendiendo el tiempo para la identificación del tipo de yacimiento de gas al tiempo máximo para ideas de exploración posteriores. El gas de esquisto ha cambiado la estructura energética de Estados Unidos, pero también ha traído una serie de problemas potenciales, como el consumo de agua y la contaminación.
El reportero Yang Jianfa es de Washington. Estados Unidos es el país con el desarrollo más temprano y exitoso de gas de esquisto. Debido a las abundantes reservas y la avanzada tecnología de desarrollo, el desarrollo de los recursos de gas y petróleo de esquisto en los Estados Unidos ha ido alcanzando escala gradualmente. En 2011, su producción de gas de esquisto alcanzó los 180 mil millones de metros cúbicos, lo que representa el 34% de la producción total de gas natural en Estados Unidos. Algunos expertos predicen que con la adición de gas de esquisto, Estados Unidos tendrá suficiente gas natural para 100 años.
Sin embargo, aunque el gas de esquisto ha reducido la dependencia energética externa de Estados Unidos, todavía existen muchas controversias sobre el desarrollo a gran escala del gas de esquisto en Estados Unidos. El desarrollo del esquisto ayudó a que Estados Unidos se convirtiera en una importante nación de petróleo y gas.
Estados Unidos es rico en reservas de energía no convencional. Según datos de la Administración de Información Energética de EE. UU., las reservas de gas natural de energía no convencional, como el gas de esquisto, el gas de arenisca compacta y el metano de yacimientos de carbón, representan el 60% de las reservas recuperables de gas natural en los Estados Unidos.
Según datos publicados por el Instituto Americano del Petróleo, incluidos los recursos de gas de esquisto, Estados Unidos ocupa el primer lugar en el mundo en recursos de petróleo y gas que cumplen con los estándares de producción, un 24% más que Arabia Saudita.
Desde la década de 1990, con el apoyo de políticas internas y avances tecnológicos, Estados Unidos ha tomado la delantera mundial en la exploración y desarrollo de fuentes de energía no convencionales como el gas de esquisto. Posteriormente, los avances en la tecnología de fracturación hidráulica y perforación horizontal en los Estados Unidos resolvieron los desafíos técnicos y de costos de la extracción de petróleo y gas del esquisto, y el desarrollo del gas de esquisto en los Estados Unidos fue tomando forma gradualmente.
En 2000, la producción de petróleo de esquisto estadounidense fue de sólo 200.000 barriles/día, lo que representa sólo el 3% de la producción nacional total, mientras que en 2012 fue de 6,5438 millones de barriles/día. La producción estadounidense de gas de esquisto también aumentó de 654,38022 millones de metros cúbicos en 2000 a 654,380378 millones de metros cúbicos en 2065,43800.
Cambridge Energy Consulting predice que para finales de 2020, Estados Unidos producirá 3 millones de barriles de petróleo de esquisto por día, más de la mitad de la producción de petróleo crudo de 2012. Según datos de PFC Energy Consulting, los recursos de petróleo y gas de esquisto representarán alrededor de un tercio de la producción de petróleo y gas de Estados Unidos en 2020, momento en el que Estados Unidos superará a Rusia y Arabia Saudita y se convertirá en el mayor productor de petróleo y gas del mundo. . Resistido por ser derrochador de agua y propenso a la contaminación.
El desarrollo del gas de esquisto ha cambiado la estructura energética de Estados Unidos. En las últimas décadas, la generación a carbón ha sido la principal fuente de electricidad en los Estados Unidos y representó el 53% de la electricidad generada en 2003. Sin embargo, con el desarrollo del gas natural de esquisto, apareció en el mercado una gran cantidad de gas natural barato, lo que provocó el cierre de muchas centrales eléctricas de carbón y el aumento de las centrales eléctricas de gas natural. En los primeros nueve meses de 2011, la proporción de generación de energía a partir de carbón cayó a 43, mientras que la proporción de generación de energía a base de gas natural aumentó de menos de 17 en 2003 a alrededor de 25. Sin embargo, el gas de esquisto también plantea una serie de problemas potenciales.
En primer lugar, consume mucha agua y no se puede reciclar. La tecnología de fracturación hidráulica utilizada en la extracción de gas de esquisto consume grandes cantidades de agua, por lo que los desarrolladores de petróleo y gas comenzaron a apoderarse del agua agrícola e incluso del agua municipal.
Se informa que regar 640 acres (unos 2,6 kilómetros cuadrados) de tierra seca requiere 407 millones de galones (unos 65.438.054 millones de litros) de agua para cosechar maíz por valor de 200.000 dólares. Si se utilizara la misma cantidad de agua para perforar con fines de fracking, se podrían obtener petróleo por valor de 2.500 millones de dólares. Debido a que el agua utilizada para la perforación se inyecta en formaciones de esquisto que son mucho más profundas que los acuíferos subterráneos, es absorbida principalmente por la roca y no puede reciclarse.
El desarrollo del gas de esquisto también puede causar fácilmente contaminación ambiental. La extracción de petróleo y gas de esquisto debe pasar a través de acuíferos durante el proceso de perforación, y los aditivos químicos utilizados en la perforación pueden representar una amenaza de contaminación de las aguas subterráneas. En mayo de 2010 se produjeron dos fugas importantes en el oleoducto Keystone, que transporta principalmente petróleo pesado extraído de arenas bituminosas, provocando graves contaminación y daños ecológicos.
Precisamente debido a los numerosos peligros ocultos, los grupos ambientalistas y los grupos agrícolas y ganaderos estadounidenses se oponen firmemente al desarrollo de recursos no convencionales de petróleo y gas. La administración Obama también ha retrasado la implementación de la extensión del oleoducto "Keystone". proyecto.