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シェールガスはどのように採掘されるのか?

シェールガス - フラッキング - バカムエルタ

シェールガスについて聞いたことがありますか?シェールガスは、非従来型の貯留層に存在する粘土岩の微細な孔隙に閉じ込められたメタンガスです。この新しいビデオでは、それが何であるか、どこにあるか、そしてどのように採掘されるかを説明します。

シェールガスは、この特定の種類の貯留層を指定するために使用される用語であり、従来の貯留層よりも深い場所に存在します。地下水層、石灰岩層および砂岩層を超えて、2,000〜4,000メートルの深さには、主に泥と粘土鉱物で構成される堆積岩であるシェールの層があります。この岩石は、嫌気的に分解されるとガスの鉱床を形成することがあります。世界で最大のシェールガスの貯留層を持つ国は中国で、次いで米国です。2000年代、炭化水素の価格が急上昇している中で、シェールガスの大規模な採掘が始まりました。米国は非従来型の井戸の新しい採掘技術の先駆者であり、2000年から2010年の間に生産量は100億立方メートルから1,400億立方メートルに増加し、国内のエネルギー需要の約23%を占めました。2010年から2020年の10年間では、国内の天然ガス需要を超える生産量を達成し、米国はメタンガスの輸入国から輸出国へと変わりました。

シェールガス岩に含まれる粘土は貯留層を非常に不透過性にし、この特定の資源からメタンガスを抽出するには、フラッキングと呼ばれる複雑な技術を採用する必要があります。この技術は、1860年にペンシルベニア州で開発され、ニトログリセリンで井戸の堅固な岩を破砕して産出量を増やそうとした試みとして始まりました。その後、1947年にStanolind Oil and Gas Corporationによって、岩を破砕するために高圧液体を使用する技術に改良されました。

この技術がどのように機能するかを見てみましょう。

地球物理学的分析で新しい貯留層が検出されると、最初に現場の設定が必要です。すべての現場にはドリルヘッド、高圧ポンプの一連、地震モニタリング機器、配管および流量を調整するための圧力計が設置されます。まず、作業員は貯留層の深さに到達するために垂直に土壌を掘削し、次に現場の幅を横断するために水平に掘削します。岩石層が非常に堅固である場合、爆薬が井戸に降ろされて微小なひび割れを作成します。そうでない場合、既にひび割れがある場合は、高圧流体が注入されてこれらのひび割れを拡大し、岩石をより透過性にします。注入される流体は水、泡、ゲル、または窒素のような圧縮ガスです。

流体はProppantと呼ばれる樹脂、砂、またはセラミック球などの固体材料と混合され、水圧が消えたときにひび割れを開いたままにする役割を果たします。時々、天然の放射性トレーサーがフラッキング液に加えられて、ひび割れの進行を追跡します。この全プロセスは、地震計が配置された表面から監視されます。ポンプは井戸から液体を抽出し、岩石の圧力から放出されたメタンガスを取り出します。地上ではガスが液体と分離され、圧力下のタンクに保管されます。発掘廃棄物を含む液体はタンクに排出され、フィルタリングされて再利用されます。
シェールガスの生産は、その世界の気候や地球温暖化への影響の可能性から、何年もの間、激しい議論を引き起こしてきました。不運にも、使用される技術は初期段階で少量のメタンガスを環境中に放出します。さらに、以前に作成された微小なひび割れがガスを帯水層に到達させる可能性があります。フラッキング液を保持する目的で建設されたタンクは、適切に建設されていないと、地面に漏れ、帯水層に到達し、家庭用の井戸を汚染する可能性があります。

摩擦を低減し、微生物の生成を防ぐために化学物質が混合された水の消費は非常に大きいです!一般的に1つの井戸で9,000〜29,000立方メートルの水が使用され、そのうちの50%〜70%しか回収されません。追加された水の残りは周囲の土壌に漏れ、家庭用の帯水層を汚染する可能性があります。

地震のリスクは、圧縮された岩層の圧力を下げるために爆薬を使用するフラッキングのもう一つの懸念材料です。しかし、この理論を支持する確かなデータはまだ開発されていません。

多くの国、特にヨーロッパ諸国は、環境への悪影響のためにシェールガス生産を禁止しています。しかし、これらの貯留層からの抽出を妨げるもう一つの要因は、これらのサイトを開発するために必要な莫大な資金です。従来の貯留層とは異なり、シェールガスはより多くの抽出井戸を必要とし、これはより高い費用を意味し、少数の国だけがそれを負担できます。この状況は、サイトの隣にある岩の形状から名前を取ったVaca Muertaと呼ばれる貯留層を持つアルゼンチンの場合です。36,000平方キロメートルのフィールドで、308兆立方フィートの天然ガスを抽出でき、アルゼンチンを世界第2位のLNG(液化天然ガス)生産国にすることができます。Vaca Muertaの開発には年間70億〜80億ドルの投資が必要であり、国全体を横断する新しい流通ネットワークを含むプロジェクトがあります。