Gass fra svart skifer

Det er nesten utrolig å tenke på at det finnes enorme mengder naturgass i skiferformasjoner.

Den gassførende bergarten det er snakk om i USA er ikke ulik den vi bruker som gulvbelegg. Temmelig kompakte saker altså. Men ikke desto mindre er shalegass, eller skifergass på norsk, en ny, men allerede stor industri i USA.

Nå har StatoilHydro kjøpt seg inn i den gigantiske Marcellusformasjonen, som er omtrent på størrelse med Hedmark fylke, og som spenner over fire nordøstlige amerikanske stater.

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonsørinnhold

Agentisk KI: – Handler om å få KI til å utføre oppgaver og prosesser for deg nærmest av seg selv

Nytt fenomen

At det er hydrokarboner i skifer er ikke noe nytt. Under forrige oljekrise på 70-tallet var det store planer for å utvinne olje fra skifer, men de ble lagt bort da oljeprisen sank. Det ble for kostbart å utvinne oljen med gruvedrift.

Samtidig har man lenge vist at enkelte skiferformasjoner har fanget stor mengder naturgass, men det er først de siste fem årene det er blitt fart i utvinningen.

I 1995 anslo US Geological Survey at samlede skifergass reserver i USA var 2,1 TCF (trillioner kubikkfot) naturgass. Nå er dette estimatet hevet til 273 TCF. En 130-dobling på litt over ti år!

Til sammenlikning inneholder Troll omtrent 45 TCF og Ormen Lange 14 TCF.

Gamle

Den skiferen som utgjør Marcellusformasjonen er svært gammel. Den ble avsatt i Devontiden for rundt 400 millioner år siden. Den gangen var det som i dag er Nord-Amerika og Afrika presset sammen til en landmasse.

Det dyttet opp en fjellkjede i Nord-Amerika og bak denne dannet det seg et enormt innlandshav. I dette havet ble det avsatt store mengder sedimenter, noen av disse lagene ble avsatt under oksygenfattige forhold slik at det organiske materialet ble bevart. Slike bergarter blir kildebergarter for olje.

Marcellusformasjonen er en slik. Over tid ble det avsatt nye avsetninger over disse og alt ble presset nedover og det skapte de gassførende skiferlagene i dypet.

Marcellusformasjonen, som er mellom 10 og 300 meter tykk, er en av de skiferformasjonene som ble skapt i dette innlandshavet. Det samlede organiske innholdet (TCO) kommer stedvis opp i over 10 %.

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonse

Tok prosjektledelse på masternivå – fikk drømmejobben. Nå er det din tur!

Nedover

Når skiferen havnet på stadig større dyp økte temperaturen, og det organiske materialet dannet olje som mettet porene i bergarten. Store deler av Marcellusformasjonen ble begravet dypere til temperaturen steg videre til mellom 120 og 220 grader, og da ble organiske materialet og oljen brutt ned til gass.

Det meste av oljen og gassen ble presset ut av skiferen, og noe ble fanget som konvensjonell olje og gass—felt på grunnere nivå. Det var her, over Marcellus-skiferen i Pennsylvania, at oljeventyret staret i USA på slutten av 1800-tallet, og her pumpes det olje fremdeles.

Etter hvert nådde skiferen sitt maksimale dyp og prosessen stanset, nå lå skiferen gassmettet tilbake. Det er denne gassen som ble igjen, som nå produseres.

I tertiærtiden har Marcellusformasjonen blitt hevet opp omtrent 1000 meter til et mye grunnere nivå. Resultatet er at den er mye mer tilgjengelig og at den har et indre overtrykk som ennå ikke er utliknet. Begge deler er gunstige for å produsere gassen.

Tett

Når vi henter opp olje og gass fra tradisjonelle felt, slik som i Nordsjøen, borer vi produksjonsbrønnene ned i noe som ser ut som et omvent badekar. Over hydrokarbonene er en tett takbergart som hindrer dem i å unnslippe og hvor de samler seg.

I slike felter er reservoarbergarten ofte veldig porøs. Permeabiliteten måles i Darcy som forteller hvor lett gasser og væsker kan flyte gjennom. I Nordsjøen kan den være på flere Darcy. En slik stein er det mulig å blåse gjennom. Når permeabiliteten synker ned i milli-Darcy blir det vanskelig å produsere.

I de gassholdige skiferne kan permeabiliteten måles i nano-Darcy og det gjør det helt umulig å produsere gassen på tradisjonell måte. Her kan vi se på hver lille pore med gass som sin egen felle.

Mens tradisjonelle felt er om en svamp er disse skiferne omtrent som betong med rundt fem prosent gassporer i.

Fracking

For å produsere gass fra et slikt felt må bergarten sprekkes opp, gjennom en prosess som kalles fracking (fra fracture). Det bores brønner ned i formasjonen og videre 2000 til 4000 meter horisontalt gjennom skiferen. I motsetning til tradisjonelle olje og gassfelt må det bores svært tett og det trengs rundt 3 brønner for hver kvadratkilometer.

Det planlegges mellom 13 500 og 17 000 brønner, som hver koster rundt 3.5 millioner dollar.

Når brønnen er klar så blir hullet fylt med en blanding av vann, sand og litt ”lurium”, og så settes det på et voldsomt trykk. Trykket i bergarten kommer opp i over 350 bar og oppsprekningstrykket må ligge en del over dette.

Resultatet er omtrent som å pumpe et reservoar inn i bergarten slik at den åpnes opp. For å etablere produksjonen vil det bli boret med 50 parallelle rigger i mange år fremover.

Naturen har utstyrt Marcellusformasjonen med lokk av kalkstein både over og under som gjør at energien som tilføres gjennom frackingen ikke unnslipper.

Stor produksjon

Når en gassbrønn er klar vil den produsere typisk 40 % av gassen i løpet av det første fem årene, med rask fallende produksjon, også vil de resterende 60% bli produsert over cirka 60 år med lav men stabil produksjon.

Erfaringer fra Barnett indikerer at en brønn der typisk gir i overkant av 2,6 milliarder kubikkfot gass over levetiden.

Etter 2020 vil StatoilHydros andel av den planlagte produksjonen fra Marcellusformasjonen komme opp i 200 000 fat oljeekvivalenter per døgn.

Kilde: Erling Vågnes, StatoilHydro