Konvencionális és nem-konvencionális szénhidrogén kitermelő eljárások és várható szerepük az energiaellátásban
- PÁPAY JÓZSEF MTA „Energetika és Környezet” Albizottság Ankét Budapest, 2015, március 26,
ALAPIRODALOM -előadás minden forrása itt megtalálható• BP:2014. Statistical Review of World Energy-2015 • ExxonMobil.2015. Statistic for Energy:A View to 2040 • • •
•
• •
•
IEA:2014 (International Energy Agency) Data EIA-USA:2013-2014 (Energy Information Administration) Data Pápay J.: 2003. Development of Petroleum Reservoirs -Theory and Practice. Hungary. Akadémiai Kiadó. pp.(1-940). www.akademiaikiado.hu Pápay J.: 2013. Exploitation of Unconventional Petroleum Accumulations -Theory and Practice. Hungary. Akadémiai Kiadó.pp(1361). www.akademiaikiado.hu Pápay J.: 2014 Könnyűolaj termelése tömött kőzetekből. Kőolaj és Földgáz. 6. szám pp.1-6 Pápay J.: 2014. Exploitation of Tight Oil Plays. NAFTA-Croatia. (3) pp.231-237. Internet.
Előadás vázlata
•
Művelési eljárások osztályozásának alapja
•
Művelési módszerek és a kihozatali tényező
•
USA (és Kanada) várható szénhidrogén termelése
•
Készletellátottság, költségek és CH szerepe az energiaellátásban
•
Összefoglalás
Kőolaj és földgáztermelés jelentősége
• Összes energia ellátásban a részarány 2013-ban (%) (BP-2014) : - kőolaj 33 - földgáz 24 - kőszén 30 • Iparág jelentősége 2014 évi adatok alapján: (SPE President 2015 -Helge Hove Haldorsen) - 14.7 millió m³/d szénhidrogén folyadékot termeltek ebből12 millió m³/d az olaj; - 9.2 milliárd m³/d volt a földgáztermelés; - 83000 kutat fúrtak; -1000 milliárd USD volt a beruházás
Mobilitás és költség összefüggése
Pápay J.-2013-14
Pápay J.-2003
Pápay J.-2013
Pápay J.-2013
Előadás vázlata
•
Művelési eljárások osztályozásának alapja
•
Művelési módszerek és a kihozatali tényező
•
USA (és Kanada) várható szénhidrogén termelése
•
Készletellátottság, költségek és CH szerepe az energiaellátásban
•
Összefoglalás
Konvencionális olajtelepek művelésének osztályozása
Természetes rétegenerElsődleges művelés
Mesterséges fluidumkiemelés
Rétegserkentés
Termelésszabályozás Kútsűrítés Vízszintes kutak stb.
Savazás Repesztés stb.
Beáramlási profil szabályozása Polimerek Gélek stb.
Víz vagy gázbesajtolással Másodlagos művelés történő kiszorítás
Vízelárasztás
és/vagy
nem elegyedő gázelárasztás Nyomás-fenntartás (WAG*)
Magas technikai szinHarmadlagos művelés
Elegyedő gáz Szénhidrogén CO2 N2 Füst gáz Levegő WAG * stb. * Váltakozó, víz-gáz besajtolás
Termikus Gőz-ciklikus kúttalpkezelés Gőzelárasztás Meleg víz Föld alatti égetés Elektromágneses stb.
Kémiai Polimer Micellar-polimer Lúgos Hab stb.
Egyéb Mikrobiológia stb.
Fokozottan javított művelési eljárás (EOR)
vonalat igénylő eljárások
Javított művelési eljárás (IOR) - külső energia alkalmazása
Felszálló termelés
Módosított kútproduktivitás
Klasszikus művelési eljárás
Eredeti kútproduktivitás
Természetes energiával történő művelés
giával való termelés
Pápay J.1997-2003
Konvencionális gáztelepek művelésének osztályozása
Rétegenergiával Elsődleges művelés való termelés
Eredeti kútproduktivitás
Módosított kútproduktivitás
Termelésszabályozás Kútsűrítés Vízszintes kút stb.
Rétegserkentés
Beáramlási profil módosítás
Savazás Repesztés stb.
Polimerek Gélek stb.
Javított (IGR) vagy fokozottan javított (EGR) művelési eljárások
Külső energia bevezetése
gázkihozatal növelés
kondenzátum kihoz. növelés
kondenzátum és gázkihoz. növel.
forszírozott gáztermelés, inert gáz- vagy vízbesajtolás, víztermelés
gázkeringetés ( vízbesajtolás)
inert gáz (vagy víz) besajtolás
földalatti gáztárolás nagy ütemű gázbesajtolás és termelés
Pápay J.1997-2003
Nem konvencionális olajtermelési módszerek
Olajhomok - bitumen
Bányászat
In situ termelés
- homokmentes - homokkal
Bányászat
In situ termelés
Könnyűolaj term. tömött kőzetből (k<0.1mD)
Természetes energia (repesztés)
- felszíni - földalatti
- felszíni
Réteghőm. olaj termelése
Olajpala
Termikus
- ciklikus gőz - gőzelárasztás - SAGD - kombinált - stb.
Nyomás fenntartás ? Elegyedő gáz vagy folyadék ?
Egyéb (kutatási fázis)
-VAPEX -Égetés függ. és vízszint. kút segítségével -kombinációs -stb.
kidolgozott kutatási fázis
Pápay J.-2013-14
4.ábra
Nem konvenc. gáz kiterm. eljárások
Széntelepek gáza - repesztés (természet.energia) - repesztés(inertgáz besajtol.?)
Kis áteresztőképes. kőzetek
Palagáz ( ~ 0.001- 0.0001mD)
Tömött kőzet gáza (<0.1 mD)
- repesztés(természet.energia) - repesztés(inertgáz besajtol.?)
- repesztés(természet.energyia) - repesztés(inertgáz besajtol.?)
Gáz hidrátok
- nyomáscsök. - inhibitor besaj. - hőbevitel - kombinációs
kidolgozott fejlesztés alatt (kisérletek)
Pápay J.-2013 Figure 5
14
Internet .-2009.11.27
Letcher T.M.-2028
J., Pápay
16
Internet -2011,11.27.
Planned fracture
Actual flow
h
Unstimulated matrix 1
rw
3D View
2
3
6
7
8
7 8 5 6 1 2 3 4
y
x
SRV2
SRV1
Figure a
Afterflow
Figure c Existed and/or stimulated fracture net
Theoretical flow SRV
Horizontal well
Unstimulated matrix Afterflow
1
2
3
≈
6
Plan View
7
8
Main fracture "plain"
Figure d
Horizontal well in a shale gas reservoir Figure b
Pápay J.-2013
Bekwith R.-JPT-2012 Febr.
Szénhidrogén felhalmozások kihozatali tényezője Konvencionális ( %) Jelenlegi
Várható (maximum)
Olaj
33-35*
45-50*
Gáz
75-80*
75-80*
Nem konvencionális (%) Nehéz olaj & olaj-homok Olajpala Tömött kőzet könnyű olaja CBM Tömött kőzetek gáza
Palagáz Hidrát
(9-32) ** ill. (12-17)*** 0? 3-7 (min:1-max:10) *****
? ? ?
20-60****
?
10-50****
?
6-50****
?
0?
?
Note: * world average; ** USGS (2003); ***Soniere A., Lantz F. (2007); **** data of US ***** (EIA-2013)
Pápay J.-2011-14
Előadás vázlata
•
Művelési eljárások osztályozásának alapja
•
Művelési módszerek és a kihozatali tényező
•
USA (és Kanada) várható szénhidrogén termelése
•
Készletellátottság, költségek és CH szerepe az energiaellátásban
•
Összefoglalás
USA igazolt készletellátottsága- BP(2014)
olaj 12.1 év gáz 13.6 év
Sieminski A.-2013
Sieminski A.-2013
Sieminski A.-2013
Sieminski A.-2013
Sieminski A.-2013
Conventional
Hughes J.D.-2014 internet
Előadás vázlata
•
Művelési eljárások osztályozásának alapja
•
Művelési módszerek és a kihozatali tényező
•
USA (és Kanada) várható szénhidrogén termelése
•
Készletellátottság, költségek és CH szerepe az energiaellátásban
•
Összefoglalás
Pápay J 2011.-2013
Pápay J.-2013
Forrest J.-2011-NPC-USA
Földgáz termelési költségei - IEA 2013
Típus
Intervallum (USD/MMBtu)
Átlag (USD/MMBtu)
Kitermelt
1-8
4.5
Konvencionális
0.1-9
4.5
CBM
3-8
5.5
Tömött kőzetek
3-9
6
Pala gáz
3-10
6.5
Savanyú gázok
2-11
6.5
Artikus
4-12
8
Nagymélységű tengeri
5-11
8
Földgáz ára (USD/MMBtu) - BP(2014) Év
Japán
Németo.
LNG
import gáz
4.72
2.89
2.71
4.23
3.75
1
4.64
3.66
3.17
4.07
3.61
2
4.27
3.23
2.37
3.33
2.57
3
4.77
4.06
3.33
5.63
4.83
4
5.18
4.32
4.46
5.85
5.03
2005
6.05
5.88
7.38
8.79
7.25
6
7.14
7.85
7.87
6.76
5.83
7
7.73
8.03
6.01
6.95
6.17
8
12.51
11.56
10.79
8.85
7.99
9
9.06
8.52
4.85
3.89
3.38
2010
10.91
8.01
6.56
4.39
3.69
1
14.73
10.48
9.04
4.01
3.47
2
16.75
11.03
9.46
2.76
2.27
3
16.17
10.72
10.63
3.71
2.97
2000
UK
USA
Kanada
Földünk szénhidrogén folyadék termelésének forrás szerinti megoszlása % (ExxonMobil-2014)
•
Év
•
Művelés alatt álló konvenc. telep (kőolaj és kondenzátum)
•
2014
2040
69
27
Új konvencionális telepek (kőolaj és kondenzátum)
0
28
•
Nagymélységű víz - konvencionális telepek
8
10
•
Olajhomok
3
7
•
Tömött kőzetek könnyű olaja
4
8
•
Földgáz frakcionálás –komponensek
12
15
•
Biotüzelő anyagok
3
3
•
Egyéb
1
2
Energiafajták várható megoszlása -ExxonMobil-2015
év
olaj %
gáz %
szén %
atom %
biomassz. %
vízienerg.
Egyéb
%
megúj. %
2010
34
22
26
5
9
2
1
2025
32
24
25
6
8
2
3
2040
32
26
19
8
8
3
4
Előadás vázlata
•
Művelési eljárások osztályozásának alapja
•
Művelési módszerek és a kihozatali tényező
•
USA (és Kanada) várható szénhidrogén termelése
•
Készletellátottság, költségek és CH szerepe az energiaellátásban
•
Összefoglalás
• Kőolaj és földgáz művelési eljárások egységes szemléletben kerültek ismertetésre; • Nem konvencionális felhalmozódások esetén az olaj-homok ill. extra nehézolaj kivételével (még) a természetes energiás művelés a meghatározó, ezért a kihozatali tényező értéke kicsi ill. moderált; • Észak-Amerika legalább 15-25 év előnnyel rendelkezik a nem konvencionális művelési eljárások területén. A technológia adaptálása csak előkészítő, fejlesztő, a helyi geológiai és tároló tulajdonságokat figyelembevevő kutatómunkával lehet sikeres; • A nem-konvencionális művelési módszerek szerepe várhatóan jelentős, és a segítségükkel a helyettesítő forrásokra való tervszerű, hatékony áttérés megoldódhat;
Energia és geopolitika 2005 május 11 MTA és a Központi Bányászati Múzeum közös rendezésében megtartott konferencián („Bányászat: múlt és a jövő”) adtam egy átfogó képet erről a témapontról is. Az előadásom címe: Kőolaj és földgáz termelés a XXI században. Ezzel a címmel az előadás több szakmai folyóiratban is megjelent : Kőolaj és Földgáz: 2006/3.szám Energiagazdálkodás: 2006/2 és 3. szám Földtani Közlöny: 2007/ 137
Köszönöm, hogy meghallgattak
