Contenuto
- Cos'è Utica Shale?
- Il Marcello era l'atto di apertura
- Quanto è profonda la Utica Shale?
- Spessore di Utica Shale
- Contenuto organico di Utica Shale
- Conodont Alteration Index of Utica Shale
- Valutazione delle risorse petrolifere e del gas USGS
- Utica Shale nell'Ohio orientale
- Utica Shale in Pennsylvania
- Sviluppo futuro di Utica Shale
Figura 1: L'area verde su questa mappa segna l'estensione geografica di Utica Shale. In questa estensione sono incluse due unità rocciose lateralmente equivalenti: l'Antes Shale della Pennsylvania centrale e la Point Pleasant Formation dell'Ohio e la Pennsylvania occidentale. Queste rocce si estendono sotto diversi stati degli Stati Uniti, parte del lago Erie, parte del lago Ontario e parte dell'Ontario, in Canada. Se sviluppato in questa misura, il gioco del gas Utica Shale sarà più ampio di qualsiasi campo di gas naturale conosciuto oggi.
La sottile linea gialla sulla mappa delinea l'estensione geografica del Marcellus Shale Gas Play. Questa mappa dimostra chiaramente che Utica Shale ha un'estensione geografica molto maggiore di Marcellus Shale.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati forniti dalla Energy Information Administration e dagli Stati Uniti Geological Survey.
Cos'è Utica Shale?
Lo scisto di Utica è uno scisto nero, calcareo e ricco di sostanze organiche dell'età medio-ordinica che sta alla base di porzioni significative di Ohio, Pennsylvania, Virginia Occidentale, New York, Quebec e altre parti del Nord America orientale (vedi Figura 1). Nel sottosuolo, Utica Shale si trova a poche migliaia di piedi sotto il Marcellus Shale, che è diventato ampiamente noto come una fonte di gas naturale (vedi Figura 2).
Utica Shale sta attualmente ricevendo molta attenzione perché sta producendo grandi quantità di gas naturale, liquidi di gas naturale e petrolio greggio in pozzi perforati nell'Ohio orientale e nella Pennsylvania occidentale. Le indagini geologiche degli Stati Uniti indicano che le risorse non convenzionali, tecnicamente recuperabili e da scoprire, indicano che Utica Shale contiene circa 38 trilioni di metri cubi di gas naturale, circa 940 milioni di barili di petrolio e 208 milioni di barili di liquidi di gas naturale.
I geologi hanno a lungo considerato l'utica scisto come una roccia di origine petrolifera e di gas naturale. Il gas naturale e il petrolio generati nello scisto di Utica sono migrati verso l'alto e sono prodotti da bacini idrici nelle unità rocciose sovrastanti. Una quantità ancora maggiore di petrolio e gas naturale è ancora intrappolata nello scisto di Utica.
Utica Shale non è stato ampiamente sviluppato per due motivi: 1) la sua grande profondità su gran parte della sua estensione geografica e, 2) la sua limitata capacità di produrre gas e petrolio in un pozzo a causa della sua bassa permeabilità. Questo sta iniziando a cambiare poiché la perforazione orizzontale e la fratturazione idraulica vengono utilizzate per stimolare la produzione. Questi metodi non erano ampiamente utilizzati in Utica Shale prima del 2010.
Figura 1a: Questa mappa mostra un esempio dell'altissima densità di perforazione dei pozzi orizzontali nella parte orientale dell'Ohio dell'utica scisto. Ci deve essere un "punto debole" laggiù!
Relazionato: Ulteriori informazioni sui diritti minerali
Il Marcello era l'atto di apertura
Il Marcellus Shale è un'altra unità rocciosa ricca di organici che storicamente ha attratto un interesse commerciale limitato a causa della sua bassa permeabilità. Tuttavia, ciò è cambiato nel 2003 quando Range Resources ha iniziato a perforare pozzi produttivi nel Marcellus utilizzando tecnologie di perforazione orizzontale e fratturazione idraulica. Questi metodi hanno risolto il problema della bassa permeabilità e hanno prodotto fratture che hanno permesso ai fluidi di fluire attraverso l'unità rocciosa e penetrare in un pozzo.
Ora, solo pochi anni dopo, il Marcellus Shale è diventato uno dei più grandi giacimenti di gas naturale del mondo, e Utica Shale - situato a poche migliaia di piedi sotto il Marcellus - è diventato un nuovo obiettivo di perforazione.
Il potenziale di petrolio e gas naturale di Utica Shale non è del tutto chiaro. È stato perforato seriamente solo nell'Ohio orientale dal 2010 (vedi Figura 1a). Tuttavia, sta già diventando un importante produttore di petrolio, gas naturale e liquidi di gas naturale. È geograficamente più esteso del Marcellus (vedi Figura 1), è più spesso del Marcellus (vedi Figura 6) e ha già dimostrato la sua capacità di produrre quantità commerciali di gas naturale, liquidi di gas naturale e petrolio greggio.
In questo momento è impossibile dire esattamente quanto potrebbe essere grande la risorsa di Utica Shale perché è stata perforata leggermente nella Pennsylvania occidentale e nelle St. Lawrence Lowlands del Quebec, in Canada. Nella Pennsylvania centrale, dove Utica è in profondità sotto il Marcello, è praticamente non testato con perforazioni orizzontali e fratture idrauliche. Test limitati suggeriscono che Utica Shale sarà un'enorme risorsa di combustibili fossili.
Figura 2: Sequenza stratigrafica generalizzata delle unità rocciose che circondano il
Utica Shale e Marcellus Shale. Utica e Marcello sono così geograficamente estesi che è impossibile presentare una sequenza stratigrafica che sarebbe corretta in tutte le aree. Questo diagramma presenta una sequenza generalizzata di rocce che potrebbero essere presenti nella Pennsylvania centrale e occidentale. Immagine di.
Quanto è profonda la Utica Shale?
Utica Shale è molto più profonda di Marcellus. La mappa altimetrica di Utica Shale (mostrata nella Figura 3 nella colonna di destra di questa pagina) ha linee di contorno che mostrano l'elevazione della base di Utica Shale in piedi sotto il livello del mare. In alcune parti della Pennsylvania, Utica Shale può essere oltre due miglia sotto il livello del mare. Tuttavia, la profondità della Utica Shale diminuisce a ovest in Ohio e a nord-ovest sotto i Grandi Laghi e in Canada. In queste aree l'Urica Shale sale a meno di 2000 piedi sotto il livello del mare. Oltre alle potenziali aree rocciose di origine, Utica Shale sale sulla superficie terrestre e può essere vista in affioramento. Una foto di affioramento di Utica Shale vicino alla città di Donnacona, Quebec, Canada, è mostrata nella Figura 4.
La maggior parte delle principali unità rocciose nel bacino degli Appalachi sono più spesse ad est e sottili verso ovest. Le unità rocciose che si verificano tra Marcellus Shale e Utica Shale seguono questa tendenza. Nella Pennsylvania centrale, Utica può essere fino a 7000 piedi al di sotto del Marcellus Shale, ma quella differenza di profondità diminuisce a ovest. Nell'Ohio orientale l'Utica può trovarsi a meno di 3000 piedi sotto il Marcello.
Queste relazioni di profondità di Utica Shale e Marcellus Shale sono mostrate nelle sezioni trasversali generalizzate mostrate sotto come Figura 5a e Figura 5b.
Figura 3: Altezza approssimativa per la base del Utica Shale (cima dei calcari Trenton / Black River). Le quote mostrate sulla mappa sono piedi sotto il livello del mare.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati forniti dalla Energy Information Administration, dagli Stati Uniti Geological Survey e dalla Pennsylvania Geological Survey.
Figura 5a: La sezione trasversale sopra mostra la posizione del sottosuolo del Marcellus Shale, Utica Shale e la roccia del seminterrato continentale. La linea della sezione trasversale viene mostrata come linea A-B sulla mappa dell'inserto. Si noti che Utica Shale si trova a circa 2000 piedi sotto il Marcellus sotto l'Ohio orientale, ma circa 6000 piedi sotto il Marcellus nella Pennsylvania centro-meridionale. Si noti inoltre che la roccia potenziale fonte di Marcellus Shale non si estende fino in Ohio quanto l'Uttica.
Questa sezione trasversale è stata compilata utilizzando i dati forniti dalla Energy Information Administration, dagli Stati Uniti Geological Survey, dalla Pennsylvania Geological Survey e dal Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti.
Figura 4: Fotografia di Utica Shale vicino alla città di Donnacona, Quebec, Canada. I letti scuri sono scisti, i letti chiari sono in pietra calcarea. Parte del colore scuro nell'Urica Shale deriva dalla materia organica. Viene mostrata una penna per la scala. Immagine e didascalia del National Energy Board of Canada; da A Primer for Understanding Canadian Shale Gas.
Figura 5b: La sezione trasversale sopra mostra la posizione del sottosuolo del Marcellus Shale, Utica Shale e la roccia del seminterrato continentale. La linea della sezione trasversale viene mostrata come linea A-B sulla mappa dell'inserto. Si noti che Utica Shale si trova a circa 1800 piedi al di sotto del Marcello sotto New York occidentale, ma a circa 5000 piedi al di sotto del Marcello nella Pennsylvania centro-meridionale. Si noti inoltre che il potenziale rock di Marcellus Shale non si estende fino a New York come l'Uttica.
Questa sezione trasversale è stata compilata utilizzando i dati forniti dalla Energy Information Administration, dagli Stati Uniti Geological Survey, dalla Pennsylvania Geological Survey e dal Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti.
Figura 6: Mappa dello spessore delle rocce presenti tra la cima dei gruppi Trenton / Black River e la cima dell' Utica Shale. In alcune aree, Point Pleasant Shale e Antes Shale sono inclusi in questo spessore.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati forniti dalla Energy Information Administration e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
Spessore di Utica Shale
Lo spessore di Utica Shale è variabile. Per gran parte della sua estensione, varia in spessore da meno di 100 piedi a oltre 500 piedi. Le aree più spesse si trovano sul lato orientale della sua estensione e generalmente si assottiglia a nord-ovest. Una figura dello spessore di Utica Shale è mostrata nella Figura 6. Sebbene lo spessore di un'unità rocciosa sia importante nel determinare il suo potenziale di petrolio e gas, il contenuto organico, la maturità termica e altre caratteristiche devono essere tutti favorevoli.
Contenuto organico di Utica Shale
Utica Shale è un'unità rock ricca di prodotti biologici. Gli organici sono ciò che gli conferisce un colore da grigio scuro a nero - e potenziale idrocarburico. La quantità di materiale organico nello scisto varia durante la sua estensione e varia anche verticalmente all'interno dell'unità rocciosa.
Una mappa della variazione regionale del carbonio organico totale è mostrata nella Figura 7. Il contenuto di carbonio organico è generalmente più alto al centro dell'estensione delle unità rocciose e diminuisce verso i suoi margini.
Figura 7: Contenuto di carbonio organico totale di Utica Shale e rocce equivalenti (percentuale in peso). Questa mappa mostra che il contenuto totale di carbonio organico è più alto (maggiore del 3%) nel centro approssimativo dell'estensione geografica. Valori elevati di carbonio organico totale sono spesso correlati con un elevato potenziale di generazione di petrolio e gas naturale.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Figura 10: Conodont Alteration Index Mappa di Utica Shale e rocce equivalenti. Il CAI è correlato alla maturità termica delle rocce. I valori CAI tra 1 e 2 sono normalmente associati alla presenza di petrolio greggio, mentre i CAI tra 2 e 5 sono normalmente associati alla presenza di gas naturale.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Figura 8: Esempi di alterazione del colore nei fossili di conodonti. Immagine di USGS.
Conodont Alteration Index of Utica Shale
I conodonti sono microfossili di animali simili ad anguille che vivevano in ambienti marini dal periodo Cambriano al Triassico. Sono composti da fosfato di calcio e hanno dimensioni comprese tra circa 0,2 e 6 millimetri. (Vedi Figura 8.) Sono utili per determinare l'età di un'unità di roccia e correlare le unità di roccia da una posizione all'altra.
Quando riscaldati, i conodonti cambiano colore attraverso la sequenza mostrata nella Figura 9, in base alla temperatura delle rocce circostanti. Questo cambiamento di colore progressivo è stato collegato alle temperature delle rocce dall'indice di alterazione conodont (o "CAI"). La progressione del colore non è reversibile e registra la temperatura massima alla quale le rocce sono state riscaldate.
Quando le rocce vengono riscaldate, i materiali organici nelle rocce vengono modificati dall'aumento della temperatura. A un CAI di 1, i materiali organici nelle rocce producono petrolio greggio. A un CAI di 2, il petrolio sta iniziando a convertirsi in gas naturale.
Il significato di Utica Shale CAI è mostrato sulla mappa in Figura 10. L'area tra CAI 1 e CAI 2 è dove è probabile che si trovi petrolio greggio in Utica Shale. Laddove il CAI è maggiore di 2, è probabile che il gas naturale sia l'idrocarburo dominante.
Figura 11: Posizione delle unità di valutazione di petrolio e gas per lo scisto di Utica determinata dall'indagine geologica degli Stati Uniti. L'area in verde è dove è probabile che i pozzi incontrino petrolio greggio. L'area in rosa è dove il gas naturale è probabilmente l'idrocarburo dominante.
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Valutazione delle risorse petrolifere e del gas USGS
Nel settembre 2012, l'indagine geologica degli Stati Uniti ha pubblicato un "Valutazione delle risorse di petrolio e gas non ancora scoperte dell'ordinista Utica Shale della provincia del bacino degli Appalachi, 2012".
Hanno identificato due unità di valutazione in Utica Shale. Le aree geografiche coperte da queste unità sono mostrate sulla mappa nella Figura 11. La loro unità di valutazione del gas di scisto Utica (Gas AU) è definita in cui la maturità termica della materia organica è maggiore di un CAI di 2 e dove il carbonio organico totale è maggiore dell'1 percento in peso.
L'unità di valutazione dell'olio di scisto di Utica (Oil AU) è definita in cui la maturità termica della sostanza organica è maggiore di CAI di 1 ma inferiore a un CAI di 2 e dove il carbonio organico totale è maggiore dell'1 percento in peso.
Figura 12: Utica Shale USGS "punti dolci". Questa mappa mostra le aree ottimali previste per lo sviluppo di Utica Shale secondo la valutazione USGS del 2012. In generale, queste aree sono dove il contenuto di carbonio organico totale (TOC) di Utica Shale è elevato. (Vedere la Figura 7 per la mappa TOC.)
Questa mappa è stata compilata utilizzando i dati dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
Figura 7: Permessi di perforazione di Utica Shale rilasciati in Ohio tra settembre 2010 e ottobre 2013. Grafico preparato utilizzando i dati del Dipartimento delle risorse naturali dell'Ohio.
Utica Shale nell'Ohio orientale
La maggior parte dell'attività di perforazione nell'Ustica Shale si è verificata nell'Ohio orientale. Questa area geografica ha attirato l'interesse per una serie di motivi che includono: 1) l'utica scisto è solo da poche migliaia a diverse migliaia di piedi sotto la superficie; e, 2) i pozzi perforati nello scisto di Utica producevano quantità significative di liquidi di gas naturale e petrolio greggio. Dal 2010 le compagnie petrolifere e del gas naturale hanno speso miliardi di dollari acquisendo la superficie di Utica Shale nell'Ohio orientale e perforando pozzi.
Le sezioni trasversali generalizzate per Utica e Marcellus Shale mostrate sopra come Figure 5a e 5b illustrano il motivo per cui l'Utica è in fase di sviluppo in alcune parti dell'Ohio e del Canada invece del Marcellus.
Laddove la sezione 5a attraversa il confine tra Pennsylvania e Ohio, la Marcellus Shale si trova sopra l'Uttica ed è preferibilmente perforata perché è un bersaglio più superficiale. Tuttavia, la parte produttiva di Marcellus Shale non si estende nell'Ohio centrale, ma Utica Shale lo fa. In quelle aree Utica Shale è a meno di un miglio sotto la superficie.
Utica Shale si sta dimostrando ricca di petrolio e liquidi di gas naturale. Su una base di energia equivalente, questi pozzi valgono significativamente più dei pozzi che producono solo gas naturale. Il Dipartimento delle risorse naturali dell'Ohio stima un potenziale recuperabile di Utica Shale tra 1,3 e 5,5 miliardi di barili di petrolio e tra 3,8 e 15,7 trilioni di piedi cubi di gas naturale. Le aziende interessate alla perforazione di Utica Shale hanno inondato ODNR con domande di autorizzazione (vedi tabella).
I comunicati stampa di Chesapeake Energy hanno riportato diversi pozzi con tassi di picco di oltre cinque milioni di piedi cubi di gas naturale al giorno insieme a centinaia o migliaia di barili di liquidi di gas naturale. L'ottimismo basato su questi risultati di perforazione ha spinto Chesapeake a sostenere che i loro beni Utica Shale hanno aggiunto oltre $ 15 miliardi di valore alla società.
Questa è una valutazione di almeno $ 12.000 per acro!
Avendo ottenuto risultati positivi dalle recenti attività di perforazione nell'est dell'Ohio, Chesapeake sta annunciando la scoperta di un nuovo importante gioco ricco di liquidi nell'Ustica Shale. Sulla base della sua ricerca geoscientifica, petrofisica e ingegneristica proprietaria negli ultimi due anni e dei risultati di sei pozzi orizzontali e nove verticali che ha perforato, Chesapeake ritiene che i suoi acri di locazione netti da 1,25 milioni netti leader del settore nel gioco Utica Shale potrebbero valere $ 15 - $ 20 miliardi di valore aggiunto per l'azienda.Utica Shale in Pennsylvania
La maggior parte dell'attività di perforazione dello scisto in Pennsylvania ha preso di mira Marcellus Shale, che si trova sopra Utica Shale. In alcune parti della Pennsylvania il Marcellus Shale si trova immediatamente sopra il calcare di Onondaga. Utica Shale si trova sotto l'Onondaga. Perché è significativo? Ecco una citazione dal sito web del Dipartimento di protezione ambientale della Pennsylvania che spiega:
"Il tuo petrolio o gas potrebbe essere prodotto o catturato da un pozzo al di fuori dei confini del tratto di proprietà. In effetti, la tua unica protezione è se la tua proprietà di petrolio o gas è soggetta alla legge sulla conservazione di petrolio e gas, 58 PS § 401.1 e seguenti. Se quindi, il gas sulla tua proprietà potrebbe essere incluso in un ordine di raggruppamento o raggruppamento emesso dal Commonwealth per volere di un produttore su un tratto vicino. Tale operatore dovrebbe quindi pagarti una royalty di produzione in base alla tua quota proporzionale del produzione dal pozzo, a seconda della parte del tratto che si ritiene contribuisca al pool di pozzi. Questa legge si applica ai pozzi di petrolio o gas che penetrano nell'orizzonte di Onondaga e sono profondi più di 3.800 piedi. "Video intervista: Potenziale di altre formazioni di scisto gassoso negli Stati Uniti nord-orientali. Il geologo della Pennsylvania State University, Dr. Terry Engelder, descrive i risultati di perforazione storici e recenti per Utica Shale.
Sviluppo futuro di Utica Shale
Due importanti sfide per lo sviluppo di Utica Shale in Pennsylvania sono la sua profondità significativa e la mancanza di informazioni. Nelle aree in cui è presente Marcellus Shale, Utica Shale sarà probabilmente una risorsa di un futuro lontano. Il Marcellus Shale è meno costoso da sviluppare e le aziende si concentreranno su di esso prima di puntare su un obiettivo più profondo con un payoff incerto.
Tuttavia, nelle aree in cui è stato sviluppato Marcellus Shale, Utica avrà un vantaggio infrastrutturale. Piattaforme di perforazione, strade, condutture, sistemi di raccolta, lavori di rilevamento, dati di preparazione dei permessi e relazioni con i proprietari terrieri potrebbero essere ancora utili per lo sviluppo di Utica Shale.
Utica Shale è alla base di parti del lago Erie e del lago Ontario. Queste aree probabilmente contengono gas naturale. È possibile che la perforazione offshore avvenga nei laghi in un futuro molto lontano.
Video intervista: Potenziale di altre formazioni di scisto gassoso negli Stati Uniti nord-orientali. Il geologo della Pennsylvania State University, Dr. Terry Engelder, descrive i risultati di perforazione storici e recenti per Utica Shale.
Frattura idraulica: Video di Questerre Energy che spiega come verranno utilizzate la fratturazione idraulica e la perforazione orizzontale per sviluppare Utica Shale in Quebec, Canada.
Frattura idraulica: Video di Questerre Energy che spiega come verranno utilizzate la fratturazione idraulica e la perforazione orizzontale per sviluppare Utica Shale in Quebec, Canada.