MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV GEOLOGICKÝCH VĚD Diplomová práce Brno 2013 Lenka Angelika Tichá
MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV GEOLOGICKÝCH VĚD Ekonomické a environmentální aspekty těžební otvírky a těžby břidličného plynu na území jižní Moravy Diplomová práce Bc. Lenka Angelika Tichá
Vedoucí práce: Bibliografický záznam doc. RNDr. Slavomír Nehyba, Dr. Autor: Bc. Lenka Angelika Tichá Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Ústav geologických věd Název práce: Ekonomické a environmentální aspekty těžební otvírky a těžby břidličného plynu na jižní Moravě Studijní program: Navazující magisterské kombinované studium Studijní obor: Geologie Vedoucí práce: Doc. RNDr. Slavomír Nehyba, Dr. Akademický rok: 2012/2013 Počet stran: 67 Klíčová slova: břidličný plyn; nekonvenční ložiska, mikulovské slínovce; hydraulické štěpení, výpočet zásob
Bibliographic Entry Author: Bc. Lenka Angelika Tichá Faculty of Science, Masaryk University Department of geological science Title of Thesis: Mining opening and shale gas extraction and its economic and environmental aspects in South Moravia Degree programme: Master combined study Field of study: Geology Supervisor: Doc. RNDr. Slavomír Nehyba, Dr. Academic year: 2012/2013 Number of Pages: 67 Keywords: Shale gas, unconventional resources, Mikulov marls, hydraulic fracturing, economical costs of drilling
Abstrakt Diplomová práce se zaměřuje na nekonvenční ložiska zemního plynu. Hlavním cílem bylo vyhodnotit geologickou stavbu v místě plánovaného vrtu, dále pak vyčíslit ekonomické náklady spojené s vrtáním a závěrem zhodnotit ekologické dopady na okolní životní prostředí. Jako zájmový horizont pro těžbu břidličného plynu byly zvoleny mikulovské slínovce. Pilotní vrt je lokalizován v blízkosti zlikvidovaného vrtu Kobylí 1 v oblasti nikolčicko-kurdějovského hřbetu. V místě se vyskytují příkrovové jednotky Západních Karpat, které jsou mocné přes 3 km, při jejich bázi je do nich často zakomponována i část miocenních až paleogenních sedimentů. Mocnost zájmových mikulovských slínovců se v místě vrtu předpokládá minimálně 1 500 m. Jako nadložní těsnicí horizont se předpokládá podmenilitové a menilitové souvrství příkrovových jednotek a také jílovité polohy v rámci ždánicko-hustopečského souvrství. V zájmové oblasti je podloží tvořeno zejména svrchnokarbonskými sedimenty. Na základě výsledků diplomové práce lze předpokládat existence zásob břidličného plynu ve stokové oblasti jednoho horizontálního vrtu v objemu cca 63,5 mil. m 3. Jako optimální byla navržena varianta horizontálního vrtu o celkové délce 5 300 m, který bude pro těžební činnost intenzifikován hydraulickým štěpením. Pro přesné umístění polohy horizontální části bude vyhlouben pilotní předvrt (PW). Těžení předpokládaného břidlicového plynu se předpokládá v drenážní zóně tvořící válec o průměru cca 140 m. Z hlediska environmentálních vlivů byla posuzována jednotlivé stádia těžby a dotčené složky životního prostředí. Jako největší riziko byla vyhodnocena kontaminace podzemních vod spojená s vrtnými pracemi a dále možná netěsnost nadložních horizontů a umožnění migrace štěpících složek a metanu do nadloží. Tyto dva aspekty je třeba bedlivě hodnotit a volbou správné technologie vrtání, cementačních směsí a hloubky štěpení předcházet vzniku nebezpečných situací.
Abstract Diploma thesis deals with unconventional resources of natural gas. The main goal was to evaluate geological structure in the area of projected well, to calculate economical costs of drilling and to predict ecological impacts to the nature. As the main point of interest were Mikulov marls chosen. The pilot well localization is close to the plugged and abandoned well Kobylí-1 in the geological area of Nikolčice-Kurdějov ridge. The flysch nappes of Western Carpathians are presented in the area of interest. Their thickness is higher than 3 kilometers. At the basis are very often wedged in sediments of age miocene and paleogene. The Mikulov marl minimum thickness is in the area of planned well estimated at the value of 1 500 m. The sealing is provided probably by Submenilitic and Menilitic formations of the flysch units and by clayish layers of Ždánice-Hustopeče formation. It can be supposed, at the basis of diploma thesis results, existence of unconventional natural gas resources in the volume of 63, 5 milions of cubic meters in the drainage area of one horizontal well. As the optimum variant the horizontal well intenzificated with hydraulic fracturing with total length of 5 300 m was chosen. For the best horizontal position localization of the well will be the pilot well (PW) drilled. Shale gas is predicted to be exploited from the drainage area of cylinder shape with 140 m diameter. In the environmental point of view were evaluated individual stages of exploitation process and the individual natural environments factors. As the biggest risk was evaluated underground water pollution connected with the drilling processes. The other problem can be penetrability of overlying formations and possibility of methane migration and chemical fluids used during the drilling process. It is necessary to do serious evaluation of these two aspects in every case and by choosing of the most suitable drilling technology, cementation mixtures and the depth of fracturing to try to avoid hazardous situations.
Zadání originál vložit
Poděkování Na tomto místě bych chtěla poděkovat ing. Janě Hudcové a týmu geologů z MND, a.s., kteří mi byli nápomocni při zpracování práce.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem svoji diplomovou práci vypracovala samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány. Brno 1. srpna 2013.
Obsah Word did not find any entries for your table of contents. In your document, select the words to include in the table of contents, and then on the Home tab, under Styles, click a heading style. Repeat for each heading that you want to include, and then insert the table of contents in your document. To manually create a table of contents, on the Document Elements tab, under Table of Contents, point to a style and then click the down arrow button. Click one of the styles under Manual Table of Contents, and then type the entries manually.
Seznam obrázků, tabulek a příloh Obr. 1: Poměry celkových zásob uhlovodíků v tradičních a netradičních ložiscích. Obr. 2: Vzájemný vztah obsahu uhlíku, vodíku a kyslíku v organické hmotě hornin pro základní typy kerogenu. Obr. 3: Diagram hlavních rozdílů mezi těžbou v konvenčních a nekonvenčních ložiscích. Obr. 4: Vtláčení štěpící kapaliny do vrtu leteckým motorem v roce 1950. Obr. 5: Technologie hydraulického štěpení. Obr. 6: Schematické znázornění funkce propantu po hydraulickém štěpení. Obr. 7: Rozmístění technologických součástí při hydraulickém štěpení. Obr. 8: Graf vývoje a predikce těžby jednotlivých uhlovodíků. Obr. 9: Schematická geologická mapa východního okraje českého masívu s hlavními geologickými jednotkami. Obr. 10: Před-neogenní odkrytá mapa jihovýchodních svahů ČM s vykreslením rozšíření paleozoických, mesozoických a paleogenních jednotek. Obr. 11: Stratigrafie jihovýchodních svahů ČM s vyznačením zdrojových a ložiskových hornin. Obr. 12: Stratigrafie autochtonního mesozoika severoevropské platformy. Obr. 13: Interpretace 2D seismického řezu procházející vrtem Kobylí 1 (dle MND, a.s.). Obr. 14: Poloha 2D seismického řezu procházejícího vrtem Kobylí 1. Obr. 15: Lokalizace plánovaného vrtu (PW) s vykreslením pozice interpretovaných geologických profilů, na základě kterých, byla zhodnocena místně geologická situace. Obr. 16: Lokalizace pilotního vrtu (PW) na geologickém řezu, na základě kterého, byla zhodnocena geologická situace. Obr. 17: Geologický řez, na základě kterého, byla zhodnocena geologická situace. Obr. 18: Vyhodnocení kvality mikulovských slínovců na základě parametrů TOC a S2. Obr. 19: Vzájemný vztah HI a T max v mikulovských slínovcích oblasti. Obr. 20: Změna porozity s hloubkou ve vrtu Kobylí 1. Obr. 21: Změna úhrnné aktivity gama ve vztahu k hloubce ve vrtu Kobylí 1. Tab. 1: Současný stav těžby plynu z nekonvenčních zdrojů a zemního plynu celkem s výhledem těžby do roku 2035 v USA. Tab. 2: Seznam vrtů přilehlých k místu plánovaného vrtu. Tab. 3: Hodnoty kritérií pro posuzování zdrojové horniny. Tab. 4: Předpokládaná stratigrafie pilotního vrtu (PW). Tab. 5: Statistické parametry fyzikálních vlastností mikulovských slínovců. Tab. 6: Statistické parametry fyzikálních vlastností příkrovových jednotek. Tab. 7: Plánovaný průběh těžby z horizontálního vrtu. Tab. 8: Míra ovlivnění složek životního prostředí v jednotlivých etapách těžby břidličného plynu. Příloha 1 : Petrofyzikální parametry hornin zájmové oblasti Příloha 2 : Geochemické parametry hornin zájmové oblasti