Konvencionális és nem-konvencionális szénhidrogén kitermelő eljárások és várható szerepük az energiaellátásban - PÁPAY JÓZSEF -

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(1-361). 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

Konvencionális olajtelepek művelésének osztályozása Eredeti kútproduktivitás Elsődleges művelés Természetes rétegener- giával való termelés Módosított kútproduktivitás Felszálló Mesterséges Rétegserkentés Beáramlási profil termelés fluidumkiemelés szabályozása Termelésszabályozás Savazás Polimerek Kútsűrítés Repesztés Gélek Vízszintes kutak stb. stb. stb. Másodlagos művelés Víz vagy gázbesajtolással történő kiszorítás Vízelárasztás és/vagy nem elegyedő gázelárasztás Harmadlagos művelés Nyomás-fenntartás (WAG*) Magas technikai szin- vonalat igénylő eljárások Elegyedő gáz Termikus Kémiai Egyéb Szénhidrogén Gőz-ciklikus kút- Polimer Mikrobiológia CO 2 talpkezelés Micellar-polimer stb. N 2 Gőzelárasztás Lúgos Füst gáz Meleg víz Hab Levegő Föld alatti égetés stb. WAG * Elektromágneses stb. stb. Fokozottan javított művelési eljárás (EOR) Klasszikus művelési eljárás Természetes energiával történő művelés Javított művelési eljárás (IOR) - külső energia alkalmazása Pápay J.1997-2003 * Váltakozó, víz-gáz besajtolás

Konvencionális gáztelepek művelésének osztályozása Elsődleges művelés Rétegenergiával való termelés Eredeti kútproduktivitás Módosított kútproduktivitás Termelésszabályozás Rétegserkentés Beáramlási profil módosítás Kútsűrítés Vízszintes kút Savazás Polimerek stb. Repesztés Gélek stb. stb. Javított (IGR) vagy fokozottan javított (EGR) művelési eljárások Külső energia bevezetése gázkihozatal kondenzátum kondenzátum és földalatti növelés kihoz. növelés gázkihoz. növel. gáztárolás forszírozott gáztermelés, gázkeringetés inert gáz (vagy víz) nagy ütemű gázbeinert gáz- vagy vízbesaj- ( vízbesajtolás) besajtolás sajtolás és termelés tolás, víztermelés Pápay J.1997-2003

Nem konvencionális olajtermelési módszerek Olajhomok - bitumen Olajpala Könnyűolaj term. tömött kőzetből (k<0.1md) Bányászat In situ termelés Bányászat In situ termelés Természetes energia (repesztés) Nyomás fenntartás? - felszíni - felszíni - földalatti Elegyedő gáz vagy folyadék? Réteghőm. olaj termelése Termikus Egyéb (kutatási fázis) - homokmentes - homokkal - ciklikus gőz - gőzelárasztás - SAGD - kombinált - stb. -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 Tömött kőzet gáza (<0.1 md) Palagáz ( ~ 0.001-0.0001mD) - repesztés(természet.energyia) - repesztés(inertgáz besajtol.?) - repesztés(természet.energia) - 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

16 J., Pápay Internet -2011,11.27.

Planned fracture Actual flow h Unstimulated matrix rw 1 2 3 6 7 8 3D View y 1 2 3 4 5 6 7 8 x Figure a SRV1 Afterflow SRV2 Figure c Theoretical flow Existed and/or stimulated fracture net Unstimulated matrix SRV Afterflow Horizontal well 1 2 3 6 7 8 Main fracture "plain" Figure d Plan View Figure b Horizontal well in a shale gas reservoir 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 (9-32) ** ill. (12-17)***? Olajpala 0?? Tömött kőzet könnyű olaja 3-7 (min:1-max:10) *****? CBM 20-60****? Tömött kőzetek gáza 10-50****? Palagáz 6-50****? Hidrát 0?? Note: * world average; ** USGS (2003); ***Soniere A., Lantz F. (2007); **** data of US ***** (EIA-2013) Pápay J.-2011-14

USA igazolt készletellátottsága- BP(2014) olaj 12.1 év gáz 13.6 év

Sieminski A.-2013

Conventional Hughes J.D.-2014 internet

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. UK USA Kanada LNG import gáz 2000 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

Földünk szénhidrogén folyadék termelésének forrás szerinti megoszlása % (ExxonMobil-2014) Év 2014 2040 Művelés alatt álló konvenc. telep (kőolaj és kondenzátum) 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

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