По материалам Esri
Interactive Mapping the Shale Gas Boom
Быстрый рост добычи углеводородов из сланцевых пластов в последние годы оказал существенное влияние на мировой энергетический рынок. Этот бум начался, к худу или к добру, благодаря относительно высоким ценам на нефть и появлению новых технологий горизонтального бурения и гидравлического разрыва, моделирования сейсмики в 3D, новых типов датчиков и других инноваций.
Эти технические достижения имеют и обратную сторону. Производство гидроразрыва в одной только скважине может потребовать закачки в нее миллионов галлонов жидкости, способной легко просочиться в критически важные среды обитания и системы водоснабжения на любой стадии процесса. Кроме того, закачка таких больших объемов жидкости под землю может спровоцировать землетрясение и другие катаклизмы.
Тип углеводородов, извлекаемых из той или иной скважины, зависит от конкретного соотношения нефти, природного газа, газоконденсатных жидкостей, таких как этан (сырье для производства пластиков) и пропан, и других ресурсов в данном сланцевом пласте, а также цен на нефть. Использование природного газа вместо угля и нефти позволяет снизить выбросы углекислого газа, однако имеет спорное преимущество с точки зрения влияния на изменения климата. При добыче и транспортировке природного газа в атмосферу попадает его основной компонент метан, создающий сильный парниковый эффект, хотя точные данные о масштабах утечки отсутствуют.
Доля сланцевого газа в общенациональной добыче природного газа в США постепенно растет, а всего из альтернативных источников производится около половины газа. Согласно данным Администрации энергетической информации США (АЭИ), на сланцевые пласты приходится около трети всех мировых запасов природного газа. Несмотря на значительные расхождения в оценках того, сколько природного газа может быть и будет извлечено из сланцевых пластов, бум похоже продолжится. АЭИ ожидает, что к 2040 году объем добычи сланцевого газа увеличится более чем в два раза.
В связи с этим, определенный интерес представляет карта-рассказ (Story map), опубликованная на сайте Смитсоновского института (www.smithsonianmag.com/innovation/interactive-mapping-shale-gas-boom-180947927/). Эта интерактивная карта, созданная с помощью средств ArcGIS, содержит подробное описание бума добычи сланцевого газа в США. На ней отображены известные месторождения сланцевого газа, показаны масштабы применения технологии гидроразрыва в различных штатах и приведена детальная информация о том, где находятся скважины и добывается газ. Видно, что лидерами в добыче сланцевого газа являются штаты Техас и Луизиана.
Разработчики сайта Smithsonian.com создали это приложение с помощью шаблона карты-рассказа Еsri (Storytelling Side Accordion), который можно загрузить из облачного ресурса ArcGIS Online. Этот шаблон является идеальным для сопоставления сразу нескольких карт и их использования в картах-рассказах, таких, например, как Мировой рынок возобновляемых источников энергии (Worldwide Renewable Energy), Образование по программе STEM (STEM Education) и многих других, доступных на сайте Еsri.
Карта-рассказ, иллюстрирующая бум добычи сланцевого газа в США, представлена на рис. 1. При щелчке мышкой на карте можно более детально посмотреть географию применения технологии гидравлического разрыва для высвобождения нефти и газа из коллекторов, образованных мелкозернистыми осадочными породами, называемыми сланцами. Вы можете узнать, какие штаты лидируют в добыче газа, какие компании ее ведут, и приблизить изображение, чтобы увидеть скважины в интересующем вас районе. По каждому штату есть данные об объемах добычи, начиная с 2009 года. Можно также открыть легенду для нескольких доступных тематических карт, а слева доступна описательная информация по трем основным разделам.
Рис. 1. Крупнейшие сланцевые промыслы в США.
- Крупнейшие сланцевые промыслы. Геология многих сланцевых бассейнов делает добычу природного газа слишком дорогостоящей или технически сложной. Области, где имеются большие запасы газа и где добыча технически возможна и рентабельна, называются «промыслами». Двумя из наиболее богатых газом промыслов являются Барнетт в Техасе и Марселлус, простирающийся от южной части штата Нью-Йорк через большую часть Пенсильвании и далее на юг до Виргинии. Большая часть сланцевого газа в США пока добывается всего на нескольких промыслах.
- Сравнительные данные о добыче газа в отдельных штатах. Добыча сланцевого газа за последние несколько лет стремительно выросла, при этом основная активность наблюдалась примерно в дюжине штатов (рис. 2). Щелкнув на карте на любом из этих штатов, можно увидеть диаграммы объемов добычи и запасов, начиная с 2009 года.
- Где применяется гидроразрыв? Гидравлический разрыв и горизонтальное бурение – это две основных технологии, которые способствовали возникновению бума добычи природного газа из сланцевых залежей, часто представляющих собой тонкие пласты большой протяженности. Подобно шприцу, пронзающему начинку в слоеном торте, буровые установки проделывают глубоко под землей длинные горизонтальные скважины, повторяющие геометрию пласта. Затем в сланцевый пласт закачивают под высоким давлением огромные количества воды, химических реагентов и песка, которые разрывают пласт, высвобождая находящиеся внутри него углеводороды.
Рис. 2. Сравнительные данные о добыче сланцевого газа в отдельных штатах.
Регистр применяемых химикатов FracFocus, партнерский проект федерального правительства, правительств штатов и частных компаний, содержит сведения о более 50000 газовых и нефтяных скважин, в которых, согласно добровольно предоставленной компаниями информации, был применен гидроразрыв. Приблизив изображение, можно увидеть газовые (красные) и нефтяные (синие) скважины (рис. 3).
Рис. 3. Где применяется технология гидроразрыва.
Эта интерактивная карта является одним из хороших иллюстраций карт-рассказов (их также называют картами-историями), создаваемых на разнообразные темы организациями и обычными людьми на основе технологии Esri. Ознакомиться с несколькими десятками подобных историй, интересных как для их авторов, так и для более широкой аудитории, можно, например, по адресу storymaps.arcgis.com/en/.
А настенная карта мировых ресурсов горючих сланцев, на которой выделено более 130 перспективных бассейнов в разных странах, а также показаны основные направления морской транспортировки нефти и сжиженного газа (рис. 4), включена в 28-ой том ежегодно издаваемого картографического сборника Esri Map Book. В нем представлены красочные карты, сопровождаемые краткими описаниями, созданные пользователями ArcGIS в ходе выполнения проектов и исследований по многочисленным направлениям применения ГИС-технологии (см.: media.esri.com/mapbook/volume28/index.html).
Рис. 4. Карта мировых запасов горючих сланцев.
