バーネット頁岩

バーネット頁岩
アメリカ合衆国
地域ベンドアーチ-フォートワース盆地テキサス州
オフショア/オンショア陸上
オペレーターデボン・エナジートタルSAEOGリソーシズXTOエナジーレンジ・リソーシズオービンティブコノコフィリップス
フィールド履歴
発見1980年代
生産開始1999
生産
推定ガス量2.1~30 × 1012立方フィート(59~850 × 109  m 3 )
フォーメーションの作成バーネット頁岩
バーネット頁岩 - 地層学

バーネット頁岩は、ベンド・アーチ・フォートワース盆地に位置する地質学的層です。テキサス州のミシシッピ紀(3億5400万年前~ 3億2300万年前)の堆積岩で構成されています。この層はフォートワース市の地下にあり、5,000平方マイル(13,000平方キロメートル)の面積と少なくとも17の郡の地下広がっます

2007年時点で、一部の専門家は、バーネットシェール層が米国の陸上天然ガス田の中で最大の生産可能埋蔵量を持つ可能性があると示唆した。[ 1 ]このガス田には、回収可能な天然ガスが2.5 × 10 12  cu ft (71 km 3 )、埋蔵量が30 × 10 12  cu ft (850 km 3 )あると考えられている。[ 1 ]石油も少量ながら発見されているが、商業的に採算が取れるだけの量(石油価格の高騰による)がある。 ^^

バーネット・シェール層は、非在来型の「タイト」ガス層として知られており、ガスの抽出が容易ではないことを示しています。シェール層は非常に不浸透性が高く、石油・ガス会社がこの層で大規模な水圧破砕を効果的に活用する方法を習得するまで、この層から商業規模のガスを生産することは事実上不可能でした。水平掘削の導入により経済性はさらに向上し、未開発地域からのガス抽出が容易になりました。

この油田の今後の開発は、その大部分が急速に成長しているダラス・フォートワース都市圏を含む都市部にあるという事実によって部分的に阻害されるだろう。[ 2 ]一部の地方自治体は、既存の公有地(公園など)で他の活動を妨げずに掘削し、発見された鉱物に対するロイヤルティを得る手段を研究している。一方、掘削会社に対し、重量超過車両による道路の損傷に対する補償を求めている自治体もある(道路の多くは田舎で、重機が通行できるように設計されていない)。さらに、掘削と探査は、地下水源の汚染を含む環境破壊のために 大きな論争を巻き起こしている。

名前

この層は、19世紀後半にサンサバ郡に定住し、地元の小川をバーネット・ストリームと名付けたジョン・W・バーネットにちなんで名付けられました。20世紀初頭、地質調査探検中に、科学者たちは小川近くの露頭に、有機物を豊富に含む厚い黒色の頁岩を発見しました。その結果、この頁岩はバーネット・シェールと名付けられました。[ 3 ]

バーネット頁岩は、この地域の従来型の石油・ガス貯留層の源泉および密閉帽岩として機能してきました。

ニューアーク東ガス田の歴史

テキサス州バーネットシェール層のガス井の地図
バーネットシェールからのガス生産

フォートワース盆地のバーネット・シェール層から産出されるガス井は、テキサス州鉄道委員会によってニューアーク・イースト・ガス田に指定されています。2002年から2010年にかけて、バーネットは米国で最も生産性の高いシェールガス源であり、現在ではマーセラス層ヘインズビル・シェール層に次いで第3位となっています。2013年1月には、バーネットは1日あたり45億6000万立方フィートを産出し、これは米国の天然ガス生産量の6.8%を占めました。[ 4 ]

ディスカバリーとミッチェル・エナジーの時代

この油田は、1981年にミッチェル・エナジー社がテキサス州ニューアーク近郊のワイズ郡でCWスレイ1号井を掘削・完成させた際に発見されました。この井は垂直掘削され、窒素泡フラッキングで仕上げられましたが、特に注目すべきほどのガスは産出されませんでした。[ 5 ]

ミッチェル・エナジーのオーナー、ジョージ・P・ミッチェルは、生産率が低かったにもかかわらず、バーネット層からガスを生産するより良い方法を見つけられると確信していました。ミッチェルは、最初の油井の生産率の低さ、ガス価格の低迷、そして収益性の低さに直面しながらも、何年も粘り強く取り組みました。業界評論家は、バーネット・シェール層で次々と油井を掘削し続ける企業は、他の企業であればほとんどなかっただろうと指摘しています。ミッチェルは、バーネット・シェール層で自ら成功を収め、バーネット層におけるガス生産ブームを牽引した功績で広く知られています。そして、他の企業が彼の技術を模倣したことで、米国およびその他の国々で多くのシェールガスおよびタイトオイルの生産が成功しました。 [ 6 ] [ 7 ]

ミッチェル・エナジーは段階的に生産量を増やす方法を模索しました。当初、ミッチェルはアパラチア盆地のシェール層である程度成功を収めていたフォーム・フラッキングを断念し、バーネット・シェール層ではゲル・フラッキングの方が効果的であることを発見しました。1986年、ミッチェル・エナジーはバーネット・シェール層で初の大規模水圧破砕法、ゲル・フラッキングを実施しました。[ 8 ]

1991年、ミッチェル・エナジーは連邦政府の補助金を受けてバーネットで最初の水平井を掘削しましたが、この実験は成功とはみなされませんでした。ミッチェルは1998年になってようやくさらに2本の水平井を掘削しましたが、技術的には成功しましたが、経済的には失敗に終わりました。ミッチェルの4本目、そして最後の水平井掘削は2000年に行われましたが、掘削に問題が発生し、中止されました。[ 9 ]

バーネットにおける最大の躍進は1997年に起こった。ミッチェル・エナジーの石油技術者ニック・スタインズバーガーが、東テキサスのコットンバレー砂岩の油井で他社が成功していたスリックウォーター・フラッキングが、バーネット・シェールではゲル・フラッキングよりも有効かもしれないと示唆したのだ。[ 8 ] [ 10 ]常識に反してスリックウォーター・フラッキングに切り替えたミッチェル・エナジーは、油井完成コストを7万5千ドルから10万ドル削減しただけでなく、ガス回収率を劇的に向上させた。ミッチェルは噂が広まる前にその地域でさらに鉱区を購入しようとしたが、すぐに他の多くの事業者が鉱区を購入し、それまで実質的にミッチェル・エナジーの事業だったバーネットの油井を掘削し始めた。[ 11 ]

他のオペレーターも参加

ミッチェル・エナジーは、バーネット・シェール油田の初期には、同油田の掘削においてほぼ独占状態にあった。例えば1995年には、ミッチェルは70基のバーネット油井を完成させたが、他のすべての事業者は合わせても3基しか完成していなかった。これは主にバーネット油井が経済的に限界的だったためである。元CEOによると、ミッチェルは1981年から1997年にかけてバーネット油井に約2億5000万ドルを投資したが、その費用を回収できていなかった。しかし1997年以降、競合他社はミッチェルが利益を生みながらガスを抽出する方法を発見したことに気づき、彼らもリース権を購入してバーネット油井を掘削し始めた。そのペースはミッチェルには到底及ばなかった。2001年には、初めてミッチェルの完成油井数がバーネット・シェール油井の半分以下となった(258基に対し、他の事業者は260基)。[ 9 ]

ジョージ・ミッチェルは2002年にミッチェル・エナジーをデボン・エナジーに売却した。

掘削技術の向上、人口密集地付近での掘削の難しさ、そして2000年代のガス価格高騰といった要因により、水平井はより経済的かつ実用的となり、2005年にはバーネット地域において初めて新規水平井の数が新規垂直井の数を上回りました。2008年には、バーネット地域で2,901本の水平井が完成したのに対し、垂直井はわずか183本でした。[ 9 ]

1980年代に水平掘削の新たな技術が開発されるまで、フォートワース近郊の厚い層のうち、経済的な掘削が可能なのはごく一部と考えられていました。ミッチェル・エナジーが使用したフラッキング(水圧破砕)井などの技術により、より大規模な生産が可能になりました。[ 12 ]新しい技術が登場したにもかかわらず、本格的な掘削が開始されたのは1990年代後半のガス価格の上昇後でした。

現在の状況

2012年現在、ニューアーク・イースト・フィールドは24郡に拡大しており、25番目の郡であるハミルトン郡の油井にも許可が発行されています。この油田には16,000以上の生産井があります。2011年のガス生産量は2兆立方フィートでした。この油田はテキサス州最大のガス生産地であり、テキサス州のガス生産量の31%を占めていました。[ 5 ] 2011年末時点の確認埋蔵量は、ガス32兆6000億立方フィート、石油またはコンデンセート1億1800万バレルでした。[ 13 ]

井戸の完成

テキサス州アルバラド近郊のバーネットシェールガス掘削リグ(2008年)

バーネット・シェールの開発を促進したのは、坑井設計と坑井仕上げにおける2つの重要な進歩、すなわち水平掘削と水圧破砕です。

水平掘削

水平掘削により、バーネット・シェール層は天然ガスの主要な供給源としての可能性を高めました。水平掘削は、垂直掘削では経済的に採算が取れないほど薄すぎる貯留層へのアクセスを可能にし、石油・ガス掘削の方法を一変させました。バーネット・シェール層のガスの多くはフォートワース市の地下に埋蔵されています。この新技術は、多くのガス生産企業を惹きつけています。

水平掘削は、到達距離の延長に加え、生産量を大幅に増加させます。バーネット頁岩のような「タイト」な岩盤(透水性が低い)では、ガスは亀裂を利用して岩盤から坑井孔へと移動します亀裂は天然のものと人工のものがあります(下記参照)。水平井は通常、坑井の水平部分が生産層に位置するように設計されるため、より多くの岩盤(ひいては亀裂)が坑井孔に露出します。

2005年から2007年にかけて、バーネット頁岩における水平掘削は南のジョンソン郡ヒル郡ボスケ郡まで拡大され、完了した井戸の成功率は100%でした。マクレナン郡ウェイコ近郊)では、バーネット頁岩の南限を定める地質学的障壁 であるウォシタ褶曲沿いの掘削可能性を評価するため、実験的な垂直井が掘削されています。

現在では水平井が標準となっているが、2013年初頭の時点ではバーネットではまだ垂直井の掘削がいくつか行われていた。[ 14 ]

水圧破砕

バーネット・シェール層で行われる水圧破砕は、水、砂、そして様々な化学添加剤(粘度や流量などを変化させるため)の混合物を、周囲の岩盤に亀裂を生じさせ、その亀裂を伝播させるのに十分な圧力で坑井に注入することによって行われます。これは、透水性の低い岩石において非常に重要です。坑井に露出する岩盤面積が増えるため、表面積の増加によってより多くのガスを生産することができます。水圧破砕がなければ、坑井は経済的に実現可能な速度でガスを生産することはできません。

1997年、ミッチェル・エナジー(現在はデボン・エナジーの一部)のエンジニア、ニック・スタインズバーガーは、東テキサスのバーネット・シェールで使用されていた従来の破砕技術よりも多くの水と高いポンプ圧力を使用するスリックウォーター・フラクチャリング技術を適用しました。[ 15 ] 1998年、SHグリフィンNo.3と呼ばれる井戸からの最初の90日間のガス生産量が、同社の以前のどの井戸の生産量よりも多くなり、新しい技術が成功しました。[ 16 ] [ 17 ]

テキサス大学オースティン校ジャクソン地球科学学校の科学者たちは、バーネット鉱区の開発にあたり生産企業と緊密に協力してきたが、バーネット鉱区の一部では水圧破砕用の水利用が飲料水や農業用水などの他の用途と競合する可能性があり、紛争の可能性があると見ている。[ 18 ]

水圧破砕法は大きな批判を招いている。反対派は、監視が不十分で周辺地域の水質と大気質に重大な脅威をもたらしていると主張し、近隣の井戸でメタンガスが発生する事例が増加していることを挙げている。[ 19 ]

経済への影響

2008年9月現在、ガス生産者は、南部の郡の土地所有者に支払われるボーナスは1エーカーあたり200ドルから2万8000ドル(1ヘクタールあたり500ドルから6万9000ドル)の範囲であると述べている。このうち、より高い金額は2008年秋にヴァンテージ・エナジー社が支払ったものである。ロイヤルティは18~25%の範囲である。ジョンソン郡の1つのリース契約では現在、19本の井戸の掘削が許可されている。

フォートワース・スターテレグラム紙の記事によると、2007年にはタラント郡で10万件以上の新規リースが記録された。最近のリース契約の条件には、フォートワース南側のライアン・プレイス、ミスルトー・ハイツ、バークレーの住宅所有者には1エーカーあたり1万5000ドル(1ヘクタールあたり3万7000ドル)と25%のロイヤルティ、サウスアーリントンの住宅所有者グループには1エーカーあたり2万2500ドルと25%のロイヤルティが含まれている。フォートワース・ウィークリー紙の最近の記事によると、多くの署名済みリース契約が履行されておらず、貸主は約束よりも大幅に少ない金額しか支払われなかったか、全く支払われなかったと主張している。[ 20 ] [ 21 ]

石油業界の支持者たちは、2015年までにバーネット・シェールが10万8000人以上の雇用を生み出す可能性があると主張している。[ 22 ]批評家たちは、税収がベンゼンや天然放射性物質(NORM)などのガス掘削に伴う有毒な副産物の浄化費用によって相殺される可能性があると指摘している。[ 23 ] [ 24 ]環境保護団体は、州の規制当局に対し、浄化を強制するよう圧力をかけている。サンファン市民同盟は、環境保護庁(EPA)に規制強化を求めて訴訟を起こした。バーネット・シェール・エネルギー協議会(業界擁護団体)のエド・アイルランド氏は、オバマ政権下では規制が強化されると考えているが、2012年時点ではそうではないと述べている。[ 25 ]

フォートワース商工会議所が2011年に実施した調査では、バーネットシェール開発によってテキサス州で119,000人の雇用が創出され、そのうち10万人がフォートワース地域で雇用されたと結論付けられました。[ 26 ]

ガスを市場に輸送するためのガスパイプライン網の拡張が求められています。ヒル郡を通る直径42インチ(1,100 mm)の天然ガス輸送パイプラインが完成すれば、新たな掘削地域が開拓される可能性があります。

証明済み埋蔵量

  • 2010年、米国エネルギー情報局:31兆立方フィートのガス
  • 2011年、米国エネルギー情報局:ガス32.6兆立方フィート、石油1億1800万バレル[ 27 ]

バーネットのオペレーター

テキサス州鉄道委員会によると、2012年時点でバーネット・シェール層には235の事業者(生産井を管理する企業)が存在しています。ガス生産量上位10社は、ガス生産量の多い順に以下のとおりです。[ 28 ]

バーネット頁岩の地理

バーネット・シェールは、「コア」と「非コア」の生産地域に分類されています。これまでの生産は、シェール層が厚く不確実性が低いコア地域に集中しています。そのため、非コア地域よりも若干低いガス価格で井を掘削することが可能です。

コア

非中核

EOGリソーシズガルフテックス・オペレーティング社デボン・エナジーなどの事業者は、2005年半ばの公開報告書で、ジョンソン郡やタラント郡など、バーネット・シェール層を含む郡の土地の3分の1から半分に井戸ができると見積もっていると述べた。3Dセイスミックなどの技術により、事業者は掘削前に潜在的な危険を特定し、危険な地域を避けることができるため、掘削された枯渇坑はほとんどない。危険には、断層カルスト地形(陥没穴)などがある。断層は水圧破砕の方向を変えてその効果を低下させる可能性があり、カルスト地形にはガスの生産を制限する豊富な水が含まれる可能性がある。

論争

ガス井戸がある地域のいくつかの団体は、壊滅的な事故の危険性が高いと訴えており、すでに事故が発生しており、死亡者も出ていると主張する団体もある。[ 29 ]

一部の環境団体や北テキサスの住民は、掘削が井戸やパイプラインの周辺地域の空気と水質に及ぼす影響について懸念を表明している。[ 30 ]

2010年、環境保護庁(EPA)は、テキサス州パーカー郡での同社の掘削活動が少なくとも2つの住宅用飲料水井戸を汚染したとして、レンジ・リソーシズ社に対して緊急命令を発令した。同社は疑惑を否定し、メタンの存在は自然発生的な移行の結果であり、レンジ社がガス井を掘削するずっと前から近くの井戸で確認されていたと主張した。[ 31 ] [ 32 ]しかし、2011年1月のテキサス州鉄道委員会(TRRC)の公聴会の後、TRRCの職員は化学組成に基づき、井戸のガスはレンジ社の井戸が完成した深部のバーネット頁岩ではなく、浅部のストローン層から来たものであると結論付けた。また、レンジ社による圧力テストでケーシングの機械的完全性が確認されたと結論付けた。EPAと2人の住宅所有者はTRRCの公聴会で証拠を提示するよう求められたが、提出しなかった。[ 33 ] 2012年3月、EPAはレンジ社に対する命令を取り下げた。[ 34 ]

テキサス州DISHの市長は、天然ガス圧縮ステーションからの大気汚染が家族に蔓延していると訴えました。しかし、2010年5月、テキサス州保健局はDISHの大気質調査結果を発表しました。これには、DISHの住民28名から採取した血液と尿のサンプルから揮発性有機化合物(VOC)を検査したものも含まれていました。保健局は次のように結論付けました。「この調査で得られた情報は、サンプル集団において、ガス井戸や圧縮ステーションからの地域全体にわたる曝露が発生していることを示唆するものではありません。この結論は、サンプルで検出されたVOC値のパターンに基づいています。喫煙、飲料水中の消毒副産物の存在、消費者関連製品や職業関連製品、趣味関連製品など、他の曝露源によって、多くの発見を説明できる可能性があります。」[ 35 ]

テキサス州の環境規制当局とEPAは、テキサス州環境品質委員会に対し、掘削に関する苦情を受理後12時間以内に現地で調査を開始するよう命じた。[ 36 ]

バーネット・シェール層で操業する企業に対する多数の訴訟では、企業が約束したリース料の支払いを怠ったり、事後に契約を変更したり、シェール層の土地の貸主に対する約束を果たさなかったりしたと主張している。[ 37 ] [ 38 ]

遺産

バーネット・シェール・シェール・ガス田の収益性の高さから、企業は全米各地シェールガスの新たな供給源を探し求めるようになりました。米国におけるシェールガスの有望地としては、ミシガン州アントリム・シェールアーカンソー州フェイエットビル・シェール、アパラチア地方のマーセラス・シェール[ 39 ]オクラホマ州のウッドフォード・シェールケンタッキー州ウェストバージニア州オハイオ・シェール、ルイジアナ州とテキサス州東部のヘインズビル・シェールなどが挙げられます。

参照

参考文献

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参考文献

北緯33度、西経98度 / 北緯33度、西経98度 / 33; -98