Sejsmicy i ... wibrujące ciężarówki pomagają w poszukiwaniach gazu łupkowego

Podobne do kombajnów ciężarówki ważące nawet 40 ton powoli suną po ziemi. Podczas krótkich postojów podwieszone do nich ciężkie płyty rytmicznie uderzają o glebę w precyzyjnie wyznaczonych miejscach. Uderzenia czasem następują kilka razy na sekundę, a czasem są szybsze i dochodzą do stu razy na sekundę. Od pracy tych pojazdów ziemia drga w zaprojektowany wcześniej sposób. I o to właśnie sejsmikom chodzi.

Pod Łęczną w woj. lubelskim, dzięki pracy takich ciężarówek - a także rozmieszczonej na powierzchni ziemi sieci odbiorników, tzw. geofonów - geofizycy mogą się dowiedzieć, co jest pod ziemią. A naukowcy wcale nie chcą poprzestać na tym, co jest kilkanaście metrów poniżej. Mają znacznie bardziej ambitny plan. Chcą się dowiedzieć, co się znajduje na głębokości 2,5-5 km. Bo na takiej głębokości znajdują się zwykle w Polsce nagromadzenia gazu łupkowego. Drgania mechaniczne wytworzone za pomocą płyty umieszczonej w podwoziu wibratora generują fale sprężyste. Fale po odbiciu się od kolejnych warstw skał, „wracają” na powierzchnię i rejestrowane są przez rozłożone na ziemi geofony oraz aparaturę telemetryczną. A urządzenia te przetwarzają częstotliwość drgań podłoża na napięcie elektryczne. Umożliwia to stworzenie trójwymiarowego obrazu wycinka ziemi, w którym mają być robione odwierty.

"Celem naszych badań jest ustalenie, jakie parametry drgań odbierane przez czujniki będą związane z podwyższoną zawartością węglowodorów - czyli gazu - w formacjach łupkowych" - mówi w rozmowie z PAP dr Michał Stefaniuk z Katedry Surowców Energetycznych Akademii Górniczo-Hutniczejw Krakowie. To kierownik projektu dotyczącego badań sejsmicznych formacji zawierających gaz łupkowy. Projekt jest realizowany w ramach programu Blue Gas Narodowego Centrum Badań i Rozwoju przez konsorcjum, w skład którego wchodzi siedem podmiotów reprezentujących stronę naukową oraz przemysłową. Liderem projektu jest PGNiG SA. W badaniach biorą udział naukowcy z AGH we współpracy m.in. ze specjalistami PGNiG SA oraz Orlen Upstream Sp. z o.o. Prace terenowe wykonywane są przez Geofizykę Kraków.

Metody sejsmiczne są szeroko stosowane na świecie i każdorazowo kalibrowane pod kątem badanej formacji skalnej. "Okazało się jednak, że sposoby zaadaptowane ze Stanów Zjednoczonych w Polsce nie do końca się sprawdzają - nie dają oczekiwanych rezultatów w poszukiwaniu złóż niekonwencjonalnych, takich jak gaz łupkowy" - powiedział dr Michał Stefaniuk. Problemem jest to, że polskie złoża gazu łupkowego mają inne parametry niż złoża amerykańskie, co jednak zostało potwierdzone dopiero w ostatnich latach w wyniku badań prowadzonych przez firmy. Znajdują się one też zwykle na innej głębokości i przykrywają je inne warstwy geologiczne. Polscy naukowcy mają więc przed sobą trudne zadanie. Muszą dostosować dostępne współcześnie metody poszukiwawcze do polskich warunków. Chodzi nie tylko o to, jak wykonywać pomiary, ale też jak przetwarzać uzyskane wyniki i jak je interpretować.

Podczas badania fale sejsmiczne propagują w głąb ziemi i w różnych ośrodkach rozchodzą się z inną prędkością. Różnice te są uwzględniane podczas interpretacji wyników, dzięki czemu na utworzonym trójwymiarowym obrazie ziemi, można przygotować model rozkład parametrów potencjalnego złoża gazu łupkowego.

"To trochę jak badanie USG" - porównuje zastępca kierownika projektu dr Tomasz Maćkowski. Opisuje, że w badaniu USG można za pomocą fal o wysokich częstotliwościach sprawdzić, gdzie w ludzkim ciele znajdują się anomalie. Podobnie działa to w badaniach sejsmicznych. Tam też do badania niedostępnych obszarów stosuje się fale, tylko że o wiele mniejszych częstotliwościach.

"Przed operacją chirurgiczną warto mieć dobre rozpoznanie pacjenta - a więc np. znać wyniki USG czy tomografii. I podobnie jest z poszukiwaniem i rozpoznaniem złóż węglowodorów - przed rozpoczęciem odwiertów warto wiedzieć, w co będziemy się wwiercać. Pomaga to uniknąć zbyt wielu >>zabiegów chirurgicznych<<, a więc niepotrzebnych odwiertów w przypadkowych miejscach" - porównuje dr Maćkowski.

"Sejsmika jest standardową metodą, którą stosuje się od dziesięcioleci wyprzedzająco względem wykonywanych odwiertów. Bez takich badań nie wyobrażam sobie wierceń poszukiwawczych" - dodaje dr Stefaniuk.

***

W USA łupkowa rewolucja zmieniła energetyczną mapę tego kraju. Szacunki amerykańskiej agencji Energy Information Administration (EIA) z kwietnia 2011 r. rozbudziły nadzieje na rewolucję i w Polsce. Z danych tych wynikało, że zasoby tego surowca mogą sięgać u nas nawet 5,3 bln m3. Tymczasem Polska zużywa kilkanaście mld m3 gazu rocznie, z czego większość importuje.

Koncepcję rozwoju poszukiwań gazu łupkowego forsował w czasie swojej kadencji były minister skarbu Mikołaj Budzanowski (2011-2013). Liczył na szybkie rozpoczęcie wydobycia komercyjnego i chciał, by w poszukiwania zaangażowały się obok polskich firm paliwowo-gazowych również firmy energetyczne, a także KGHM. Do takiego sojuszu ostatecznie jednak nie doszło. Z Polski wycofały się natomiast koncerny międzynarodowe takie jak m.in. Exxon, Talisman i Marathon. Nadzieją na dalszy rozwój w zakresie wydobycia gazu łupkowego są więc prowadzone badania mające na celu rozpoznanie i poszukiwanie złóż niekonwencjonalnych w Polsce oraz opracowywana m.in. przez zespół AGH metodyka badań, która w znaczny sposób może przyczynić się do optymalizacji zarówno procesu poszukiwania, rozpoznania jak i późniejszego wydobycia złóż gazu łupkowego.

W raporcie PIG-PIB z 2012 roku oszacowano, że zasoby gazu łupkowego w Polsce mieszczą się w przedziale od 346 do 769 mld m sześciennych.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ agt/