Schiefergas Chancen und Herausforderungen

Transkript

1 Schiefergas Chancen und Herausforderungen Brian Horsfield und Andreas Huebner Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ Telegrafenberg Potsdam

2 Acknowledgements HiTMe High Temperature Methane anerkennen

3 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

4 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

5 The Energy Mix Primary Energy Consumption in Poland 2009 Primary Energy Consumption in Germany 2009 Geothermal Energy Fossil Fuels CO 2 Storage

6 The current energy mix in Germany Other 1,6 % Renewable Energies 10,9 % Mineral oil 34,0% Nuclear energy 8,8 % Brown coal 11,7 % Black coal 12,6 % Natural gas 20,4% Source: AG Energiebilanzen, Structure of the primary energy consumption in Germany in

7 Global Dimensions of Natural Gas Energiebedarf steigt

8 Overall natural gas potential 2010 (819 Bill. m³) BGR (2011) 8

9 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

10 Shale Gas is Produced from Gas Shales Quantitatively, strategically important Self sourced organic rich resource Thermogenicor biogenic gas source Free, adsorbed and dissolved states Inherent low permeability Inherent heterogeneity Gas produced by fracturing

11 A company perspective There is no instant success and there is no eureka moment Michael Binnion, CEO Questerre, MPG 2012 Conventional gas exploration drilling the best wells first is the goal Shale gas exploration Results improve over time Trying to skip the learning curve and drill the best wells doesn t work and wastes capital Acquire a statistically significant set of results Test one variable at a time Based on Data From Lasser Production Data (R. Moorman) Average 90 Day Gas Rate MMcf/d Barnett Jan-82 Jan-86 Jan-90 Jan-94 Jan-98 Jan-02 Jan-06 New Albany Eine nach dem Anderen

12 Largely Woodford comes Shale: down Lithologies to predicting and heterogeneities mineralogies Lithofacies siliceous organic mudstones (black bars) carbonate mudstones (blue bars) siliceous mudstones (yellow bars) low organic mudstones (grey bars) low siliceous mudstones (orange bars) Frac Zones corresponding favorable fracture zones (green bars) potential fracture barriers (red bars) Jacobi, D. (2009): Effective Geochemical and Geomechanical Characterization of Shale Gas Reservoirs from the Wellbore Environment: Caney and the Woodford Shale.- SPE

13 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

14 Posidonia Shale Quick-View 1 Organofacies Stevenson & Doornenbal (2010): Petroleum Geological Atlas of the Southern Permian Basin Atlas Hamburg Berlin Hannover Magdeburg

15 Posidonia Shale Quick-View 2 Thermal maturity Littke, 2011

16 Porosity Loss through Oil Window Porosity Gain in Gas Window 1.45% 0.48% Gas generation Carbonaceous residues Compaction Oil in pores 0.88% Verlust und Gewinn Schrumpfrn

17 Development of Visible Secondary Organic Porosity: Shale Porosity 17.1% Porosity 3.2% Porosity 3.6% Porosity 12.0% Porosity 15.1% (R), 28.2% (L) Porosity16.8% (B), 9.3% (U) Porosity 43.2%

18 Heterogeneities in Composition Tvap TOC [%] Haddessen S1 [mg/g] S2 [mg/g] C 1-5 /S C 1-5 (mg/g rock) depth [m]

19 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

20 Timeline we-just-do-it polemic fact-based U.S. Congress Launches Investigation U.S. EPA Into Gas Initiates Blackpool Drilling Hydraulic earthquakes Practices Fracturing Study Mag: 2.3 // 1.5 Howarth et et al. al. paper on on carbon footprint published Discussion on on climate impact starts Okt.

21 technically recoverable shale gas is Tcf or billion (10 9 ) m³. This is about 2-7 times the German natural gas reserves. From a geoscientific point of view, environmentally sustainable application of the technology is possible. Hydraulic fracturing is compatible with the protection of freshwater reservoirs. June 2012

22 The health, safety and environmental risks can be managed effectively in the UK. Fracture propagation is an unlikely cause of contamination. Seismic risks are low. Water requirements can be managed sustainably.

23 No ban of hydraulic fracturing No drilling and hydraulic fracturing in sensitive regions Disclosure of constituents in fracturing fluids Development of monitoring programs for groundwater and surface monitoring Mandatory Environmental Impact Assessment (Umweltverträglichkeitsprüfung) Sept. 2012

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25 Information Discussion Expert network

26 Take Home Messages Unkonventionelles Erdgas ist eine wichtige Komponente des zukünftigen Energiemixes Das Förderergebnis wird von der richtigen Fracturing Strategie für jede einzelne Shale Formation bestimmt Verständnis der Geo Prozesse verbessert die Vorhersage, erhöht die Effizienz und reduziert die Kosten Umweltverträglichkeit und gesellschaftliche Akzeptanz sind entscheidende Herausforderungen "State of the art" Produktionsmethoden gekoppelt mit unabhängigem Umwelt Monitoring müssen eingesetzt werden, um das Shale Gas Potenzial in Europa belastbar zu bestimmen.

27 Environmental Considerations Shale Gas Development Induced seismics Leakagedueto fracking Leakage around casing Greenhouse gas emissions Water in Chemicalsin Biocides in Produced waters Depth (ft) NW SE Marble Falls U/ Barnett L/ Barnett Original Perfs Refrac Perfs Orignal Events Refrac Events GR Distance Along Wellbore (ft)

28 The Landscape Drinking Water Directive Groundwater Directive Dangerous Substances in Water Directive Air Quality Directive Noise from Outdoor Equipment Directive Habitats Directive Wild Birds Directive

29 Playing the role of Honest Broker means bringing non industry monies to the table EUROPEAN SUSTAINABLE OPERATING PRACTICES INITIATIVE Deployment of tools Shallow horizons being studied Induced seismicity Water contamination

30 Let s s make the decision to rigorously test the sustainable exploitation potential of Germany s s unconventional gas Security of supply, affordability, sustainability, safety Frozen in the Headlights of Rhetoric time to move on Poland U.K. Germany France