Földgázkitermelés

 

A földgázkitermelés hat egymást követő szakaszból áll:

1. A helyszín kiválasztása és előkészítése: az üzemeltető meghatározza a kutak és a fúrótornyok területét. Minden fúrótorony egy-egy fúrólyukat fúrhat ki, viszont egy fúrólyukból több, különböző irányú mellékfuratot is ki lehet fúrni. A helyszín előkészítéséhez a humuszos talaj eltávolítása, a megfelelő nagyságú terület elegyengetése és a nehéz mechanizáció mozgatásához kellő felület elkészítése szükséges. Ezen kívül fontos az erózió elleni védekezés, a környezetbe történő üledéklerakás helyszínének előkészítése, valamint a fúrást segítő ideiglenes létesítmények felépítése.

2. A fúrólyuk tervezése, fúrása, csövezése, cementezése és perforálása: A földgáz- és olajkút fúrása mélyfúró berendezés, megfelelő fúrórúd és felszerelés segítségével történik. A munkálatok egy szakértőcsoport szigorú felügyelete mellett zajlanak.

A fúrás első fázisában kifúrjuk, lecsövezzük és becementezzük a kút bevezető, felszíni részét, amelyet bevezető béléscsőoszlopnak (conductor casing) nevezünk. A második fázisban a fúrólyuk vertikális vagy irányított mélyítése, valamint a további két fajta béléscső beépítése és cementezése következik – a felszíni béléscsőoszlop (surface casing) és a közbenső béléscsőoszlop (intermediate casing), amelyek egymásban helyezkednek el. A béléscsövek egymáshoz illesztett acélcső sorokból állnak, amelyek nem engedik át a bennük levő folyadékot vagy gázt a környezetbe. Ezt a fázist a legkisebb átmérőjű béléscsövek beépítése követi, amelyeket termelő béléscsőoszlopnak (production casing) nevezünk és a  kút aljáig ér.

A cső fala és a megfúrt kőzet közötti tér cementtel van kitöltve, ami megszilárdul, így nem csupán biztonságosan fogja a kutat magát, hanem egyúttal megakadályozza, hogy az egyik rétegből kikerülő gáz átáramoljon a másik rétegbe. Ahhoz, hogy az szénhidrogént tartalmazó rétegekből a földgáz bejusson a cső belsejébe, s ezáltal a felszínre hozható legyen, a béléscsövet perforálni kell, azaz egy mélységbe lejuttatott szerkezet (perforátorpuska) segítségével, kis lyukakat kell belelőni, így teremtve meg a réteg és a kút közötti közvetlen kommunikációt. A perforációt a berendezése kútszájon való elhelyezése követi, amely a legmagasabb várható nyomásra van megtervezve és kitesztelve. A kútfejet biztonsági szelepek csoportja alkotja, amelyek a kút termelő béléscsőoszlopával vannak összekötve. Ezek a biztonságos szénhidrogének kitermeléséért felelősek.

A fúrás ideje alatt, biztonsági okokból, a kútfejre kitörésgátlót helyezünk (blow-out preventer), amely összeköttetésben van a kút belsejével és szabályozza a fúrás folyamatát. Ezek a kitörésgátlók akár 700 bar nyomást is kibírnak..

3. A hidraulikus rétegrepesztés: A víz és az ásványszemcsék keveréke, úgy nevezett repesztő folyadék benyomásával megrepesztjük a több kilométer mélységben lévő réteget (körülbelül 3000 m-el a föld felszíne alatt). A rétegek mechanikai megmunkálására szogáló folyadék nagyobbrészt vízből, ásványszemcsékből proppant – természetes homokszemcsék vagy megfelelő méretű kerámiaszemcsék) és kémiai adalékokból áll össze. Az összes kémiai adalék megfelelő biztonsági adatlappal rendelkezik. Feladatuk elsősorban a folyadék rétegrepesztő tulajdonságának javítása. A 2011-ben elvégzett Pg-10 és Pg-11A kutak hidraulikus rétegrepesztésére szolgáló folyadék összetétele öt alkalommal 93,8% víz, 5,9% KCI (a megduzzadt agyag stabilizálásához szükségek só) és csupán 0,3% kémiai adalék volt.

A keveréket közvetlenül a már meglévő repedésekbe fecskendezzük bele, így a víz nyomása kitágítja azokat, a szemcsék pedig a nyomás csökkentése után is kitágítva tartják őket.  A Pg-10 és PG-11A kutakba a keveréket 400-450 bár nyomás alatt fecskendeztük be. A hidraulikus rétegrepesztéshez használt folyadék kizárólag a célrétegekbe juthat el. Más, például a geotermál- és ivóvíz víztartó rétegei a kúttól teljes mértékben el vannak szigetelve.

A hidraulikus rétegrepesztést, illetve a rétegek mechanikai kezelését már évtizedek óta világszerte alkalmazzák a földgáz- és kőolaj kitermelésére. Az eljárás célja a gáztáraló rétegek áteresztőképességének javítása. A petesházi homokkőrétegek előkezelése nélkül szinte lehetetlen a földgáz kitermelése, hiszen a rétegek áteresztőképessége nagyon rossz. A hatékony gázkitermelést így a rétegek repesztésével biztosítjuk.

4. A kút befejezése és a szennyvíz (visszaáramló víz) kezelése: A nyomás csökkenése után a befecskendezett, rétegrepesztéshez szükséges folyadék, a rétegvízzel együtt visszakerül a felületre - ezt szennyvíznek nevezzük. A szennyvizet először különleges tartályokba gyűjtjük össze, majd egy szennyvíztisztító telepre szállítjuk, ahol azt a megfelelő módon kezelik.

5. Földgázkitermelés: A kitermelés megkezdése előtt megfelelő gázhálózati infrastruktúra kiépítése szükséges, amely lehetővé teszi a kútból származó gáz szállítását a már meglévő gázhálózatig. Mindez a központi gázállomáson keresztül történik.

6. A kút lezárása: Amikor a kitermelés gazdaságilag már nem indokolt, a kutat lezárjuk. A kútlezárás a következőket tartalmazza: a felszíni víz kútba való visszaszivárgását megakadályozó dugó felszerelése, a geotermál- és ivóvíz legmélyebben elhelyezkedő rétegei alatt egy cementdugó elhelyezése (az víz esetleges szénhidrogénnel vagy más anyagokkal való szennyeződésének megelőzése miatt fontos), valamint a gáz elhelyezkedése feletti szakaszban ugyancsak cementdugó elhelyezése. A kútlezárás az olaj- és földgázipari eljárások szerint zajlik. A kútfej  megfelelő módon leszerelésre kerül, a béléscsőoszlop felső szakaszát, körülbelül 1,5 m-el a földfelszín alatt, elvágjuk. Az elvágott csövek tetejét egy acéllemezzel megfelelően összehegesztjük, majd földdel betakarjuk. Mindezt a felszíni béléscsőoszlop eltávolítása, az elvégzett kitermelési munka következményeinek kezelése és a környezet végleges szanálása követ.