Pridobivanje zemeljskega plina

Postopek pridobivanja zemeljskega plina sestavlja šest zaporednih stopenj:

1. Izbor in priprava lokacije – Upravljavec opredeli območja vrtin in vrtalnih ploščadi. Posamezna vrtalna ploščad lahko izvrta eno vrtino, lahko pa se iz ene vrtine izvrta več stranskih vrtin od katerih gre vsaka v svojo smer. K pripravi lokacije sodi odstranitev humusa tal, izravnava površine ustrezne velikosti in priprava podlage za premikanje težke mehanizacije. Priprava gradbišča vključuje tudi vzpostavitev kontrole erozije in odlaganja materiala v okolici lokacije ter izdelavo pomožnih začasnih objektov potrebnih za vrtanje vrtine.

2. Načrtovanje vrtine, vrtanje, cevljenje, cementiranje, perforiranje – Vrtanje naftno-plinske vrtine se izvaja z rotacijsko vrtalno garnituro s pomočjo ustreznega vrtalnega drogovja in opreme. Dela potekajo pod strogim tehničnim nadzorom ekipe strokovnjakov.

V prvi fazi vrtanja se izvrta, zacevi in zacementira uvodni pripovršinski del vrtine imenovan uvodna kolona (conductor casing). V drugi fazi sledi poglabljanje vrtine bodisi vertikalno bodisi usmerjeno in nato vgradnja ter cementacija dveh vrst tehničnih zaščitnih cevi – površinske kolone (surface casing) in vmesne kolone (intermediate casing), ki se nahajata ena znotraj druge. Zaščitne cevi so sestavljene iz več kolon cevi jeklene sestave, ki so skupaj ena za drugo tesno zvarjene ter neprepustne za okolico. Sledi vgradnja zaščitnih cevi z najmanjšim premerom, t.j. proizvodna kolona (production casing), ki sega vse do dna vrtine.

Funkcija cementa je, da izolira vrtino od obdajajoče kamnine, da prepreči pretakanje tekočin in plinov navzgor skozi medprostor med zunanjo steno zaščitne cevi in steno vrtine ter zagotovi podporo zaščitni cevi. Ko se cement strdi, se proizvodna cev in cementna plast perforirata na ciljnem globinskem intervalu. Sledi namestitev opreme na ustje vrtine, ki je projektirana in testirana na najvišji pričakovani tlak. Glavo vrtine sestavlja skupina zaščitnih ventilov, ki so povezani z zaščitnimi cevmi v vrtini in skrbijo za kontrolirano ter varno proizvodnjo ogljikovodikov.

V času vrtanja se iz varnostnih razlogov na glavo vrtine namesti t.i. protierupcijski ventil (blow-out preventer), ki je povezan z notranjostjo vrtine in omogoča kontroliran proces vrtanja. Protierupcijski ventili oz. preventorji na glavi vrtine lahko vzdržijo izredno visoke tlake do 700 bar.

3. Mehanska obdelava slojev – Mešanica vode in mineralnih zrn se pod visokim tlakom vtiska v vrtino, kjer skozi perforirane odseke vdre v ciljne sloje peščenjaka (približno 3000 m pod površjem) v katerih povzroči nove razpoke oz. razširi obstoječ sistem razpok. Tekočina za mehansko obdelavo slojev je v večjem delu sestavljena iz vode, kateri so dodana mineralna zrna proppant (naravna zrna peska ali keramična zrna ustreznih velikosti) in kemični dodatki. Vsi uporabljeni kemični dodatki so ustrezno pregledani in opremljeni s pripadajočimi varnostnimi listi. V prvi vrsti so namenjeni izboljšanju lastnosti tekočine za mehansko obdelavo slojev. Sestava tekočine uporabljene pri petih primerih mehanske obdelave slojev na vrtinah Pg-10 in Pg-11A v letu 2011 je bila: 93,8% voda; 5,9% KCl (sol za stabilizacijo nabreklih glin) in le 0,3% kemičnih dodatkov.

Mešanica se vbrizga neposredno v obstoječe razpoke, sila vode jih razširi, delci zrn pa jih ohranjajo odprte tudi po sprostitvi tlaka vtiskovanja. V primeru vrtin Pg-10 in Pg-11A je bila tekoča mešanica vtisnjena pod tlakom 400-450 bar. Tekočina za mehansko obdelavo lahko prehaja izključno v ciljne sloje, ostali sloji kot npr. vodonosniki pitne ali geotermalne vode, pa so od vrtine povsem izolirani in na bistveno drugih globinah.

Mehanska obdelava slojev oz. hidravlično lomljenje je že desetletja ustaljen postopek v industriji proizvodnje nafte in zemeljskega plina povsod po svetu. Namen te obdelave je izboljšanje prepustnosti plinonosnih slojev. Brez predhodne obdelave petišovskih peščenjakov zemeljskega plina praktično ni mogoče pridobivati, saj so ti sloji zelo slabo prepustni. Z obdelavo slojev tako poskrbimo za učinkovito in stabilno proizvodnjo plina.

4. Dokončanje vrtine in upravljanje z odpadnimi (povratnimi) vodami – Po sprostitvi tlaka se vbrizgana tekočina za hidravlično lomljenje vrne na površje kot povratni tok, skupaj s slojno vodo. Odpadna voda je torej skupen izraz za na površino povrnjeno tekočino uporabljeno pri obdelavi slojev vrtine in naravno slojno vodo. Odpadno vodo zbiramo v posebnih zbiralnikih in jo odpeljemo v čistilno napravo, kjer se jo ustrezno obdela.

5. Proizvodnja zemeljskega plina – Pred pričetkom proizvodnje mora biti vzpostavljena ustrezna plinovodna infrastruktura, ki omogoča transport plina iz vrtine preko centralne plinske postaje do obstoječega plinovoda.

6. Zapiranje vrtine – Ko proizvodnja iz vrtine ni več ekonomsko upravičena, vrtino zapremo. Postopek opustitve vrtine vključuje: namestitev površinskega čepa za preprečitev iztekanja površinske vode v vrtino, namestitev cementnega čepa, ki je nameščen nižje od najnižjih podzemnih virov pitne in geotermalne vode (za preprečitev možnega onesnaženja vodnih virov z ogljikovodiki ali drugimi snovmi, ki migrirajo skozi vrtino) ter namestitev cementnega čepa v odseku vrtine nad plinskim ležiščem. Opustitev se izvede v skladu z ustaljenimi postopki v industriji proizvodnje nafte in zemeljskega plina. Glava vrtine se ustrezno demontira, zgornji del zaščitnih kolon cevi se odreže na globini cca 1,5 m pod površjem, nato se vrh ustrezno zvari z jekleno ploščo ter prekrije z zemljino. Površinski cevovod se ustrezno odstrani, odpravi se posledice izvajanja rudarskih del, sledi dokončna sanacija okolja.