A mellékelt plakát szerint megkérdezik a nemes laikusok demokráciáját. Sőt!
Az LMP „garanciát vár a kormány részéről, hogy egy ilyen típusú környezetszennyező, klímagyilkos beruházás nem valósulhat meg Magyarországon a jövőben.” tartalmú felszólalással és kérdéssel terhelte meg Országgyűlést.A palagáz ugyanolyan gáz, mint bármely más földgáz. Csak nem homokkőben, hanem pala kőzetben van, abból termelik. Ezért a kitermelése sokkal tovább tart, és önköltsége sokkal nagyobb, mint a konvencionálisan kitermelhetőé. De van ettől sokkal súlyosabban környezetterhelő tevékenységünk, ami ellen szinte semmit nem teszünk.Amerikában hatalmas palagáz mezőket találtak. Természetes, hogy a bányavállalkozó mindent megtesz, hogy minél többet, minél előbb piacra tudjon vinni. De ami Amerikában nem adható el, azt csak tartályhajókkal, fagyasztva lehet elszállítani. Oda, ahol rászorultságból megfizetik (pl. Japán).
PEDIG NEM AZ!
Egykor a bányászati hivatal honlapján volt is egy, az alábbiakhoz hasonló helyes geológiai leírás erről a fajta hazai gázvagyonról, de most nem találom. Sőt! A koncessziós pályázati kiírásokban kerülik is a nevén nevezést. Jött is egy-két külföldi, aki amerikai mintára próbálkozott, és hatalmas pénzeket beleölve nem sikerült neki az amerikai eredményeket produkálni. Arra volt jó – nagy hírverést csapva -, hogy méginkább elriassza a bányavállalkozókat. Pedig a magyar műszaki fejlesztés a megoldás közelében járt, de a MOL privatizáció (1995.) teljesen negligálta.A laikusok kedvéért kezdjük egészen elölről.
Hogyan van a gáz a föld alatt?
Vannak, akik azt hiszik, hogy a víz, az olaj, a gáz üregekben található. Ez nagy általánosságban nem igaz. Ritka kivételektől eltekintve szivacsszerű kőzet lukacsiban, repedéseiben, pórusaiban vannak. És nagy általánosságban a pórusok a talajvíz szint alatt vízzel vannak kitöltve. A pórusokban a víz nyomása nagy általánosságban ugyanúgy hidrosztatikus, mint a tengerekben, azaz 2000 m mélyen 200 bar (vagy att, vagy 20 MPa)
A kutak termelékenysége azon múlik, hogy a kőzet sóder, vagy finomabb szemű homokkő, vagy repedezett, egyébként nem áteresztőképes kő (mészkő, márga, pala). A pala a vízből kiülepedett agyagból kövesedett meg. Már agyag korában sem eresztette át a vizet. A föld alá süllyedés közben rárakódott üledékek súlya és hosszú idő alatt a víztartalma kiszivárgott, így lett kőkemény palává. Amiben a földrengések hajszálrepedéseket hoznak létre. Ezek többnyire az ülepedés síkjában keletkeznek, ettől lesz a pala táblás elválású. A repedések mérete annyira kicsi, hogy csak ott válik szét a kő, ahol mechanikai hatás éri. De valamennyi kevés gáz (olaj) elfér benne.
Hogyan kerül a gáz oda, ahol megtaláljuk?
A gáz, az olaj állati tetemek lebomlásának terméke.
Ha az üledék sok állati eredetű anyagot tartalmaz, akkor a lebomlás hosszú időn át tart. Ha a kőzetté váló üledék nem áteresztőképes, például agyag, akkor a bomlástermék belezáródik a kőzetbe. Így keletkezik a palagázos pala és az olajpala. (Az olajpalát úgy használják fel, mint a szenet.)
Ameddig a süllyedés során a kőzet nem tömörödik áteresztőképtelenné, addig a pórusok tartalma mozog. Az összenyomódás miatt a fluidum kiszorul a kőből, a gázbuborék helyet cserél a vízzel, olajjal. A geológiai idők alatt a buborékok mozgását elősegíti a földkérg árapály (hasonló a tengerek árapályához, csak sokkal kisebb mértékű).
A kőzetek anyaga eredetileg vízszintesen (de az alatta volt domborulatra) ülepedik ki a vízből (tóban, lassú folyóban, tengerben). Az éghajlatváltozástól, a geomorfológiai változásoktól függően hol finomabb iszap, hol durvább homok rakódik le. Ezért a mélyfúrásokban rétegeket találunk, melyek áteresztőképessége széles határok között változó. A durvább pórusú kőzetből a gáz-, (olaj-) buborékok addig emelkednek, cserélnek helyet a vízzel, mígnem áteresztőképtelen kőzethez érnek. Konvencionális esetben ott egy kupola alatt összegyűlnek. Ez lesz a gáztároló réteg. Felülről a kupola, alulról gázmentes víztest határolja. (A kupola alakzatot lehet felderíteni a felszíni geofizikai eszközökkel, több ezer méter mélységig. Hogy van-e alatta gáz, az már csak a megfúrásakor derül ki.)
Bonyolítja a gáztároló réteggel végzett munkálatokat, hogy a kőzetvázról egy vékony víz filmet a migráció nem tud eltávolítani, de a termeltetéssel erőltetett áramlás magával sodorhatja.
A rétegek minősítését magfúrással, lyukgeofizikával, végül próbatermeltetéssel végzik. Konvencionális gáztároló esetében a sikeres próbatermeltetés után a fúrás akár kúttá képezhető ki.
Érdemes tudni, hogy háromféle fúrási fokozatot különböztetünk meg. A kutató fúrások a kupola, kupolák (egymás alatt több is szokott lenni) érdemi tulajdonságait derítik fel. A feltáró fúrások a gáztároló réteg művelési tervezéséhez szükséges részletes adatait gyűjtik össze. A termelő fúrások az optimális műveléshez szükséges kút sűrűséget állítják elő.
A gáz kitermelésének körülményei
A gáztároló réteget általában leginkább egy lencseszerűen hajlított palacsintához lehet hasonlítani. Alulról és a peremek felől víz van a pórusokban, felette a fedő, nem áteresztőképes kőzet.
A fúrás függőlegesen harántolja. Az első kutatófúrás a legmagasabb pontján (ha van benne gáz vagy olaj, akkor ott biztosan van). Ha felülről nézzük, akkor pontszerű a behatolás. Belátható, hogy a pont közvetlen közelében nagyon kicsi keresztmetszeten át lehetséges áramlás, nagy az ellenállás, ezért a termelési lehetőség korlátozott. Ezért kell több kúttal megcsapolni a „palacsintát”. Minél rosszabb a tároló kőzet áteresztőképessége, annál többel.
Minél vastagabb a réteg, annál kedvezőbb a helyzet, mert a kút kapcsolata a réteggel hosszabb, nagyobb az átáramlási felület.
Horizontális fúrás
Ezért találták ki a vízszintes (laterális) fúrást. Fúróturbinával képesek úgy görbíteni a fúrást, hogy a vége már a közel vízszintes réteg belsejében halad. Így a termelést adó hossz a többszöröse lehet a függőleges megcsapolásénak.
A palagáz és más nagyon kis áteresztőképességű rétegek esetében még a laterális fúrás is kevés az ipari értékű termelési hozam eléréséhez.
Rétegrepesztés
A víztermelésben régóta alkalmazzák a csápos kutakat. Az ásott kút alján a vízadó rétegbe hosszú vízszintes lyukakat fúrnak. Így olyasmi hatást érnek el, mintha a kút átmérője akkora lenne, mint a csápok túlsó végénél vett átmérő. A sokszorosára növelve ezzel a beáramlási hozamot.
A gázadó rétegek azonban általában mélyen vannak, odáig fúrni 10-20 cm-es lyukkal szoktak. Abból nem lehet csápokat kiképezni. Helyette nagy nyomású folyadék alkalmazásával egy-egy nagy repedést hoznak létre a fúrólyuk körül, és durva homok bejuttatásával kitámasztják. Így növelik a kúthoz vezető áramlási keresztmetszetet a sokszorosára. A nyomásnak mintegy akkorának kell lennie, mint az összes kőzet súlya a réteg felett.
Bonyolult és drága technológia. Komoly szakértelmet és elméleti, mérési előkészítést igényel. Gyakoribb vele a műszaki baleset, mint a szokványos műveleteké. De még mindig nincs annyi, mint a vonatbaleseteké, és embert nem veszélyeztet. Néha előfordul, hogy a repedés nem a réteg síkjában jön létre, hanem rá merőlegesen. Ekkor a különböző pórustartalmú rétegek összekapcsolódhatnak, és a rétegek között nemkívánatos keresztáramlások jöhetnek létre.
Ezt megtudván a Zöldek riadót fújtak a palagáz ellen. Felsorakoztatva minden elképzelhető és elképzelhetetlen katasztrófát. És a tévhitek tömeghisztériává duzzadtak.
Voltak, akik a földrengések gyakoriságának növekedését vizionálták Oklahomában. Pedig a földrengések gyakorisága az egész világon 1970. és 2000. között a négyszeresére nőtt. Pedig a rétegrepesztést nemcsak palagázhoz használják. Magyarországon is éltek vele az 1980-as évektől kezdődően sok esetben, és egyetlen baleset sem fordult elő. Egyetlen esetben repedt fel a réteg a felszínig, még a fúróberendezés is megsüllyedt. De nem rétegrepesztéskor, hanem spontán repedés következtében. És el tudták zárni, le tudták kezelni, csak pénz kérdés.
A likvid gáz (LNG) szállítása
Nem kötődik szorosan a palagázhoz, de a palagáz termelését ellenző zöldek az Európába történő szállításra erre is híresztelnek egy téveszmét; az atmoszférának a szén-dioxidnál is erősebben üvegház hatású metánnal való szennyezését. A gázok cseppfolyósan akár ezerszer kisebb tartályban férnek el. A minél kisebb nyomásnak ellenálló álló tartály alkalmazása érdekében -93°C-on érdemes tartani hőszigetelt tartályokban.
A hidegen tartást azáltal érik el, hogy a szállított gázból egy keveset kieresztenek. Így az annak elpárologtatásához szükséges hőmennyiséggel csökken a tartályban lévő folyadék hőtartalma, hőmérséklete. Ugyanezen a fizikai alapon működnek a hűtőberendezések hőszivattyúi.
A Zöldek újságírói idáig tudtak figyelni, és rohantak billentyűzetet ragadni; „Hűha! Metánt kiereszteni! Még több üvegházhatás, még nagyobb környezetkárosítás.” Kiváló ellenérv a szén-dioxid hisztériához kapcsolhatóan.
Ez a kinyilatkozás el is hangzott abban a Kossuth Rádióban hallott műsorban, amitől én ragadtam billentyűzetet. Úgy átfogalmazva, hogy elkerülhetetlenül szivárog a metán a hajón.
A gázüzemek technológiái nem engednek meg sehol semekkora szivárgást, mert az súlyos robbanás veszélyt jelentene. Ami elhasznált gázt már nem gazdaságos visszavezetni a rendszerbe, azt fáklyára küldve elégetik. De akár szolgálhatja a tartályhajó energiaellátását is. Tehát a „környezetszennyezés” megáll a szén-dioxid kibocsátásban.
Amit a magyar „nem konvencionálisan” termelhető gázról tudni lehet
Ami teljes bizonyossággal állítható:
- nem palában, hanem homokkövekben található,
- a homokkövek in-situ (érintetlen állapotában) áteresztőképessége ipari termelésre alkalmas,
- nem a kőzettel együtt keletkezett a bomlástermék, hanem migrálva került a oda kupolába, ahol most van. Ugyanúgy, mint a magyar konvencionális tárolók esetében. A többnyire Pannon korú üledékek ülepedésének korában a Kárpát-medencében már nem volt olyan nagy sűrűségű az élővilág, amilyen a palagázok keletkezésekor, annak helyén volt.
- az Alföld térségében nagy területen azzal találkozunk, hogy 2000-3000 m mélységben van egy egybefüggő záróréteg (azonos időszakban – valószínűleg hosszú csapadékszegény klíma idején – keletkezett). Alatta a pórusnyomás nem a normális hidrosztatikus, hanem 60 %-al nagyobb. Azaz 3000 m mélyen nem 300 bar, hanem 480 bar nyomás uralkodik. Tehát itt fúrni olyan nehezített iszappal kell, ami a lyuktalpon legalább 480 bar nyomással áll ellen a beáramlásnak. (Az iszappal való folyamatos öblítés hozza fel a furadékot a talpról. És ha kell, hajtja a fúróturbinát.)
Az 1980-as évek táján ezek a nagymélységű kutatásnak nevezett fúrások a megszokottól nagyon eltérő módon viselkedtek. Dacára a nehéziszapnak, hatalmas gázbuborékok böffentek ki a felérkező iszapból, ami miatt az iszaposzlop rövidebb (alacsonyabbá) lett, lecsökkentve a talpnyomást. Ami miatt megnövekedett a gázbeáramlás, tovább növelve az iszaposzlop gázosságát. Nagyon nehezen tudták a lyukat egyensúlyban tartani, megelőzni a gázkitörést.
Mikor átszerelték a fúrólyukat próbatermeltetésre, a gáz sehol! Legfeljebb pöszörgött. Próbálkoztak több rétegrepesztéssel. Eredmény nélkül.
A MOL jogelődjének egyik műszaki fejlesztő részlege kereste az okokat, és a megoldást. Két év alatt az alábbi elméleti eredményre jutott. De a kutatómunka az üzemi kísérletek előtt abbamaradt, a privatizációval teljesen leállt.
Egykor a bányászati hivatal honlapján volt is egy, az alábbiakhoz hasonló leírás, de most nem találom. Sőt! A koncessziós pályázati kiírásokban is kerülik a nevén nevezést. Úgy hívtuk: feszültségérzékeny gáztároló, kőzet – továbbiakban FÉG.
Feszültségnek itt a szilárd anyagban a külső hatások ellen fellépő ellenerőt nevezzük. Minél ridegebb a szilárd anyag, annál kisebb összenyomódással társul. Ezért közvetlenül mérhetetlen. (Ezért nem lehet előrejelezni a földrengéseket, amik a feszültség növekedésének következményei.)
A kőzetrétegre az összes felette lévő anyag súlya hat. Ennek áll ellen a kőzetváz feszültsége és a pórusnyomás. Amennyivel (az áramoltatás érdekében) csökkentjük a pórusokban a nyomást, annyival nő a kőzetváz feszültsége, terhelése. Ha az nagyobb lesz, mint a törőszilárdság, a kőzet összeroppan, az összetört kőzetszemcse nyilvánvalóan belezömül a pórusaiba.
A Feszültség Érzékeny Gáztároló (FÉG) viselkedésének teóriája
A következő levezetés geológiában kevésbé jártas személyek számára már nehezebben követhető lesz.
Az alábbi képen a bányászati hivatal tanulmányából vett, a Nagyalföld idealizált szelvényére vezettem rá az egykori kutatás geológiai felmérésének következtetését.
Az alsó, fekete domborulatok azok a hegyek – alaphegység -, melyek az Alpokban több ezer méter magasan vannak. A mélyebb gödör jelképezi a Makói-árkot.
A baloldalon az alaphegységi bérc felett induló vastag vonal jelenti azt a gázzáró réteget, ami alatt a nyomás a hidrosztatikusnak 1,6-szerese. Az üledékes közetté válás folyamatának egyik tényezője a kompakció. Azaz az egyre mélyebbre kerülés terhelés növekedése miatti összenyomódás, tömörebbé válás. Ameddig a pórusokban a víz elmozdulhat, addig a tömörödés a pórusok rovására zajlik. Azonban, ha a víz nem tud eltávozni, akkor a kőzetváz ráterhelődik a vízre, ami nyomásnövekedéssel besegít a fedőterhelés megtartásába. Annyival kisebb lesz a kőzetvázban a feszültség. Annyival kisebb lesz a tömörödés mértéke. Elmarad a (60 %-kal nagyobb víznyomásnak megfelelően) szokványos mértékhez képest.
Viszont, ha a pórusnyomás lecsökken, a kőzetváz terhelése megnő, a kompakció utólag lejátszódik (utókompakciónak neveztük). És bizony a fúrási műveletek, a termeltetés, lecsökkentik a lyukfalon a pórusnyomást. Van még egy fontos momentum. A természetes kompakció lassan, csekély változásokkal a kőzetváz rugalmassági határán belüli tartományban zajlik. Ezért a tömörödés jellege plasztikus (Mohr elmélet). Az utókompakciót kiváltó erőhatás némely kőzetszemcséken túllépi a rugalmassági határt, az összetörik, és a zuzaléka – hová máshová – a pórusba zúdul. Tehát a kőzet hirtelen sokkal tömörebbé, áteresztőképtelenné válik.
Az utókompakció visszafordíthatatlan, hiába tér vissza az eredeti pórusnyomás. Az a szemcséket minden oldalról nyomja, ezért elmozdítani nem tudja. És ez a jelenség nemcsak a fúrólyuk falán, a rétegrepesztés felületein is lejátszódik. Fúrás közben az történik, hogy a műveletek okoznak nyomásingadozást. De döntően az eredetihez közeli nyomás van a lyuktalpon. Amikor az éppen kicsivel kisebb, mint a réteg gáznyomása, akkor még káros utókompakció nélkül beáramlik a lyukba valamennyi ideig a gáz. És dugó szerűen elkezd úszni felfelé. A 480 bar-ral induló gázdugó a felszínhez közel 480-szor nagyobbá válik és kiköpi a felette lévő iszapot. (Mint mikor otthon csőtörés után köpköd a csap.) Kiköpné, ha nem tennénk ellene semmit.
Ez az egész is egy olyan természeti jelenség – hasonlóan a klímaváltozáshoz – amit megváltoztatni nem tudunk, csak alkalmazkodni lehet hozzá. Megfelelő technológiákkal.
2022.július
Dr. Tóth Béla
ny. bányamérnök, szénhidrogén termelés szakértő
| Tetszett a cikk? Amennyiben igen, fejezze ki tetszését a Reális Zöldek Klub társadalmi szervezet részére juttatott támogatásával 300 Ft értékben. Bankszámlaszámunk: 11702036-20584151 (OTP) A Fővárosi Bíróság végzése a társadalmi szervezet nyilvántartásba vételéről itt található. |
