Usgs: Map of Assessed Shale Gas in the United States, 2012. Текст из отчета
В некоторых случаях, формации сланцевого газа содержат газ в более глубокой части бассейна и нефть на меньших глубинах (например, Woodford Shale и Eagle Ford Shale).
Деятельность по сланцевому газу началась с первой скважины, пробуренной на природный газ в 1821 в девонских сланцах вблизи города Фредония, штат Нью-Йорк. По данным о добыче природного газа, выпущенным DOE в 2009 г., добыча нетрадиционного газа (газа из нетрадиционных коллекторов) составляла 46% общеамериканской добычи. За 2004-2009 гг. добыча сланцевого газа в США выросла от 2 млрд. cubic feet per day (BCFD) до более 8 BCFD.
Усиленный интерес к сланцевому газу начался с формации Барнетт в северном Техасе, продолженный разработкой формации Fayetteville в Арказасе, Woodford в Оклахоме, Haynesville/Bossier формацией в Луизиане и Техасе, Marcellus в Аппалачском бассейне и Eagle Ford в Техасе. Вместе с Antrim в Мичигане и девонскими сланцами Аппалачского бассейна они являются самыми газопродуктивными сланцами на сегодня.
Сланцы - это мелкозернистая осадочная порода, характеризуемая своим размером зерен (<1/256 мм) и слоистостью (сланцеватостью). Они содержат глинистые минералы, мелкие зерна кварца и полевых шпатов, плюс органический материал. Классификация породы как "сланца" основывается более на размерах зерен, чем на минералогии.
Cardott (2004) определяет газоносные сланцы, как содержащие минимум 0.5 весового процента total organic carbon (TOC)
/Общее содержание органического углерода (ТОС) - количество углерода, связанное с органическими соединениями/
Газоносные сланцы могут быть как незначительно термически зрелыми (показатель отражения витринита 0.4-0.6%), так и зрелыми (0.6-2.0%) и содержать биогенетический и термогенетический метан.
Газ генерируется и хранится на месте нахождения как сорбированный (органическим веществом), так и как свободный газ (в трещинах и порах), подобно природному газу в угле.
Газоносные сланцы традиционно рассматриваются как породы-источники, так и покрышки (затворы) для газовых ловушек. Дальность миграции УВ в газоносных сланцах
относительно невелика.
Традиционные резервуары располагаются стратиграфически выше или ниже сланцев и могут быть заполнены УВ, генерируемыми в сланцах.
В регионе Скалистых гор сланцевая формация Нибрара мелового периода богата органическим УВ и содержит значительный карбонатный материал. Рассматривая сланцы Ниобрары как мелкозернистую породу, мел и мергель (глинистый известняк - сцементированная осадочная порода со значительным, но не преобладающим содержанием известняка) относят к категории сланцев.
Наиболее ранние (в Северной Америке) сведения о черных сланцах, богатых органическим веществом, были даны французскими исследователями и миссионерами в 1627-1669 гг., отмечавшими проявления нефти и газа, ныне рассматриваемыми как происходящие из девонских сланцев в западной части шт. Нью-Йорк. В 1821 г. Уильям Харт пробурил первую скважину на природный газ в США в деревне Фредония на берегу Canadaway Creek in Chautauqua County, New York.
Газ был также найден в девонских и миссисипских сланцах в западно кентуккской части Иллинойского бассейна в 1863. Бурение было начато в Пенсильвании в 1850-х и расширено на Огайо десятилетие спустя. В 1920-х бурение на сланцевый газ было в Западной Виргинии, Кентукки, Пенсильвании, и в 1926 г. девонские сланцы восточного Кентукки и Западной Виргинии были (на тот момент) наибольшее известное газовое месторождение в мире.
Вслед за энергокризисом 1973 г. начало энергетических трудностей и последующее увеличение цен на газ побудили U.S. Department of Energy начать программу Eastern Gas Shales Project (EGSP), которая охватывала Аппалачский, Иллинойский и Мичиганский бассейны. EGSP работала, чтобы объединить усилия и исследования 40 организаций в 15 штатах, для того чтобы обменяться и оценить информацию и технологии по изучению газопродуктивных девонских сланцев.
Более глубокозалегающие сланцы рассматривались как менее притягательные цели и были оставлены до тех пор пока цены на газ не возрастут и технологии не улучшатся достаточно, чтобы бурение и разработка были конкурентными с обычными залежами.
В Federal Tax Section 29 налоговые льготы для нетрадиционной топливной продукции в 1980-х помогли развить и стимулировать экономику незначительно продуктивных газоносных сланцев с большим содержанием органики. Эта ранняя инициатива стимулировала развитие новых технологий.
Налоговые льготы распространялись на добычу газа из формаций, классифицированных как tight (газонепроницаемый ?) для скважин пробуренных после 31.12.1979 до 01.01.1993 и для газа проданного до 01.01.2003.
До 1994 Ohio Shale (Аппалачский бассейн) давал большую часть сланцевого газа США, пока бум бурения в Мичиганском бассейне не поднял сланцы Антрим на верхнюю позицию. Формация Антрим была наиболее активной вначале середины 1990-х.
Срок действия Tax Section 29 истек в 1993, но штат Техас продлил налоговую скидку для tight резервуаров, и сланцы Барнетт подпали под налоговую скидку, что поддержало интерес к ним.
Коммерческая газовая продукция была получена из пород миссисипского возраста формации Барнетт в бассейне Fort Worth в начале 1980-х, но не росла до конца 1990-х. Ныне это это одно из наиболее активных газовых месторождений в США.
Разведка, бурение, добыча на формациях Barnett, Fayetteville, Haynesville изменили индустрию добычи нетрадиционного газа. Две технологии расширили разработку сланцевого газа, это горизонтальное бурение и гидроразрыв. Разработка формации Fayetteville началась в начале 2000-х газодобывающими компаниями, имевшими успех при разработке формации Барнетт, после того как они установили сходство Барнетт и Fayetteville.
Современная эпоха формации Марцеллус в Аппалачском бассейне началась в 2004 г., когда компания Range Resources закончила скважину в округе Вашингтон, шт.Пенсильвания и применила большой гидроразрыв. С 2005 г. развитие разработки формации Марцеллус продолжилось в Пенсильвании и Аппалачском бассейне.
В 2007 г. после нескольких лет бурения и испытаний формация Haynesville стала потенциальным крупным источником газа. Только в 2008 г. стало понятно, что формация Haynesville/Bossier м.б. коммерчески привлекательна для добычи сланцевого газа. Сейчас усилия фокусируются на регионе Скалистых гор. Но последние опыты бурения на меловой формации в регионе Скалистых гор показали что концепция разработки, созданная для Барнетт, не может быть перенесена в другие геологические обстановки.
Низкая естественная проницаемость сланцев была ограничивающим фактором в разработке сланцевого газа, но появление горизонтального бурения и гидроразрыва облегчило современную добычу газа.
Хотя первая горизонтальная скважина была пробурена в Техасе в 1929 г., до 1980-х это не была технология достаточно развитая, чтобы стать стандартной промышленной практикой.
http://pubs.usgs.gov/dds/dds-069/dds-069-z/
http://pubs.usgs.gov/dds/dds-069/dds-069-z/DDS-69-Z_pamphlet.pdf