This site uses cookies.
Some of these cookies are essential to the operation of the site,
while others help to improve your experience by providing insights into how the site is being used.
For more information, please see the ProZ.com privacy policy.
English to Russian: Underground revolution Detailed field: Petroleum Eng/Sci
Source text - English Underground revolution
In the second of a four-part series on the future of gas exploration in Australia, we examine the continent’s huge reserves of “unconventional” gas – and the challenge of how to extract them
FARMERS in the vast Surat basin, which straddles Queensland and New South Wales, Australia, have long found something odd about the water from the wells they drill to irrigate their crops and water their cattle.
The area sits atop vast reserves of coal in which methane gen-erated by microorganisms becomes trapped. The water in the ground keeps this gas under pressure. But when a farmer drills into such a coal seam, it releases the water, and the pressure, like popping the top off of a soda bottle. The well water is often fizzy with bubbles of methane.
This coal seam gas (CSG) used to be a nuisance. But since the 1990s, Australian hydrocarbon extraction companies have been developing this source of energy into a multi-billion dollar industry.
The dash for CSG has generated significant controversy. CSG wells typically produce large volumes of salty, mineral-laden water. The most contaminated of this can pollute the surrounding land and water table unless carefully treated. And drilling infrastructure can interfere with local life and agriculture.
In 2012, in response to these concerns, the government of New South Wales commissioned its chief scientist and engineer Mary O’Kane to assess the likely impacts of increased CSG extraction. Her final report, released in September, found that “the technical challenges and risks posed by the CSG industry can in general be managed”.
But the devil, as they say, is in the detail.
The issues surrounding CSG are part of a global debate about how to manage so-called “unconventional” gas reserves – methane from complex geological formations that have historical-ly been too costly to extract. All over the world, governments are eyeing these reserves in the hope they can provide energy security and stimulate economies. They also hope that unconventional gas can help reduce carbon dioxide emissions – at least in the short term – because methane burns more cleanly and efficiently compared with other fossil fuels, such as coal. These hopes are tempered by conservationists’ fears that the new extraction techniques damage land and water supplies – and even cause earthquakes.
Traditionally, natural gas has been extracted from large un-derground deposits of highly porous rock, such as sandstone, in which gas is free to flow. The gas becomes trapped when these permeable formations are capped by a layer of impermeable rock. The extraction process pierces this layer, allowing up to 90 per cent of the gas to flow out.
Unconventional gas comes from less permeable rocks such as mudstones and siltstones – commonly referred to as shale – and from coal seams. Because the gas is trapped in these rocks, engineers have to find ways to release it before it can be extracted.
Two technologies have made shale gas extraction economically viable in the US, where unconventional-gas techniques have been pioneered. The first is horizontal drilling, which allows wells to pass into and then follow the shape of a gas-holding rock formation.
The second technique is hydraulic fracturing, or fracking. This breaks up the rock to release the gas it contains. Engineers do this by pumping vast quantities of water and sand into the well at high pressure. The pressure forces open cracks in the rock, and the sand keeps them open after the water is pumped out, allowing the gas to escape.
Fracking is not usually needed in coal-seam operations because coal deposits tend to be more permeable and already contain networks of natural fractures, called cleats. Instead, operators use closely spaced vertical wells or fewer horizontal wells.
The combination of horizontal drilling and fracking are poised to make Australia’s considerable unconventional gas reserves accessible. But extracting these reserves raises many issues.
Water use is one of the most contentious. Over the course of its lifetime, a fracking operation pumps millions of litres of water into the ground, of which only 25 to 50 per cent is recovered. That can have a significant impact on the local water table. Also, the water removed from CSG wells tends to be high in salts and dissolved minerals. These have to be removed using a process called reverse osmosis before the water can be safely disposed of or used for irrigation. Exactly how this can be done effectively and efficiently in Australia is the subject of considerable debate.
Researchers in the US are developing mobile treatment facilities that can be moved from one drilling site to another to keep costs down. Others are focusing on new membranes for more energy-efficient osmosis, and nanomaterials capable of removing organic compounds from water.
Another water-related concern is methane contamination of groundwater. A 2013 study by Robert Jackson of Stanford University in California, found that out of 141 drinking water wells near the Marcellus shale in the northeastern US, water samples taken less than a kilometre from gas wells had six times higher methane levels than those taken farther away. Since gas shales tend to be located far beneath the water table, the most likely culprit is leaky well casings, another issue for regulators to monitor.
One way to mitigate these concerns is to make unconventional wells more productive so fewer are needed to access the gas. A typical shale gas operation in the US captures about 20 to 25 per cent of the gas in a formation. “Even though there’s a lot of gas being produced, there’s still a lot left to be recovered,” says Albert Yost at the US National Energy Technology Laboratory in Morgantown, West Virginia.
Increasing yields is not easy. One reason is a poor knowledge of the way rock breaks under pressure to release its gas, says Yost. He believes that by better understanding the structure of fractures and, as a result, better controlling how they interact both with each other and natural fractures, unconventional gas yields could reach 50 per cent.
Although the US has led the way in shale gas extraction, Australian operators will have to contend with a different set of issues. Chief among these is the different set of tectonic forces at work in Australia. Shale formations in the US tend to be under tension, and these pulling forces encourage the rock to fracture more thoroughly during fracking. Australian formations tend to be under compression, meaning they are hotter and under higher pressure. This makes the rock more ductile, “like plasticine”, says Damian Barrett, research director for unconventional gas at the Commonwealth Scientific and Indus-trial Research Organisation (CSIRO), Australia’s government-sponsored labs. This makes fracking even more complex. “It is technically possible, but it’s a whole different ball game compared with what we know from other parts of the world,” he says.
The potential for fracking to cause earthquakes is another prickly issue. The US Geological Survey is currently investigating an increase in the number of small earthquakes in parts of the US, which the process may have caused. But geologist Murray Hitzman at the Colorado School of Mines in Golden claims that the US has some 35,000 hydraulically fractured shale gas wells and that only at one of these wells is fracking a suspect in an increase in seismic activity.
Science and technology can only go so far in solving the problems presented by the extraction of unconventional gas. In Australia, O’Kane’s report identified numerous additional factors, such as widespread distrust between the various stake-holders involved in gas extraction – local communities, oil and gas companies, and politicians. Achieving an environment in which these groups can work together will be a significant challenge on its own.
O’Kane’s conclusion that the technical challenges and risks of CSG can be managed is a start, but there is a long process ahead for industry, citizens and government in plotting the future.
The topics in this series were developed by New Scientist in conjunction with the Australian Petroleum Production & Exploration Association.
Translation - Russian Подземная революция
Во второй из четырех частей цикла о будущем разведки природного газа в Австралии, мы исследуем огромные «нетрадиционные» запасы газа на континенте и проблему их извлечения.
Фермеры в обширном бассейне Сурат, охватывающем Квинсленд и Новый Южный Уэльс в Австралии, уже давно обнаружили необычные примеси в воде из скважин, которые они бурят для орошения своих полей и обеспечения водой скота.
Эта область лежит над многочисленными запасами каменного угля, в которых скапливается метан, образующийся в результате реакций с участием микроорганизмов. Газ находится под давлением подземных вод; но когда фермер вскрывает бурением такой угольный пласт и тем самым высвобождает воду, давление падает, выталкивая газ наружу, как в бутылке с содовой водой. Вода из скважины зачастую газирована пузырьками метана.
Газ угольных пластов до определенного момента считался нежелательным фактором. Но начиная с 90-х, австралийские добывающие компании развили из этого источника энергии многомиллиардную индустрию.
Стремительный взлет газа угольных пластов вызвал нешуточные споры. Обычно использование скважин такого газа дает на выходе большие объемы соленой воды, насыщенной минеральными веществами. Самые загрязненные из этих вод даже при тщательнейшей очистке могут в свою очередь загрязнить почву близлежащих территорий и грунтовые воды. И таким образом, буровая инфраструктура может отразиться на местной жизни и сельском хозяйстве.
В связи с этой проблемой в 2012 году правительство Нового Южного Уэльса поручило руководителю исследовательских работ и главному инженеру Мэри О'Кейн оценить вероятные последствия распространения практики извлечения газа угольных пластов.
В ее сводном отчете, выпущенном в сентябре, говорилось, что «технические трудности и риски, связанные с производством CSG, в целом могут быть решены».
Но как говорится, дьявол таится в мелочах.
Споры вокруг газа угольных пластов – это лишь часть глобальной дискуссии о том, как распорядиться так называемыми «нетрадиционными» газовыми запасами – исторически извлечение метана из сложных геологических образований слишком дорого. Правительства всего мира присматриваются к этим запасам, надеясь с их помощью достичь энергообеспеченности и стимулировать экономику. Кроме того, они надеются, что нетрадиционный газ может помочь сократить выбросы диоксида углерода – по крайней мере, на короткий период – так как горение метана более селективно и эффективно по сравнению с другими видами ископаемого топлива, такими, например, как каменный уголь. Но эти надежды сдерживаются опасениями консерваторов, что новые технологии извлечения наносят вред почве и водным ресурсам – и даже могут вызывать землетрясения.
Традиционно природный газ извлекался из крупных подземных залежей высокопористых горных пород, таких как, например, песчаники, где есть пространство для движения газа. Когда слой непроницаемой породы закрывает собой эти проницаемые пласты, газ оказывается заблокирован. В процессе извлечения этот слой просверливают, позволяя до 90 процентов газа вытечь наружу.
Нетрадиционный газ добывают из менее проницаемых пород, таких как аргиллиты и алевролиты – обычно упоминаемые как глинистый сланец, - а также из угольных пластов. Так как газ заперт в этих породах, инженерам необходимо найти способ высвободить его, прежде чем извлекать.
В Соединенных Штатах, стране-пионере добычи нетрадиционного газа, извлечение сланцевого газа сделали экономически жизнеспособным две технологии. Первая – метод горизонтального бурения, позволяющий прокладывать скважину, которая затем принимает форму газосодержащей породы.
Вторым методом является гидравлический разрыв пласта, или фрэкинг. Он заключается в разрушении породы с целью высвобождения содержащегося в ней газа. Инженеры добиваются этого путем закачивания в скважину больших количеств воды и песка под высоким давлением. Сила нажатия создает в породе трещины, которые благодаря песку остаются открытыми и после откачки воды, позволяя газу вытечь.
Обычно в процессах на угольных пластах необходимости во фрэкинге не возникает, так как угольные залежи, как правило, более проницаемы и уже содержат сети природных трещин, называемых кливажами. Вместо этого операторы используют тесно расположенные вертикальные скважины; либо горизонтальные, но в меньшем количестве.
С помощью сочетания горизонтального бурения и фрэкинга Австралийские разведанные месторождения нетрадиционного газа вскоре должны стать доступными. Но извлечение этих запасов поднимет много других проблем, и одна из наиболее дискутируемых – использование воды. За один жизненный цикл фрэкинга в землю закачивают миллионы литров воды, из которых только от 25 до 50 процентов извлекают обратно. Это может оказать значительное влияние на местный уровень грунтовых вод. К тому же, вода из скважин газа угольных пластов, как правило, содержит много солей и растворенных минералов, которые должны быть удалены при помощи процесса обратного осмоса, прежде чем воду можно будет безопасно утилизировать, или использовать для орошения. Именно то, как это можно эффективно и грамотно устроить в Австралии, и является предметом большей части дискуссий.
Исследователи из США строят специальные передвижные очистные сооружения, которые можно будет перемещать с одной буровой площадки на другую, для поддержания низкой стоимости. Другие концентрируются на создании новых мембран для более энергосберегающих процессов осмоса, а также наноматериалов, способных удалять из воды органические примеси.
Другая проблема, связанная с водой – это содержание метана в грунтовых водах. Исследование, проведенное в 2013 году Робертом Джексоном из Стэнфордского Университета в Калифорнии, обнаружило этот газ в 141 скважине с питьевой водой близ сланца Marcellus на северо-востоке США. Образцы воды, взятые менее чем в километре от газовой скважины, содержали в 6 раз больше метана, чем те, что были отобраны на более далеком расстоянии. Так как газовые сланцы располагаются намного ниже уровня грунтовых вод, наиболее вероятным виновником является утечка в креплении скважины, еще один пункт для мониторинга регулятивными органами.
Один из способов урегулировать этот вопрос – увеличить продуктивность скважин нетрадиционного газа, и таким образом уменьшить их необходимое количество.
При типовой операции по извлечению сланцевого газа в США улавливается только около 20-25 процентов всего газа в породе. «Несмотря на то, что сейчас добывается огромное количество газа, очень много еще только предстоит извлечь,» - говорит Альберт Йост из Национальной Лаборатории Энерготехнологий США в Моргантауне, Западная Вирджиния.
Увеличить продуктивность нелегко. Одна из причин тому, по словам Йоста, - скудные знания о механизмах разрыва пласта под давлением, благодаря которому высвобождается газ. Он считает, что при лучшем понимании структур трещин и в результате - лучшем контролировании процессов взаимодействия их между собой и с естественными разломами, выход труднодоступного газа может достигнуть 50 процентов.
Хотя США и стали первопроходцами в добыче сланцевого газа, Австралийским операторам придется также столкнуться с рядом проблем, главной из которых являются особенности тектонических сил в Австралии. В США пласты глинистых сланцев, как правило, находятся под растягивающим напряжением, и эти тяговые силы благоприятствуют более полному протеканию фрэкинга. Австралийские образования обычно находятся под воздействием сжимающих сил, что означает более высокие температуру и давление. Это делает породу более деформируемой, «как пластилин», -говорит Дэмиан Барретт, руководитель научно-исследовательских работ по нетрадиционному газу в Commonwealth Scientific и Industrial Research Organisation (CSIRO), австралийских лабораториях, спонсируемых правительством. Эти причины делают фрэкинг австралийских пород гораздо более сложным. «Технически, это возможно, но это совсем другое дело в сравнении с тем, что мы знаем о фрэкинге из других частей света», - добавляет он.
Еще один вопрос, вызывающий беспокойство- это способность процесса фрэкинга вызывать землетрясения. Геологическая разведка США на данный момент исследует увеличение численности небольших землетрясений в разных частях страны, причиной которым мог послужить этот процесс. Но геолог Мюррей Хитцмен из Колорадской Школы Приисков в Голдене заявляет, что в США около 35000 гидравлически раздробленных скважин сланцевого газа и только в одной из них разрыв пласта вызывает подозрения в усилении сейсмической активности.
Наука и технология могут достичь исключительного успеха в решении проблем, представляемых извлечением нетрадиционного газа. В Австралии О'Кейн в своем докладе обнаружил множество дополнительных факторов, таких как распространенное недоверие между различными заинтересованными лицами, вовлеченными в добычу газа – местными сообществами, нефтяными и газовыми компаниями и политиками. Достигнуть условий, при которых все эти группы могли бы работать вместе, само по себе будет стоить немалых трудов.
Заключение О’Кейна о том, что технические трудности и риски, связанные с газом угольных пластов, могут быть разрешены, - это только начало, а впереди промышленность, горожан и правительство ждет еще долгий процесс прокладывания будущего пути.
Заголовки для данной подборки были написаны New Scientist при содействии Австралийской Ассоциации Нефтедобычи и Разведки.
More
Less
Experience
Years of experience: 4. Registered at ProZ.com: Jan 2019.
Hi! My name is Svetlana and I'm a freelance translator from Russia.
I specialize in technical, scientific and business texts as I worked for 8 years at scientific industrial company as an engineer as well as a commercial specialist. But there are more things I’m excited about: popular science, traveling & tourism, food and cooking, so I also translate blogs.
I always guarantee accuracy: if my work is not delivered in time, it is completely free.
Here is my experience:
Since 2019 Freelance translator
Global Education Facilitators (GEF Translations), Territorija Neftegas (Oil & Gas Territory) and Gazovaya Promyshlennost’ (Gas Industry) journals, Janus Worldwide, SDL Russia, nopCommerce
Subtitling and proofreading YouTube blogs
2017-2019 Freelance translator
Logrus IT; ABBYY; Neotech Translation Agency.
Subtitling and proofreading YouTube blogs
2014-2015 Freelance translator
Neftegazovye Tekhnologii (Oil & Gas Technologies) journal
2010-2018
Chemical engineer, specialist of commercial department (since September 2018)
SIE Neftehim
... and my education:
2005-2010, Kuban State University
Faculty of Chemistry and High Technologies. Department of Inorganic Chemistry and Data Computing Technologies in Chemistry
29.07.2017 IELTS 6.5 Cambridge ESOL Examinations British Council IDP: IELTS Australia.
17.01.2020 SDL Trados Studio 2019 Translators, Level 1
This user has earned KudoZ points by helping other translators with PRO-level terms. Click point total(s) to see term translations provided.
