Daniele Masetti, Prof. Ordinario di Geologia Stratigrafica Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra Università di Ferrara

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1 Daniele Masetti, Prof. Ordinario di Geologia Stratigrafica Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra Università di Ferrara Shale gas: un esempio di combustibili fossili non convenzionali

2 -la roccia madre, (source rock); - la roccia serbatoio, (reservoir); - la roccia di copertura (seal); - la trappola o (trap). Roccia madre

3 La sostanza organica presente nelle rocce madri prende il nome di kerogene, quantificato dal TOC Una buona roccia madre ha un TOC variabile da 0,5 a 3 %

4 Il kerogene genera petrolio e gas quando raggiunge la corretta maturità, corrispondente ad una temperatura di circa 60 (435 C in laboratorio) durante il crescente seppellimento della roccia madre fino alla finestra dell olio (oil window, circa 1,5-2 Km di profondità). Lo strumento che ci permette di misurare la maturità è la riflettanza della vitrinite, componente del kerogene, misurata in RO

5 La finestra dell olio

6 Migrazione degli A seguito della maturazione nella finestra dell olio, gli idrocarburi migrano nel serbatoio e si concentrano nella trappola per formare un GIACIMENTO CONVENZIONALE idrocarburi

7 Se questa migrazione non avviene, gli idrocarburi rimangono intrappolato all interno della roccia madre dando origine ad un giacimento NON CONVENZIONALE

8 Conventional / Unconventional giacimenti di idrocarburi I giacimenti conventional sono quelli che possono essere sfruttati con profitto senza particolari metodologie di recupero. I giacimenti unconventional sono quelli che NON possono essere sfruttati senza particolari metodologie di recupero, quali, ad esempio, il fracking.

9 Giacimenti convenzionali e non

10 Giacimenti non convenzionali sono gas shale, oil shales, tight gas and oil, tar sands, coal bed methane ecc.

11 Gas Shale negli Stati Uniti Barnett Shale: Texas, Carbonifero, 350 MA Marcellus Fm: Pennsylvania, Devoniano, 400 MA

12 Le Barnett shale affiorano nel sottosuolo di Fort Worth con uno spessore di circa 120 m

13 LE BARNETT SHALE IN AFFIORAMENTO sono in condizioni di IMMATURITA Tmax = 418 C TOC = 9,18%

14 DATI di POZZO: condizione di elevata MATURITA Tmax > 450 C il kerogene è da maturo a sovramaturo 1,35 < Ro% <2 gas window

15 Il lavoro preliminare eseguito ha permesso di accertare che il permesso acquisito nelle Barnett Shale risulta ECONOMICAMENTE INTERESSANTE. Saranno eseguite ulteriori analisi per la stima sui volumi di idrocarburi effettivamente estraibili.

16 ESEMPI EUROPEI DI GAS SHALE: BALTIC-LUBLIN BASIN Età: Siluriano inferiore 430MA Spessore TOC medio 1-2% Maturità: gas window Un recente rapporto (2012) dell Istituto geologico Polacco valuta in miliardi di metri cubi di metano il gas estraibile dai gas shale, da 2,5 a 5,5 maggiore rispetto alle riserve stimate dei giacimenti convenzionali di gas presenti in territorio Polacco

17 Gli Shale gas Un buon giacimento di shale gas ha le seguenti caratteristiche : Spessore adeguato (non inferiore a 100 m); Profondità possibilmente non superiore a 2Km; Elevata maturità (RO da 1,4 a 2,2); Buona quantità di gas intrappolato; Buona fragilità degli shales (determinata dal variabile contenuto di argilla, quarzo e calcite) che aumenti la fratturazione durante il fracking; Scarsa deformazione tettonica.

18 POSSIBILI ESEMPI ITALIANI DI GAS SHALE: IL NORD EST Masetti et al 2012, AAPG Bull

19 Alpi e Pianura Lombarde: Argilliti «mesozoiche» Spessore : m TOC 0,5-7% Maturità : elevata

20 ESEMPI ITALIANI DI GAS UNCONVENTIONAL: IL BACINO DI RIBOLLA SI TRATTA DI CBM, COAL BED METHANE, IN CUI LIVELLI DI CARBONE SONO PRESENTI NELLE ROCCE MIOCENICHE. IL METANO E ADSORBITO ALLA SUPERFICIE DEL CARBONE E SI LIBERA NON CON IL FRACKING MA DEPRESSURIZANDO IL GIACIMENTO ATTRAVERSO L EMUNGIMENTO DI ACQUA

21 Fracking gergo petrolifero che significa hydraulic fracturing, fratturazione idraulica ottenuta attraverso l immissione di acqua a forte pressione nel sottosuolo

22 L iniezione di acqua prevista dal fracking avviene con l utilizzo della cosiddetta SLICKWATER acqua contenente diversi tipi di additivi, chimici e meccanici, per una percentuale del 5%. Tra i primi, CO2, HCl, glicole etilenico, l antigelo per ridurre l attrito interno, tra i secondi grani e microsfere di quarzo, ceramica od alluminio, i cosiddetti proppants

23 Sabbia con granuli di quarzo o di ceramica che viene iniettata nelle fratture

24 Il CASING I Casing sono dei tubi metallici che vengono collocati in pozzo con lo scopo di rivestire il foro Il Casing, una volta posizionato alla quota desiderata, viene cementato pompando al suo interno della malta Lo scopo è quello di Impedire il crossflow di fluidi di formazione da un livello ad un altro

25 Il Fracking

26 Impatto in superficie di un impianto di shale gas wellpad GAS EXPORT WELLPAD NODE TREATMENT HUB

27 Possibili problemi durante la coltivazione di shale gas

28 MICROSIMICITÀ INDOTTA DALLA COLTIVAZIONE DELLE BARNETT SHALE, ben inferiore ai più piccoli tremori avvertibili in superficie. Non sono documentati in letteratura eventi sismici di una certa importanza riconducibili al FRACKING DEI GAS SHALE

29 Per concludere: In negativo problemi di inquinamento alle falde segnalati in Pennsylvania (Marcellus FM) ed altrove; Necessità di enormi quantità di acqua (2-3 milioni di litri per la perforazione e 17 milioni per il fracking) Impatto sul paesaggio della rete degli impianti necessari per il fracking In Italia, una geologia giovane e complessa che spesso non consente lo stabilirsi delle condizioni richieste per la formazione di un buon giacimento di shale gas

30 PER CONCLUDERE: IN POSITIVO *Il miglioramento delle tecniche di estrazione ha permesso la crescita vertiginosa della estrazione di shale gas, nelle Barnett e a livello mondiale.

31 PER CONCLUDERE: IN POSITIVO *L immissione di grandi quantità di shale gas ha comportato diminuzione del prezzo del gas sul mercato americano. Ben altri risultati in quello europeo ed italiano, sotto a sx. *Il passaggio dal carbone al gas naturale è stato l evento che, secondo qualche esperto americano più di ogni altro ha migliorato la qualità dell aria in tutti gli Stati Uniti.

32 Grazie per l attenzione!