Gaz ziemny

Gaz ziemny

Gaz ziemny jest kopalnym paliwem gazowym składającym się głównie z metanu (70-98%), etanu, propanu, tlenku i dwutlenku węgla, azotu i helu. W zależności od proporcji składników wyróżnia się kilka rodzajów gazu ziemnego. Jeżeli zawartość metanu przekracza 85%, wtedy mówimy o gazie wysokometanowym (gaz ziemny E). Jeżeli waha się w przedziale od 30% procent do nieco ponad 80%, wtedy gaz nazywamy zaazotowanym (gaz ziemny Ls). Gaz wysokometanowy ma wyższą wartość opałową od zaazotowanego, który z kolei jest nieco tańszy. Wyróżniamy także gaz ziemny suchy, w którym łączna zawartość metanu i etanu wynosi ok. 95% oraz gaz ziemny mokry, zawierający do około 30% węglowodorów cięższych, takich jak propan i butan.

 

W warunkach naturalnych gaz ziemny może występować w złożach łącznie z ropą naftową - rozpuszczony w niej lub jako oddzielna frakcja. Pozyskiwany jest ze złoża przez odwierty, a sposób jego wydobycia i dalszej obróbki zależy od formy występowania w złożu. Gaz użytkowany przez końcowych odbiorców jest produktem wielu procesów technologicznych, w wyniku których jego pierwotny skład ulega zmianie: eliminowane są cząstki stałe, para wodna, związki siarki i i inne niepożądane substancje.

 

Konwencjonalne złoża ropy i gazu

W przypadku większości złóż ropa naftowa i gaz ziemny nie tworzyły się w skałach, z których są wydobywane (tzw. skała zbiornikowych). Procesy ich powstawania następowały w skałach zwanych macierzystymi. Są to najczęściej ciemne łupki o dużej zawartości substancji organicznej. Następnie węglowodory migrowały w obrębie skorupy ziemskiej do leżących powyżej stref o niższym ciśnieniu - porowatych skał zbiornikowych. W ich obrębie dochodziło do rozdzielenia się węglowodorów według gęstości na fazę cięższą - ropę i lżejszą - gaz. Skałami zbiornikowymi mogą być piaskowce, spękane dolomity lub wapienie. Dalszą wędrówkę ropy i gazu zatrzymuje warstwa skał nieprzepuszczalnych, znajdująca się powyżej skał zbiornikowych. Dochodzi wówczas do koncentracji ropy i gazu i w efekcie do powstania złoża.

 

Złoża niekonwencjonalne

Czasami zdarzało się, że gaz ziemny nie opuszczał skał macierzystych - zatrzymywany był w niewielkich, oddzielonych od siebie porach i mikroporach w obrębie np. nieprzepuszczalnych łupków. Złoża takie mogą być bardzo bogate, szacowanie ich zasobów bywa jednak trudne, a wydobycie znacznie droższe niż ze złóż konwencjonalnych. Eksploatacja polega na wykonaniu głębokiego odwiertu pionowego, a następnie poziomego. Do skał, pod dużym ciśnienie wtłaczany jest tzw. płyn szczelinujący razem z piaskiem lub ziarnami ceramicznymi powodujący drobne pęknięcia skały. Gęsta sieć niewielkich spękań łączy izolowane pory i umożliwia przepływ gazu, który następnie odwiertem transportowany jest na powierzchnię.

 

Innym niekonwencjonalnym źródłem gazu ziemnego może być pozyskiwanie metanu ze złóż węgla kamiennego. Gaz taki powstaje w naturalny sposób, a jego obecność jest bardzo niebezpieczna, dlatego musi być systematycznie usuwany. Czasem jest go na tyle dużo, że opłacalne staje się jego odzyskiwanie jako kopaliny towarzyszącej. W Polsce złoże metanu w pokładach węgla udokumentowano w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. W 2019 r. wydobyto 336,06 mln m3 gazu.

 

Zastosowanie

Gaz ziemny wykorzystywany jest w energetyce i w przemyśle chemicznym. Ma wiele zastosowań w gospodarstwie domowym, od ogrzewania przez kuchnie gazowe, po urządzenia takie jak np. palniki. Coraz popularniejsze stają się także środki transportu napędzane gazem. Gaz ziemny wykorzystuje się w produkcji amoniaki i nawozów, w produkcji wodoru, a także szkła, stali czy plastiku.

 

W Polsce gaz ziemny występuje głównie na Niżu Polskim (67% zasobów). Obecny jest także na Podkarpaciu (28%), w polskiej strefie ekonomicznej Bałtyku (4% zasobów) i na obszarze Karpat (1%).