Tất cả chúng ta cùng tìm hiểu xem nhân loại đã làm thế nào để tinh chiết dầu từ lớp đá trầm tích nằm sâu sâu dưới lòng đất hàng kilômét. Vậy dầu đá phiến là gì? Nó được khai thác như vậy nào? Công nghệ nào đã tạo ra cuộc cách mạng dầu đá phiến?… Chúng tôi sẽ lần lượt trả lời ngay dưới đây.

Bạn đang xem: đá phiến sét

Tất cả chúng ta cùng tìm hiểu xem nhân loại đã làm thế nào để tinh chiết dầu từ lớp đá trầm tích nằm sâu sâu dưới lòng đất hàng kilômét.

Vậy dầu đá phiến là gì? Nó được khai thác như vậy nào? Công nghệ nào đã tạo ra cuộc cách mạng dầu đá phiến?… Chúng tôi sẽ lần lượt trả lời ngay dưới đây.

Dầu đá phiến là gì?

Do quá phụ thuộc vào công nghệ dựa trên các thành quả từ dầu mỏ (như xăng, gas, dầu nhớt, dầu hỏa, nhựa tổng hợp…) nên các nguồn khai thác phi truyền thống đã được xem xét và tìm kiếm. Một trong số những nguồn năng lượng dự trữ chưa được khai thác thương mại chính là đá hóa dầu dùng để tinh chế dầu đá phiến. Nguồn tài nguyên này đa phần là lượng dầu mỏ bị kẹt lại ở thể rắn trong hình dạng các khối đá.

Theo Science/HowStuffWorks, hơn một trăm triệu năm trước, một khu vực rộng lớn của vùng biển đã cắt ngang lục địa Bắc Mỹ về hướng phía đông và hướng tây. Tại đây, sau thời điểm mực nước biển hạ xuống, vùng biển này đã biến mất và để lại một vùng đất phì nhiêu mênh mông với những đồng cỏ xanh tươi mơn mởn. Các vi sinh vật thời kỳ Kỷ đệ tam (Tertiary-period) sinh sôi nảy nở, sống và chết tại đây đã bị hóa thạch. Hàng triệu năm trôi qua, những tàn tích này dưới stress của nhiệt độ cao và áp suất của lực mê hoặc trong lòng đất đã chuyển hóa thành dầu.

Ảnh minh họa: Lớp địa tầng chứa dầu đá phiến (khu vực đánh dấu màu nâu đậm) gồm 3 lớp, nằm sâu sâu dưới lòng đất.

Tuy nhiên, điều kiện lý tưởng tạo ra dầu hóa lỏng ở các khu vực khác nhau trên toàn cầu không giống nhau và cũng không tồn tại lâu dài. Một trong số những điều kiện khác biệt đó đã tạo ra dầu đá phiến. Hãy coi dầu đá phiến như là một dạng dầu thô lỏng (liquid crude oil) được tạo ra ở mỗi một thời kỳ phát triển, thay vì tiến tới giai đoạn cuối cùng là chuyển sang dạng lỏng thì nó được giữ ở dạng rắn, lưu giữ nguồn năng lượng mê hoặc dưới dạng những viên đá hóa dầu. Sẽ cần đến sự tham gia của các nhà khoa học về năng lượng để kết thúc tiến trình này, thay tự nhiên hoàn tất quá trình chuyển hóa thành dầu thô hóa lỏng từ hóa thạch của tự nhiên.

Như vậy, đến đây tất cả chúng ta có thể hiểu đơn giản, dầu đá phiến là một loại dầu thô chứa trong lớp đá phiến trầm tích dạng hạt mịn. Tuy nhiên, có hai loại đá phiến đang được khai thác để tạo ra năng lượng là: đá phiến sét và đá phiến dầu.

Đá phiến dầu là loại đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ có thể chiết tách thành các loại hydro-cacbon lỏng. Từ đây, thông qua quá trình nhiệt phân hóa học sẽ tạo ra dầu thô tổng hợp. Ngoài ra, nung đá phiến dầu ở nhiệt độ đủ cao sẽ tạo ra hơi rồi chưng cất có thể tạo ra sản phẩm giống dầu mỏ hoặc khí đốt.

Xem Thêm  Nằm Mơ Thấy Trâu với 21 điềm báo lành dữ và nên đánh con gì? - hai con trâu

Đá phiến sét đen hoặc nâu vốn là đá trầm tích giàu chất hữu cơ (là loại đá phiến làm ra cuộc cách mạng dầu đá phiến ở Mỹ hiện tại). Các công nghệ khoan ngang sẽ giúp giải phóng khí đốt tích tụ bên trong loại đá này. Sau đó, thông qua một số kỹ thuật xử lý, loại khí đốt được giải phóng sẽ trở thành năng lượng thành quả. Trữ lượng dầu đá phiến sét rất lớn và tại Mỹ tập trung nhiều ở vùng Bắc Mỹ (Bắc Dakota) và Texas.

Tuy nhiên, trước khi đi vào cụ thể, tất cả chúng ta cũng nên biết thêm về một số thuật ngữ đang trở nên thông dụng hiện tại. Ví dụ, “dầu khí phi truyền thống” (Unconventional oil, gas) là dầu khí thông thường nằm trong đá chứa chặt sít, nhất là trong các loại đá rắn chắc, đá phiến sét, đá sét, than đá (CBM) hoặc dưới dạng hydrate. “Dầu/ khí chặt” (tight oil/ gas) – thường nói về dầu khí nhẹ trong đá rắn chắc (đá phiến sét) để phân biệt với “shale oil/ gas” là các loại dầu khí khác nhau chứa trong đá phiến dầu (oil shale).

Theo Wikipedia,đá phiến dầu là một loại đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ và chứa một lượng lớn kerogen (một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ rắn) có thể chiết tách các loại hydrocacbon lỏng. Kerogen đòi hỏi cần phải xử lý nhiều hơn để có thể sử dụng được so với dầu thô, các quá trình xử lý tốn nhiều ngân sách so với sử dụng dầu thô cả về mặt tài chính và thúc đẩy môi trường. Nói cách khác, để thay đổi kerogen trong đá phiến dầu thành dầu thô tổng hợp phải qua quá trình nhiệt phân hóa học ở một nhiệt độ đủ cao,  đến 500 độ ₵ trong điều kiện không có oxy.

Quá trình tinh chiết dầu từ đá phiến dầu.

Trữ lượng đá phiến dầu trên toàn cầu là rất lớn. Ước tính trữ lượng toàn thế giới đạt khoảng 2,8 đến 3,3 ngàn tỷ thùng có thể thu hồi. Tuy nhiên, khó khai thác và ngân sách khai thác đắt đỏ nên đá phiến dầu không phải là nhân vật chính làm ra cuộc cách mạng dầu, khí đá phiến hiện tại. Thay vào này là đá phiến sét.

Đá phiến sét là đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ và khí mà các thành nguyên gốc của nó là các khoáng vật sét hay bùn. Nó được đặc trưng bằng các phiến mỏng bị phá vỡ bằng nếp đứt gãy cong không theo quy luật, thường dễ vỡ vụn và nói chung là song song với mặt phẳng đáy khó phân biệt được. Ở trong các lớp chặt sít (tight) đó có chứa dầu và khí. Tuy nhiên, loại dầu khí này không thể tự chảy vào lòng giếng khai thác với lưu lượng có giá trị kinh tế và trữ lượng dầu ở các mỏ là rất khác nhau, kể cả ở khoảng cách rất ngắn trong cùng một mỏ.

Xem Thêm  Tác dụng thuốc, công dụng, liều dùng, sử dụng - thuốc effe paracetamol

Theo nhận xét của Đơn vị Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA) thông báo tháng 8/2013, Nga là nước có trữ lượng dầu đá phiến sét lớn nhất toàn cầu, tiếp đó là Mỹ, Trung Quốc… Người ta cho rằng tổng trữ lượng dầu đá phiến sét toàn cầu khoảng 13 lần to hơn so với dầu mỏ thông thường. Ở mức tiêu thụ hiện tại, các nguồn tài nguyên năng lượng này sẽ là đủ cho 300 năm khai thác liên tục.

Thực tiễn từ nhiều năm trước đó, việc khai thác dầu khí từ đá phiến sét khó khăn và đắt đỏ hơn nhiều so với việc chọc ống khoan vào các mỏ dầu sẵn có dưới đáy biển. Bởi vì công việc ở đây đúng theo nghĩa đen: phải “vắt đá ra dầu”.

Khi đề cập đến khai thác dầu khí từ đá phiến sét, không thể không nói đến công nghệ nứt vỡ thủy lực (hydraulic fracturing hay fracking) và khoan ngang (horizontal drilling).

Công nghệ nứt vỡ thủy lực không phải là mới. Nó đã được các trung tâm tư vấn du học năng lượng Mỹ sử dụng ở quy mô thương mại xuất phát từ năm 1946 ở Kansas. Mô tả một cách ngắn gọn là người ta trộn nước, cát và hóa chất bơm vào lỗ khoan với stress cực mạnh, làm đá nứt gãy ra thành các lỗ hổng để hút dầu, khí trong đá lên. Dầu khí sau đó được tách lọc trên mặt đất bằng những phương pháp tương tự như đã ứng dụng với dầu khí truyền thống. Đến năm 2002, công nghệ fracking khởi đầu sang thời kỳ mới khi kết phù hợp với công nghệ khoan ngang, nứt vỉa thủy lực nhiều thời kỳ và bơm vật chèn đáy bằng các hạt alumisilicat.

Sơ đồ quy trình tinh chiết dầu khí từ đá phiến sét

Theo Livescience, quá trình fracking khởi đầu với một giếng khoan là mũi khoan khoan thẳng xuống độ sâu từ 1,6-3,2 km, hoặc có thể hơn. Sau đó, giếng thẳng đứng này được được bọc bằng thép hoặc xi măng để đảm bảo không có bất kỳ rủi ro rò rỉ nào vào nước ngầm.

Một khi giếng thẳng đứng đạt độ sâu tới lớp đá có dầu khí tự nhiên, mũi khoan sẽ cua góc khoảng 90 độ và khởi đầu khoan ngang các lớp đá. Khoan ngang có thể kéo dài đến 1,6 km kể từ góc cua từ giếng thẳng đứng.

Sau khoảng thời gian giếng đã được khoan và bọc xong, dung dịch fracking được bơm xuống giếng với stress cực cao, trong một số trường hợp vượt 612 atm (stress trong môi trườngbình thường là 1 atm). Stress này đủ mạnh để làm nứt gãy đá xung quanh, tạo ra các vết nứt, sơ hở để dầu và khí có thể lưu thông.

Dung dịch được bơm vào giếng để làm nứt đá có nước chiếm tỷ lệ chính, phần sót lại là hóa chất và phụ gia. Các phụ gia có thể bao gồm chất tẩy rửa, muối, a-xít, rượu, dầu nhờn và các chất khử trùng.

Ngoài nước và phụ gia hóa chất, người ta còn bơm các “prosppants” như cát, hạt gốm vào giếng khoan. Các prosppants này được bổ sung để giữ/tăng thể tích kẽ nứt liên thông trong đá chứa dầu hoặc khí để dầu khí có thể tiếp tục lưu thông tự do khỏi các khe đá nứt ngay cả khi stress bơm đã rút.

Xem Thêm  Trồng rau hữu cơ: Quy trình, mô hình & các tiêu chuẩn chi tiết - trồng rau trong nhà

Một khi đá sâu dưới lòng đất bị đập gãy và proppants được bơm vào, dầu khí trong đá được giải phóng và được hút trở lại mặt đất cùng với hàng triệu gallon dung dịch “chảy ngược lại”.

Dung dịch này chứa nước và một số chất gây ô nhiễm, gồm chất phóng xạ, kim loại nặng, các hydrocarbons và chất độc khác. Cũng chính vì vậy, việc khai thác dầu đá phiến bị các tổ chức bảo vệ môi trường phản đối mạnh mẽ và thậm chí còn gọi này là “dầu bẩn”.

Thông thường, so với khai thác dầu thì chỉ cần gây đứt gãy thủy lực một lần, còn khai thác khí cần phải gây đứt gãy nhiều lần.


Xem thêm những thông tin liên quan đến đề tài đá phiến sét

Quá trình khai thác dầu đá phiến bằng phương pháp thủy lực phân rã

  • Tác giả: VnReview Testlabs
  • Ngày đăng: 2014-12-20
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 4892 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Quá trình khai thác dầu đá phiến bằng phương pháp thủy lực phân rã

Đá phiến sét – Điểm đứng “ngọt ngào”

  • Tác giả: kinhtexaydung.petrotimes.vn
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 1274 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Sau nhiều năm bùng phát và phá sản gây ra thiệt hại kinh khủng của nghề công nghiệp dầu mỏ, công nghiệp đá phiến sét hình như đã tìm thấy một điểm đứng ngọt ngào.

Bảng phân loại cấp đất đá trong xây dựng cụ thể từ 𝓐 đến Ż

  • Tác giả: meeyland.com
  • Nhận xét: 3 ⭐ ( 2128 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Phân cấp đất là gì? Có mấy cấp đất. Phân cấp đất có tầm trọng yếu như vậy nào trong ngàng xây dựng? Đất cấp 1, cấp 2 là gì?

Đá Phiến Sét: Tin tức Đá Phiến Sét 2022 tiên tiến nhất

  • Tác giả: vietgiaitri.com
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 9296 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: đá phiến sét, những tin tức và sự kiện về đá phiến sét update liên tục và tiên tiến nhất năm 2022. Các chủ để liên quan đến đá phiến sét mê hoặc và đầy đủ mang đến cho độc giả thông tin hữu ích và nhanh nhất

đá phiến sét shaker brazil

  • Tác giả: www.igts.uk
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 9545 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm:

Shale là gì, Nghĩa của từ Shale | Từ điển Anh – Việt

  • Tác giả: www.rung.vn
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 6213 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Shale là gì: / ʃeil /, Danh từ: (khoáng chất) đá phiến sét (loại đá mềm dễ vỡ thành những mảnh mỏng, phẳng phiu), Xây dựng: diệp thạch, Kỹ…

Sự khác biệt giữa Đá phiến sét và Đá phiến là gì?

  • Tác giả: www.greelane.com
  • Nhận xét: 5 ⭐ ( 3174 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Đá phiến sét là loại đá trầm tích thông dụng nhất, chiếm 70% đá được tìm thấy trong vỏ Trái đất – hãy tìm hiểu địa chất, thành phần và tác dụng của nó.

Xem thêm các nội dung khác thuộc thể loại: Khám Phá Khoa Học

By ads_law