في عشرينيات القرن التاسع عشر في فريدونيا، نيويورك، قرر ويليام آرون هارت، وهو صانع أسلحة محلي كان لديه فضول طويل بشأن تسرب الغاز المنبعث من نهر كنداواي كريك القريب، التحقيق في الأمر. وفقًا لتقرير تاريخي، فقد اختبر الغاز أولاً عن طريق جمعه في حوض غسيل مقلوب، وإدخال ماسورة البندقية في حفرة، ثم إشعال الغاز أثناء تدفقه عبر ماسورة البندقية.

متشجعًا، بدأ هارت في التحقيق في أصل تسربات الغاز، وسرعان ما اكتشف أنها قادمة مما أشار إليه بـ “الصخور الصخرية”، والتي تم تصنيفها لاحقًا على أنها صخور دونكيرك الصخرية، وهي صخور صخرية سوداء من العصر الديفوني العلوي، تتميز بصخور بارزة و العديد من المفاصل وشبكات الكسور. لم يدرس الجيولوجيون الأوائل مثل لويس كالب بيك (1798-1853) الجيولوجيا والمعادن فحسب، بل درسوا النباتات المحيطة أيضًا.

إن صخور دونكيرك الصخرية عبارة عن صخرة مصدر منخفضة النفاذية للغاية والتي وصلت إلى نافذة النفط لتوليد الهيدروكربون خلال العصر البرمي. حدث التدفق الحراري في نفس الوقت الذي كانت فيه الأحداث التكتونية تنشر المفاصل في جميع أنحاء القسم الديفوني في منطقة Finger Lakes (Lash، 2014). بمعنى آخر، وجد غاري لاش وزملاؤه الباحثون أن توليد البترول كان آلية قيادة مشتركة، بسبب تغير الطور المدفوع حرارياً.

واصل راندي بلود، الذي درس على يد غاري لاش، القيام بعمل ميداني مكثف وإجراء المزيد من الروابط بين النضج الحراري وتطوير أنظمة مشتركة ضخمة تخلق خزانًا قويًا ومستمرًا للغاز ومسارًا للهجرة. الآثار المترتبة على الاستكشاف كبيرة.

نتج توليد الغاز من الصخور السوداء في العصر الديفوني العلوي عن امتصاص الميثان من سطح المواد العضوية المتبقية (الكيروجين والقار) والمعادن الطينية، وخاصة الإليت. ومع ذلك، يعتمد الإنتاج على حجم وتكرار وترابط الوصلات الطبيعية.

بعد الاستمرار في البحث والتجربة، قام هارت في عام 1825 بحفر حفرة بعمق 27 قدمًا في الصخر، وواجه غازًا يتدفق بمعدل يكفي له لاختراع وتنفيذ خط أنابيب صغير (كان مصنوعًا في البداية من الخيزران) واستخدام الغاز. في مصابيح الغاز، أولاً في المزارع والمطحنة، وبعد ذلك في فندق ومنارة.

بعد عدة سنوات، قرر بريستون بارمور، وهو مهندس مبدع لم يكن منزعجًا مما قد يحدث مع زيادة أحجام إنتاج الغاز الطبيعي، أن يحفر بئرًا بعمق يصل إلى 127 قدمًا، وعندما شعر بالإحباط بسبب انخفاض حجم الغاز، قرر حفر بئر بعمق 127 قدمًا، وعندما شعر بالإحباط بسبب انخفاض حجم الغاز، قرر إشعال الغاز، مما يسبب انفجارات في قاع البئر (مارتن، وآخرون، 2008). كانت هذه النسخة المبكرة من التكسير فعالة للغاية.

وفي غضون بضع سنوات، تم حفر مئات الآبار في منطقة دونكيرك الصخرية الضحلة، وتم إنشاء خطوط أنابيب لتوزيع الغاز على مصابيح الشوارع، مما جعل فريدونيا واحدة من أولى المدن في العالم التي لديها مصابيح شوارع تعمل بالغاز (مارتن وآخرون، 2008). ). تم بناء خطوط أنابيب أخرى في غرب وشمال ولاية نيويورك، بما في ذلك تلك التي تم بناؤها من جذوع الأشجار المجوفة، والتي تستخدم لنقل المياه المالحة المنتجة إلى برك التبخر.

ما إذا كانت خزانات الغاز الضحلة ومنخفضة الحجم في صخور دونكيرك الصخرية لا تزال تتمتع بإمكانات اقتصادية في ظل الأطر التنظيمية الحالية، فهذا أمر يجب متابعته. نظرًا لوجود الكثير من تسربات الغاز النشط في الماضي، فقد يكون من المفيد إجراء مسوحات محمولة جواً للكشف عن غاز الميثان ومعرفة ما إذا كانت هناك أي تركيزات حول التسربات الطبيعية. يمكن أن تكون هناك استخدامات محلية للغاز منخفض الحجم للجيولوجيين والمهندسين المبدعين اليوم، وكذلك منذ مائتي عام تقريبًا.

مراجع

الدم، ر.، ولاش، ج. (2019). استراتيجيات وتحديات الاستهداف الأفقي: أمثلة من منطقة مارسيلوس الصخرية، حوض أبالاتشي، الولايات المتحدة الأمريكية. المؤتمر: مؤتمر تكنولوجيا الموارد غير التقليدية (URTeC)،2019 – Denver, CO. https://www.researchgate.net/publication/334812445_Horizontal_Targeting_Strategies_and_Challenges_Examples_from_the_Marcellus_Shale_Appalachian_Basin_USA

لاش، جي، لوي، سانت، وتي إنجيلدر (2004). التوصيل التفضيلي للصخر الزيتي الأسود في العصر الديفوني العلوي، هضبة أبالاتشي، الولايات المتحدة الأمريكية: دليل يدعم توليد الهيدروكربون كآلية قيادة مشتركة. الجمعية الجيولوجية في لندن. منشورات خاصة. المجلد. 231:1، ص 129-161.

Lash, GG, and EP Lash (2014) التاريخ المبكر لصناعة الغاز الطبيعي، فريدونيا، نيويورك. مقالة البحث والاكتشاف. 29 أغسطس 2014. https://www.searchanddiscovery.com/pdfz/documents/2014/70168lash/ndx_lash.pdf.html

Lash, G., and E. Lash (مايو 2015) “أبو صناعة الغاز الطبيعي” المجهول AAPG Explorer. مايو 2015. https://explorer.aapg.org/story/articleid/19706/the-unsung-father-of-the-natural-gas-industry

ماكدونالد، رونالد (2002) تطبيق التقنيات المبتكرة على أنشطة استكشاف وتطوير مكامن الصخر الزيتي في العصر الديفوني، وقائع مؤتمر OPI السنوي الحادي والأربعين، معهد أونتاريو للبترول، 4-6 نوفمبر.

Martin, J P., Hill, DG, Lombardi, TE, Nyahay, R. (2008). كتاب تمهيدي عن الغاز الصخري في نيويورك. الجمعية الجيولوجية لولاية نيويورك: NYSGA Online. https://www.nysga-online.org/wp-content/uploads/2019/06/NYSGA-2008-A1-A-Primer-on-New-Yorks-Gas-Shales.pdf