İçerik
- Shale Nedir?
- Şeylinin Kullanım Alanları
- Geleneksel Yağ ve Doğal Gaz
- Geleneksel Olmayan Yağ ve Doğal Gaz
- Kil üretmek için kullanılan şeyl
- Çimento üretmek için kullanılan şeyl
- Yağ şeyl
- Şeyl Bileşimi
- Şeyl renkleri
- Siyah ve Gri Şeyl
- Kırmızı, Kahverengi ve Sarı Şeyl
- Yeşil Şeyl
- Şeyl'in Hidrolik Özellikleri
- Kaya Şeylinin Mühendislik Özellikleri
- Geniş Topraklar
- Şev Stabilitesi
- Şeyl Biriktirme Ortamları
Şeyl: Şeyl keskin kenarlı ince parçalara bölünür. Kırmızı, kahverengi, yeşil, gri ve siyah içeren çok çeşitli renklerde oluşur. En yaygın tortul kayadır ve dünya genelinde tortul havzalarda bulunur.
Shale Nedir?
Şeyl, yaygın olarak "çamur" dediğimiz silt ve kil büyüklüğündeki mineral parçacıkların sıkışmasından oluşan ince taneli tortul bir kayadır. Bu kompozisyon, şeylleri "çamurtaşları" olarak bilinen tortul kayaçlar kategorisine yerleştirir. Şeyl, diğer çamurtaşlarından ayrılır çünkü bölünebilir ve lamine edilir. "Lamine", kayanın çok ince katmanlardan oluştuğu anlamına gelir. "Kırılabilir", kayanın kolayca laminasyonlar boyunca ince parçalara bölündüğü anlamına gelir.
Şeylinin Kullanım Alanları
Bazı şeyllerin, onları önemli kaynaklar yapan özel özellikleri vardır. Siyah şeyller, bazen doğal gaz veya yağ oluşturmak için parçalanan organik maddeler içerir. Diğer şeyller, çeşitli faydalı nesneler haline getirilebilecek killerin üretilmesi için ezilebilir ve suyla karıştırılabilir.
Geleneksel Yağ ve Doğal Gaz Rezervuarı: Bu çizim, yağ ve doğal gaz içeren bir "antiklinal tuzağı" göstermektedir. Gri kaya birimleri geçirimsiz şeyldir. Bu şeyl birimlerinde petrol ve doğal gaz oluşur ve daha sonra yukarı doğru hareket eder. Yağ ve gazın bir kısmı, bir petrol ve gaz rezervuarı oluşturmak üzere sarı kumtaşı içinde sıkışıp kalmaktadır. Bu "geleneksel" bir haznedir - bu, petrol ve gazın kumtaşı gözenek boşluğu içinden akabileceği ve kuyudan üretilebileceği anlamına gelir.
Geleneksel Yağ ve Doğal Gaz
Siyah organik şeyl, dünyanın en önemli petrol ve doğal gaz yataklarının çoğu için kaynak kayadır. Bu şeyller, siyah renklerini, şeylinin oluştuğu çamurla biriken küçük organik madde parçacıklarından elde eder. Çamur toprağa gömüldükten ve ısındığından, organik maddelerin bir kısmı yağa ve doğalgaza dönüştürüldü.
Petrol ve doğal gaz, düşük yoğunluklarından dolayı şeylden ve yukarı doğru tortu kütlesinden geçti. Petrol ve gaz genellikle kumtaşı gibi bir üst kaya biriminin gözenek boşlukları içinde tutulur (resme bakınız). Bu tür petrol ve gaz birikintileri "geleneksel rezervuarlar" olarak bilinir, çünkü akışkanlar kayanın gözeneklerinden ve ekstraksiyon kuyusuna kolayca akabilir.
Sondaj, rezervuar kayalığından büyük miktarda yağ ve doğal gaz çıkarabilse de, çoğu şeyl içerisinde sıkışıp kalır. Bu yağ ve gazın çıkarılması çok zordur, çünkü küçük gözenek boşlukları içinde sıkışır ya da şeytanı oluşturan kil mineral parçacıklarına adsorbe edilir.
Geleneksel olmayan Petrol ve Gaz Haznesi: Bu çizim, geleneksel olmayan petrol ve doğal gaz alanlarının gelişimini sağlayan yeni teknolojileri göstermektedir. Bu gaz alanlarında, petrol ve gaz şeyllerde veya geçirimsiz olan başka bir kaya biriminde tutulur. Bu petrolü veya gazı üretmek için özel teknolojilere ihtiyaç vardır. Biri, dikey bir kuyunun yatay olarak saptığı yatay bir sondajdır, böylece rezervuar kayasının uzun bir mesafesine nüfuz eder. İkincisi, hidrolik kırılmadır. Bu teknikle, kuyunun bir kısmı kapatılır ve çevresindeki kayanın kırılmasına yetecek kadar yüksek bir basınç elde etmek için su pompalanır. Sonuç, uzun bir kuyu deliğinin girdiği yüksek oranda kırılmış bir rezervuardır.
Geleneksel Olmayan Yağ ve Doğal Gaz
1990'ların sonlarında, doğal gaz sondaj şirketleri, küçük şeyl gözenek boşlukları içinde kalan doğal gaz ve petrolü serbest bırakmak için yeni yöntemler geliştirdiler. Bu keşif önemliydi, çünkü dünyadaki en büyük doğal gaz yataklarından bazılarının kilidini açtı.
Texas'lı Barnett Şeylesi, şeyl rezervuar kayasında geliştirilen ilk büyük doğal gaz alanıydı. Barnett Şeylinden gaz üretmek çok zordu. Şeyldeki gözenek boşlukları o kadar küçüktür ki, gaz şeyl boyunca ve kuyuya girmekte zorlanır. Deliciler, şeylleri kırmak için yeterince yüksek basınç altındaki kuyuya su pompalayarak şeyllerin geçirgenliğini artırabileceklerini keşfettiler. Bu kırıklar gazın bir kısmını gözenek alanlarından serbest bıraktı ve bu gazın kuyuya akmasına izin verdi. Bu teknik "hidrolik kırılma" veya "hidrofraking" olarak bilinir.
Drillers ayrıca şeyl seviyesine inmeyi ve şeyl kaya ünitesinde yatay olarak delmek için kuyuyu 90 derece döndürmeyi öğrendi. Bu, rezervuar kayasında çok uzun bir "ödeme bölgesi" olan bir kuyu üretmiştir (resme bakınız). Bu yöntem "yatay delme" olarak bilinir.
Yatay delme ve hidrolik kırma delme teknolojisinde devrim yarattı ve dev doğal gaz sahalarının geliştirilmesinin önünü açtı. Bunlara Appalachians'taki Marcellus Shale, Louisiana'da Haynesville Shale ve Arkansas'ta Fayetteville Shale dahildir. Bu devasa şeyl rezervuarları, 20 yıl veya daha uzun bir süredir Amerika Birleşik Devletleri'nin tüm ihtiyaçlarına cevap verecek kadar doğal gaz bulundurmaktadır.
Tuğla ve kiremitte şeyl: Shale, birçok tuğla, kiremit, boru, çanak çömlek ve diğer mamul ürünlerin yapımında hammadde olarak kullanılır. Tuğla ve kiremit, evler, duvarlar, caddeler ve ticari yapılar inşa etmek için en çok kullanılan ve en çok kullanılan malzemelerden bazılarıdır. Resim telif hakkı iStockphoto / Guy Elliott.
Kil üretmek için kullanılan şeyl
Herkesin şeylden yapılmış ürünlerle teması var. Bir tuğla evde yaşıyorsanız, bir tuğla yolda kullanıyorsanız, bir kiremit çatılı bir evde yaşıyorsanız veya bitkileri "pişmiş topraktan" saksılarda tutuyorsanız, muhtemelen şeylden yapılmış eşyalarla günlük olarak iletişim kurabilirsiniz.
Yıllar önce bu aynı maddeler doğal kilden yapıldı. Bununla birlikte, ağır kullanım, küçük kil yataklarının çoğunu tüketmiştir. Yeni bir hammadde kaynağına ihtiyaç duyan üreticiler kısa sürede ince öğütülmüş şeylinin suyla karıştırılmasının çoğu zaman benzer veya üstün özelliklere sahip bir kil üreteceğini keşfetti. Günümüzde, bir zamanlar doğal kilden üretilen ürünlerin çoğu, ince öğütülmüş şeylinin suyla karıştırılmasıyla üretilen kilden elde edilen hemen hemen aynı maddelerle değiştirildi.
Kaya ve Mineral Kitleri: Toprak malzemeleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için bir kaya, mineral veya fosil kiti edinin. Kayaları öğrenmenin en iyi yolu, test ve inceleme için numunelerin hazır bulundurulmasıdır.
Çimento üretmek için kullanılan şeyl
Çimento, genellikle şeylle yapılan başka bir yaygın malzemedir. Çimento yapmak için, ezilmiş kireçtaşı ve şeyl, tüm suyu buharlaştıracak ve kireçtaşını kalsiyum oksit ve karbondioksit içerisine parçalayacak kadar yüksek bir sıcaklığa ısıtılır. Karbondioksit salınımı olarak kaybolur, ancak ısıtılmış şeylle birleştirilmiş kalsiyum oksit, suyla karıştırıldığında ve kurumasına izin verildiğinde sertleşecek bir toz oluşturur. Çimento, inşaat sektörü için somut ve daha birçok ürün yapmak için kullanılır.
Yağ şeyl: Katı kerojen formunda önemli miktarda organik madde içeren bir kaya. Kayanın 1 / 3'üne kadar katı organik materyal olabilir. Bu örnek, yaklaşık dört santim (on santimetre) boyuncadır.
Yağ şeyl
Oil shale, kerojen formunda önemli miktarda organik madde içeren bir kayadır. Kayanın 1 / 3'üne kadar katı kerojen olabilir. Sıvı ve gaz halindeki hidrokarbonlar yağ şeylinden çıkarılabilir, ancak kayanın ısıtılması ve / veya çözücülerle işlenmesi gerekir. Bu genellikle doğrudan bir kuyuya yağ veya gaz verecek kayaları delmekten çok daha az etkilidir. Hidrokarbonları yağ şeylinden çıkarmak, önemli çevresel kaygılara neden olan emisyonlar ve atık ürünler üretir. Bu, dünyadaki kapsamlı petrol şeyl yataklarının agresif bir şekilde kullanılmamasının bir nedenidir.
Petrol şeyl genellikle "şeyl" tanımına uygundur, "en az% 67 kil mineralinden oluşan lamine bir kayadır". Bununla birlikte, bazen kil minerallerinin kayanın% 67'sinden azını oluşturduğu yeterli organik madde ve karbonat mineralleri içerir.
Şeyl çekirdek örnekleri: Şeyl, petrol, doğal gaz veya mineral kaynak değerlendirmesi için delindiğinde, kuyudan genellikle bir çekirdek kurtarılır. Çekirdekteki kaya, potansiyelini ve kaynağın en iyi nasıl geliştirilebileceğini öğrenmek için test edilebilir.
Şeyl Bileşimi
Şeyl, esasen kil büyüklüğünde mineral tanelerinden oluşan bir kayadır. Bu küçük taneler genellikle illit, kaolinit ve smektit gibi kil mineralleridir. Şeyl genellikle kuvars, şerbet ve feldspat gibi diğer kil büyüklüğünde mineral parçacıkları içerir. Diğer bileşenler organik parçacıklar, karbonat mineralleri, demir oksit mineralleri, sülfür mineralleri ve ağır mineral taneleri içerebilir. Kayadaki bu "diğer bileşenler" çoğu şeyllerin şeyl ortamı tarafından belirlenir ve genellikle kayanın rengini belirler.
Siyah şeyl: Organik zengini siyah şeyl. Doğal gaz ve yağ bazen bu tür şeyllerin küçük gözenek boşluklarında tutulur.
Şeyl renkleri
Kayaların çoğu gibi, şeyllerin rengi de genellikle az miktarda belirli malzemelerin bulunmasıyla belirlenir. Organik malzemelerin veya demirin yalnızca yüzde biri, kayanın rengini önemli ölçüde değiştirebilir.
Şeyl gazı oyunları: 1990'ların sonlarından bu yana, onlarca daha önce verimsiz olan siyah organik şeyller değerli gaz alanlarına başarıyla geliştirildi. Makaleye bakın: "Şeyl Gazı Nedir?"
Siyah ve Gri Şeyl
Sedimanter kayaçlar içindeki siyah renk hemen hemen her zaman organik maddelerin varlığını gösterir. Sadece yüzde bir veya iki organik madde, kayaya koyu gri veya siyah renk verebilir. Ek olarak, bu siyah renk hemen hemen her zaman oksijensiz bir ortamda biriken tortudan oluşan şeyllerin anlamına gelir. Çevreye giren herhangi bir oksijen, hızla azalan organik kalıntılarla reaksiyona girmiştir. Çok miktarda oksijen mevcut olsaydı, organik artıkların hepsi çürürdü. Oksijensiz bir ortam, çoğu siyah şeylde bulunan bir diğer önemli mineral olan pirit gibi sülfit minerallerinin oluşumu için uygun koşulları da sağlar.
Siyah şeyllerde organik artıkların varlığı onları petrol ve gaz üretimi için aday kılar. Organik madde gömüldükten sonra korunup düzgün bir şekilde ısıtılırsa, yağ ve doğal gaz üretilebilir. Barnett Şeyl, Marcellus Şeyl, Haynesville Şeyl, Fayetteville Şeyl ve diğer gaz üreten kayaların tümü doğal gaz veren koyu gri veya siyah şeyllerdir. Kuzey Dakota'daki Bakken Şeyl ve Teksaslı Kartal Ford Şeyl, petrol veren şeyllere örnektir.
Gri şeyller bazen az miktarda organik madde içerir. Bununla birlikte, gri şeyller aynı zamanda kireçli malzemeler içeren kayalar veya sadece gri renkte sonuçlanan kil mineralleri de olabilir.
Utica ve Marcellus Shale: Appalachian Havzası'ndaki iki siyah organik şeylinin birkaç yıl boyunca Amerika Birleşik Devletleri'ne tedarik etmek için yeterli doğal gaz içerdiği düşünülmektedir. Bunlar Marcellus Shale ve Utica Shale.
Kırmızı, Kahverengi ve Sarı Şeyl
Oksijen yönünden zengin ortamlarda biriken tortular genellikle hematit, goetit veya limonit gibi minik demir oksit veya demir hidroksit mineralleri içerir. Kayaya yayılan bu minerallerin sadece yüzde biri, birçok şeyl tarafından sergilenen kırmızı, kahverengi veya sarı renkleri üretebilir. Hematit varlığı kırmızı şeyl üretebilir. Limonit veya goetitin varlığı sarı veya kahverengi bir şeyl üretebilir.
Yeşil Şeyl
Yeşil şeyller bazen bulunur. Bu şaşırtıcı olmamalıdır, çünkü bu kayaların hacminin çoğunu oluşturan bazı kil mineralleri ve mikaları tipik olarak yeşilimsi bir renktir.
Doğal gaz şeylisi: On yıldan daha az bir zamanda, şeyl enerji sektöründe öne çıkmaya fırladı. Hidrolik kırılma ve yatay delme gibi yeni delme ve kuyu geliştirme yöntemleri, organik şeyllerin sıkı matrisinde sıkışan yağa ve doğal gaza dokunabilir. Resim telif hakkı iStockphoto / Edward Todd.
Şeyl'in Hidrolik Özellikleri
Hidrolik özellikler, su, yağ veya doğal gaz gibi sıvıları tutma ve iletme kabiliyetini yansıtan geçirgenlik ve gözeneklilik gibi bir kayanın özellikleridir.
Şeyl çok küçük bir tanecik boyutuna sahiptir, bu nedenle geçiş arası boşluklar çok küçüktür. Aslında o kadar küçükler ki, petrol, doğal gaz ve su kayada hareket etmekte zorlanıyor.Bu nedenle şeyl, petrol ve doğal gaz tuzakları için bir kaya taşı görevi görebilir ve ayrıca yeraltı suyu akışını engelleyen veya sınırlayan bir su ürünüdür.
Bir şeyldeki interstisyel boşluklar çok küçük olmakla birlikte, önemli miktarda kaya alabilir. Bu, şeylin önemli miktarda su, gaz veya yağ tutmasını sağlar, ancak düşük geçirgenlik nedeniyle bunları etkili bir şekilde aktaramaz. Petrol ve gaz endüstrisi kayada yapay gözeneklilik ve geçirgenlik yaratmak için yatay delme ve hidrolik kırılma kullanarak bu şeyl sınırlamalarının üstesinden gelir.
Şeyl içinde meydana gelen kil minerallerinin bazıları, büyük miktarda su, doğal gaz, iyon veya diğer maddeleri emme veya adsorbe etme kabiliyetine sahiptir. Şeyl'in bu özelliği, sıvıları veya iyonları seçici ve kuvvetlice tutmasını veya serbestçe salmasını sağlar.
Geniş toprak haritası: Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması, 48 ülke için genelleştirilmiş geniş bir toprak haritası hazırladı.
Kaya Şeylinin Mühendislik Özellikleri
Şeyller ve bunlardan türetilen topraklar üzerine inşa edilecek en sıkıntılı malzemelerden bazılarıdır. Genellikle güvenilmez inşaat yüzeyleri yapan hacim ve yeterlilikteki değişikliklere tabidirler.
Heyelan: Şeyl, heyelan eğilimli bir kayadır.
Geniş Topraklar
Bazı şeyl türevli topraklardaki kil mineralleri, büyük miktarda suyu emme ve salma kabiliyetine sahiptir. Nem içeriğindeki bu değişime genellikle yüzde birkaç katı olabilen hacimdeki bir değişiklik eşlik eder. Bu malzemelere "geniş topraklar" denir. Bu topraklar ıslandığında şişer ve kurudukları zaman büzülürler. Bu malzemelerin üzerine veya içine yerleştirilen binalar, yollar, elektrik hatları veya diğer yapılar, hacim değişiminin kuvvetleri ve hareketi nedeniyle zayıflayabilir veya zarar görebilir. Geniş topraklar, Birleşik Devletler'deki binalara vakıf hasarının en yaygın nedenlerinden biridir.
Şeyl deltası: Bir delta, bir dere duran bir su kütlesine girdiğinde oluşan bir tortu birikintisidir. Akışın su hızı aniden düşer ve taşınan tortular dibe çöker. Deltalar, dünyanın en büyük çamur hacminin biriktiği yerdir. Yukarıdaki görüntü, dağıtım kanallarını ve yayınlar arası mevduatlarını gösteren Mississippi deltasının bir uydu görüntüsüdür. Deltayı çevreleyen parlak mavi su tortu ile doludur.
Şev Stabilitesi
Şeyl en sık heyelanlarla ilişkilendirilen kayadır. Yıpranmış şeyl'i, özellikle ıslandığında normalde çok düşük bir kayma mukavemetine sahip olan kil bakımından zengin bir toprağa dönüştürür. Bu düşük mukavemetli malzemeler ıslak ve dik bir yamaçta, eğimde yavaş veya hızlı bir şekilde hareket edebilirler. İnsanlar tarafından aşırı yükleme veya kazı, genellikle başarısızlığı tetikleyecektir.
Mars'ta Şeyl: Şeyl aynı zamanda Mars'ta çok yaygın bir kayadır. Bu fotoğraf Mars Merak Rover'ın direk kamerasıyla çekildi. Gale Krateri'nde ince yataklı çatlaklı şeyller gösterir. Merak, Gale Krateri'nin kayalarına delikler açtı ve kesimlerdeki kil minerallerini tanımladı. NASA görüntüsü.
Şeyl Biriktirme Ortamları
Çamur birikimi, kayaların kimyasal yıpranması ile başlar. Bu ayrışma, kayaları kil minerallerine ve genellikle yerel toprağın bir parçası olan diğer küçük parçacıklara ayırır. Bir yağmur fırtınası, küçük toprak parçacıklarını karadan ve akarsulara yıkayarak akıntılara "çamurlu" bir görünüm verebilir. Akarsu yavaşlar ya da göl, bataklık ya da okyanus gibi durgun bir su kütlesine girdiğinde çamur parçacıkları dibe çöker. Rahatsız ve gömülü ise, bu çamur birikimi, "çamurtaşı" olarak bilinen tortul bir kayaya dönüşebilir. Çoğu şeyllerin şekli budur.
Şeyl şekillendirme işlemi Dünya ile sınırlı değildir. Mars'ın uçakları, Mars'ta, Dünya'da bulunan şeyllere benzeyen tortul kayaç birimlerinin bulunduğu pek çok yer buldu (fotoğrafa bakın).