1 / 2004 - strona startowa

ROCZNICE NAFTOWE W 2004 ROKU

Roman Reinisch

W roku 2004 obchodzić będziemy dwie ważne rocznice, które dla górnictwa naftowego w Polsce są bardzo znamienne.

1. 150-lecie realizacji pierwszych wierceń naftowych na świecie na kopalni ropy naftowej Bóbrka oraz

2. 50-lecie powstania pierwszego w Europie PMG Roztoki.

Coraz szerzej prowadzone prace poszukiwawcze i geologiczno-wiertnicze, a w szczególności na obszarze Karpat, doprowadziły do odkrycia wielu nowych złóż ropy i gazu ziemnego. Wśród nich pierwsze na świecie złoże "oleju skalnego" rozwiercane i eksploatowane w Bóbrce.

Ropa naftowa i "olej skalny" były znane od bardzo dawna i wykorzystywane były do różnych celów w wielu krajach na świecie. Różne źródła i zapisy podają, że ropę i "olej skalny" gromadzono i zbierano w różnego rodzaju studniach, kopankach czy zagłębieniach i miały one charakter "zbierania", a nie eksploatacji tego surowca, np. w 1771 r we wsi Słoboda Runguska (Kołomyja) ze studni kopanej dla soli z głębokości 24 m zbierano ropę przez 100 lat, gdzie gromadziła się ona w ilości około 100 kg na dobę (2). W dawnych wiekach Chińczycy zbierali w różnych zagłębieniach "olej skalny" (ropę) i wykorzystywali go do różnych celów (np. do smarowania osi kół przy wozach). Według niektórych źródeł ten charakter "zbierania" ropy to nie jest jeszcze eksploatacja i dlatego błędnie uważa się rok 1771 za początek wydobywania ropy we wschodnich Karpatach (2). W 1775 r. w Słobodzie Rungurskiej działało już siedem kopalń o głębokości od 25 do 70 m. W Rypnem początek prac przy wydobyciu ropy odnosi się do 1786 roku, kiedy została wykopana pierwsza studnia naftowa (2). Trudno to "zbieranie" ropy nazwać wydobyciem czy eksploatacją, ponieważ jak wynika z informacji w rejonie Drohobycza (Truskawca):"...wydobycie ropy naftowej w 1815-1816 r. było małe i wynosiło 200-300 garnców (1g.=3,28 l) na tydzień..." (2).

W 1854 roku w Karpatach, na ziemi krośnieńskiej, w rejonie Bóbrki, prowadzone były pierwsze wiercenia w celu wydobycia ropy ("oleju skalnego") na skalę przemysłową i od tego czasu datuje się początki i rozwój przemysłu naftowego w Polsce. Rejon ten jest uważany za kolebkę rozwoju przemysłu naftowego na świecie. Tutaj właśnie wykonano w 1854 roku pierwszy na świecie szyb naftowy "Wojciech" na założonej tu pierwszej kopalni ropy naftowej w Bóbrce. W latach 1854-1880 na terenie kopalni Bóbrka wydrążono ponad 60 studni ("kopanek"), których głębokość wynosiła od kilku do 150 m. Jedną z nich, kopankę "Franek" obecnie nadal czynną można oglądać (zwiedzać) do dzisiaj w Skansenie Bóbrka (Muzeum Przemysłu Naftowego). Muzeum w Bóbrce ma swoją renomę i cieszy się ogromnym zainteresowaniem wśród specjalistów naftowych z całego świata. Na odkrytym złożu ropy Bóbrka nieco później prowadzono wiercenia, gdzie: "...w 1874 r. eksploatowano 51 otworów i wydobyto 930 ton ropy naftowej..." (2). Na wielu złożach ropy w Karpatach prowadzone są na dużą skalę wiercenia i wydobycie ropy na skalę przemysłową np. w Borysławiu (1862 r.), w Słobodzie Rungurskiej (1875 r.), w rejonie Rypnego (1887 r.), w Węglówce (1888 r.), w Potoku (1890 r.), w Nahujowicach na złożu Bitkowsko-Baczyńskim (1899 r.) itd. Początek i rozwój przemysłu naftowego zapoczątkowany został w Karpatach w 1854 r. Amerykański przemysł naftowy zaczął się dopiero w 1859 r. (5 lat później), gdy w okolicy miejscowości Titusville wywiercono pierwszy szyb (2).

Prowadzona jest eksploatacja nowo odkrytych złóż ropy i gazu ziemnego. Obserwuje się wzrastające wydobycie gazu ziemnego i coraz większe wykorzystanie gazu głównie w przemyśle oraz w sektorze komunalnym. W rejonie karpackim po raz pierwszy gaz jest wykorzystywany dla celów grzewczych, co bezpośrednio wpłynęło w tym rejonie na konieczność magazynowania gazu dla pokrywania niedoboru gazu w okresach jego zwiększonego zużycia np. w okresie zimowym. W tych warunkach, nierównomiernego zapotrzebowania i zużycia gazu, w rejonie Karpat powstało zainteresowanie (specjalistów naftowych) nowym zagadnieniem podziemnego magazynowania gazu.

Problematyką podziemnego magazynowania gazu specjaliści interesowali się już ponad 250 lat temu. Pierwsze próby podziemnego magazynowania gazu prowadzono bardzo wcześnie bo już w XIX wieku na ziemi amerykańskiej w rejonie Chicago. W połowie XIX wieku powstały pierwsze połączone ze sobą sztuczne metalowe zbiorniki gazu k/Chicago. Było to pierwsze podziemne magazynowanie gazu i do zbiorników zatłaczano małe ilości gazu pod nie dużym ciśnieniem. Ten "PZG" w początkowym okresie miał ogólną pojemność rzędu kilkudziesięciu tysięcy m3 i wielkość ta całkowicie zaspakajała potrzeby przemysłu. Rozwój przemysłu i rosnące potrzeby i wzrastające zużycie gazu w tym okresie spowodowały rozwój magazynowania większych ilości gazu w naturalnych warunkach wyeksploatowanych złóż gazu i rozwój PMG o większych pojemnościach. Warto wspomnieć, że w 1915 r. w Kanadzie podjęte zostały pierwsze na świecie próby podziemnego magazynowania gazu ziemnego. Pierwszy podziemny magazyn gazu w sczerpanym złożu gazu wytworzono w Kanadzie w okręgu Welland County w stanie Onthario. Odtąd rok 1915 jest uważany jako początek budowy i rozwoju podziemnego magazynowania gazu na świecie. Kolejny PMG Zoar-Erie został wytworzony w 1915-1916 w USA w stanie Nowy York w wyeksploatowanym złożu gazu o ogólnej pojemności 62 mln m3. Drugi PMG w USA powstał w 1919 r. w stanie Kentucky też w sczerpanym złożu. W takich warunkach rozpoczął się rozwój podziemnego magazynowania gazu w pierwszej kolejności na kontynencie amerykańskim, gdzie obecnie znajduje się najwięcej czynnych PMG, tzn. w USA i w Kanadzie (odpowiednio 380 i 40).

Pierwsze próby podziemnego magazynowania gazu prowadzone były w rejonie Karpat kiedy to w 1954 r. podjęto próbę adaptacji sczerpanego złoża Roztoki na PMG. W oparciu o prace Instytutu Naftowego z 1953 r.(3) prowadzono badania złożowe w celu określenia możliwości magazynowania gazu. Próbne zatłaczanie gazu rozpoczęto 24 lipca 1954 r, które potwierdziło przydatność złoża Roztoki dla magazynowania gazu. Na ziemi krośnieńskiej w rejonie Krosna-Jasła powstał pierwszy w Europie PMG Roztoki, który budowę i oficjalne rozpoczęcie magazynowania gazu rozpoczął od 4-go grudnia 1954 r. (1, 3).

PMG Roztoki został wytworzony w eoceńskim I piaskowcu ciężkowickim na głębokości około 1000 m. Na PMG Roztoki wykonanych było 6, w tym 5 otworów eksploatacyjnych i odwiert Polmin-6 (piezometr) były zlokalizowane w optymalnej strefie złożowej. W roboczych cyklach do wyeksploatowanego złoża gazu Roztoki rozpoczęto zatłaczanie gazu ziemnego wykorzystując do tego celu ciśnienie robocze gazociągu lokalnego (bez kompresorów) rzędu około 2,4 MPa. Odbiór gazu z magazynu prowadzono w przedziale ciśnień od 1,27 do 2,86 MPa. Na magazynie tym do 5 odwiertów w kilku cyklach zatłoczono i odebrano około 60 mln m3 gazu. PMG Roztoki rozpoczął eksploatację 4 grudnia 1954 r. i 30.czerwca 1980 r. (po 25 latach) zakończono eksploatację tego magazynu. Przyczyną likwidacji PMG była nieszczelność całego obiektu i tzw. "nieszczelności techniczne" "starych" otworów i gazociągów kopalnianych, które powodowały ekshalację gazu wokół odwiertów i ubytki gazu z poziomu magazynowego. Pierwszy w Europie PMG Roztoki został zlikwidowany z przyczyn technicznych (1, 3).

Pod koniec lat 90-tych podjęto próbę reaktywowania PMG Roztoki do dalszej pracy. Wykonana została analiza techniczno-geologiczna PMG przez zespół specjalistów górnictwa naftowego pod kierunkiem Mieczysława Jakiela, która wykazała przydatność PMG dla systemu. Z uwagi jednak na duże zagrożenia i nieszczelność całego obiektu brak było podstaw do reaktywowania i rozbudowy kolejnego nieszczelnego PMG w SE części kraju (1)

W Europie obecnie jest 175 czynnych PMG. Najwięcej w Niemczech (39 PMG) i w Rosji (24 PMG) oraz na Ukrainie (16) we Francji, we Włoszech, na Słowacji itd. Pierwszym w Europie był PMG Roztoki (1954), a drugi powstał w 1956 r. we Francji PMG Beynes Superieur, kolejny PMG Engelbostel w Niemczech, które (obydwa) wytwarzano w strukturach zawodnionych. Następny wybudowano w sczerpanym złożu gazu w 1958 r. PMG Baszmatowskoje (koło Kujbyszewa), a kolejne w 1959 r. Samarskoje PMG na obszarze b. Zw. Radzieckiego (1).

W okresie minionych 50 lat rozwój bazy PMG w Polsce doprowadził do rozbudowy wielu PMG np. Tarchały (1976), Brzeźnica (1979), Swarzów (1979), Strchocina (1982), Husów (1987), PZG na KWK Morcinek(1990), Wierzchowice (1995), KPMG Mogilno (1996) i PMG Jaśniny N (1999), które w większości obecnie są czynnymi magazynami gazu. W procesie bardziej równomiernej rozbudowy bazy PMG w Polsce obecnie prowadzona jest rozbudowa KPMG Mogilno i PMG Wierzchowice. Najszybciej potrzebne pojemności magazynowe można uzyskać na PMG Wierzchowice, gdyż na Mogilnie dodatkowa pojemność jest droga, czasochłonna i wymaga 2-3 lat. Za okres ten na PMG Wierzchowice można uzyskać dodatkowo 1-2 mld m3 potrzebnej pojemności magazynowej. Za kilka miesięcy obchodzić będziemy 10-lat budowy tego PMG. W normalnych warunkach taki magazyn buduje się w Europie 3-4 lata. Brak pieniędzy jest główną przyczyną powolnej rozbudowy, ale PMG Wierzchowice może sam na siebie zarabiać za usługi magazynowe - to ogromny biznes, bo lepiej szybciej rozbudować tak potrzebny dla kraju PMG Wierzchowice, niż nadal płacić kupując usługi magazynowe i dodatkowe ilości gazu z PMG zlokalizowanych za wschodnią granicą.

Zgodnie z wymogami UE ("Dyrektywa UE w zakresie magazynowania gazu i paliw") Polska zobowiązana będzie dysponować pojemnością magazynową około 3,0 mld m3 dla gazu aktywnego(w tym 10 %, tj. 300 mln m3 gazu z kawern solnych dla pokrycia tzw. niedoborów szczytowych), a dysponuje zaledwie około 30 % wymaganej wielkości. Tylko pełna rozbudowa PMG Wierzchowice do pojemności 3,5-4,5 mld m3 może wymagania te (UE) zaspokoić i I etap rozbudowy do pojemności czynnej 1,2 mld m3 może być jedynie etapem przejściowym do pełnej rozbudowy tego tak potrzebnego, jedynego PMG na zachodzie kraju. Istnieje również możliwość wykorzystania na PMG innych obiektów (sczerpanych złóż gazu i struktur zawodnionych) w centralnej i północnej części kraju.

W Europie i UE dominuje zasada równomiernej rozbudowy bazy PMG na obszarze całego kraju (jak np. w Niemczech). Mało racjonalna i nieuzasadniona jest budowa PMG tylko w jednym południowo-wschodnim rejonie kraju lub też rozbudowa w tym samym rejonie kolejnego 6-go, mniej przydatnego PMG. W PMG występujących w tym rejonie obserwuje się nieszczelności tzw. "techniczne" w odwiertach, zwłaszcza starych, które powodują ubytki ("ucieczki") gazu z magazynu np. PMG Husów. Występujące w SE części kraju PMG zbudowano i rozwiercono wg tradycyjnych starych metod (dużą ilością otworów na całym złożu), są bardzo stare i "przestarzałe", stąd ich nazwa "galicyjskie" magazyny gazu. Z uwagi na długi okres pracy tych magazynów gazu obserwuje się negatywne procesy i zjawiska na tych PMG oraz procesy tzw. "starzenia się" czy "zmęczenia" w wyniku których tracą one pojemność magazynową, co w miarę upływu lat może doprowadzić ich do tzw. "samolikwidacji" i dalsza ich rozbudowa jest nieuzasadniona (nie da spodziewanych efektów). Na PMG Swarzów obserwuje się dużą zawartość H2S w odbieranym gazie z magazynu, która w odwiertach Sw-20, Sw-21 czy Sw-22 często przekracza 50-60 mg/m3 siarkowodoru (przy dopuszczalnym poniżej 20 mg/m3), co może doprowadzić do likwidacji tych odwiertów lub do likwidacji całego magazynu gazu. Stare "galicyjskie" magazyny gazu mogą pracować w niekorzystnych warunkach, aż do okresu tzw. "samolikwidacji", natomiast inwestycje i rozbudowę uzasadnionym jest prowadzić nie na "starym" PMG Strachocina, a na "nowych" PMG, budowanych i rozwiercanych wg nowoczesnych metod. Obserwowane od dłuższego czasu negatywne procesy i zjawiska mogą doprowadzić do trudnej sytuacji czynne obecnie PMG, zwłaszcza "galicyjskie" magazyny gazu, która może doprowadzić do tego, że za kilka lat czynne będą tylko 2 magazyny: PMG Wierzchowice i KPMG Mogilno. Zachodzące negatywne procesy są często spotykane na wielu innych PMG w różnych krajach, w tym również u nas w kraju i jest to jeden z głównych powodów, który może i powinien mieć wpływ na rozwój bazy PMG w kraju oraz na przyśpieszenie rozbudowy tak potrzebnego w kraju PMG Wierzchowice.

Jedyny PMG Wierzchowice w zachodniej części kraju powinien być rozbudowany do pełnej pojemności aktywnej (3,5-4,5 mld m3), ponieważ tylko ten magazyn gazu może zapewnić potrzebną ilość gazu aktywnego w PMG w kraju. Zgodnie z potrzebami w kraju oraz zgodnie z wymogami UE. Polska powinna posiadać w zależności od aktualnego zużycia gazu (25%) około 3,0 mld m3 gazu aktywnego w czynnych PMG, a posiada zaledwie około 30 % tej wielkości. Zbyt powolna rozbudowa bazy PMG w kraju oraz zbyt powolna rozbudowa PMG Wierzchowice lub też ewentualne zatrzymanie dalszej jego rozbudowy może w dużym stopniu mieć znaczny wpływ na zagrożenie bezpieczeństwa energetyczno-paliwowego w kraju. Powolne rozbudowa tego magazynu (ponad 10 lat) może również spowodować przyśpieszenie negatywnych procesów w złożu (PMG), w tym głównie bezpowrotną utratę pojemności magazynowej, ponieważ PMG pracuje cały czas w warunkach dużej różnicy ciśnień (około 100 bar), potęgując wpływ negatywnych procesów zawodnienia. Ostatnio PMG Wierzchowice odbiera więcej gazu niż jest zatłoczone, co może doprowadzić do powolnej likwidacji jedynego i niezbędnego PMG na zachodzie kraju. Poniesiono tu już duże koszty kilkuset mln zł, a obecnie odbiera się duże ilości gazu buforowego np. z odw. W-6 (usytuowanego tuż przy konturze złoża) odbierano gaz buforowy o zawartości 78 % CH4, co może prowadzić do likwidacji tego PMG. Wstrzymanie dalszej rozbudowy PMG Wierzchowice ma umożliwić rozbudowę PMG Strachocina mimo, że ten ostatni obiekt jest nieszczelny ("nieszczelność techniczną" stwierdzono wokół 18 odwiertów). Eksploatacja nieszczelnych PMG może wynikać z konieczności i potrzeby systemu gazowniczego w ograniczonym okresie czasu. W perspektywie jednak czasu takie nieszczelne PMG z reguły są przeznaczone raczej do likwidacji niż do rozbudowy, zwłaszcza gdy występują w jednym rejonie (np. PMG Roztoki), zgodnie z obowiązującymi zasadami, gdyż powodują bardzo poważne zagrożenia, obserwuje się duże ubytki gazu z magazynu, ponoszone są straty finansowe itp.

Dywersyfikacja dostaw gazu jest jednym z elementów bezpieczeństwa (bardzo drogim), a z reguły najlepszym gwarantem bezpieczeństwa paliwowo-energetycznego każdego kraju (w tym Polski i UE) jest obecność gazu w danym kraju np. w wybudowanych równomiernie PMG na całym obszarze kraju i szybka rozbudowa PMG (w wielu PMG utrzymuje się "żelazną rezerwę" około 10-20 % gazu). Przykładem może być równomierny rozwój bazy PMG w wielu krajach np. w Austrii, Francji, Niemczech, na Słowacji, Ukrainie itd.

4-go grudnia 2004 roku w Krośne odbędzie się uroczyste sympozjum połączone z uroczystościami Barbórki w Dniu Górnika w 2004 roku.

Literatura:

1. R. Reinisch - "Wybrane, istotne aspekty podziemnych magazynów gazu (u progu XXI wieku)". Wydawnictwo PLJ str. 301, Warszawa - 2000 r.

2. Wydanie specjalne (brak autora) -"Historyczne korzenie przemysłu naftowego i gazowego Podkarpacia" (fragment monografii pt.: "Nafta i Gaz Podkarpacia. Zarys historii"), "Nafta-Gaz", Rok LIX, nr 5, str. 221-228, Kraków - 2003 r

3. Wybrane prace IGNiG w Krakowie (Jan Dudek) - "Pierwszy w Europie podziemny magazyn gazu ziemnego w Roztokach k. Jasła", Prace IGNiG, Kraków - 2003 r.

4. Piesik W., Zamojcin J. - "Studium geologiczne nad genezą i procesem tworzenia H2S w PMG Swarzów w oparciu o budowę geologiczną złoża i własności petrofizyczne kolektora", Mies. "Nafta-Gaz" nr 1/2004, Kraków, 2004 r.