Fakta om skifergas i Danmark – geologi, forekomster, indvinding og aktuelle undersøgelser

Leif E. Frandsen, december 2012

"Konventionel" naturgas har bevæget sig op fra skiferlagene til et naturgasreservoir, som det kan udvindes fra. Skiferlagene indeholder stadig store mængder skifergas, som kan udvindes med moderne produktionsteknikker. I Danmark undersøger man, om der er skifergas i Vendsyssel og i Nordsjælland, da der i de to områder findes alunskifer i undergrunden.

Konventionel naturgas udvindes fra gasresevoirer
Konventionel naturgas udvindes fra gasreservoirer i undergrunden. Konventionelle gasreservoirer består af porøse lag, som i toppen er forseglet af et uigennemtrængeligt lag. Kildebjergarter eller moderbjergarter er finkornede sedimentære bjergarter, som er rige på organisk materiale. Det organiske materiale har ved opvarmning gennem geologisk tid genereret og frigjort kulbrinter i tilstrækkelige mængder til at kunne danne kommercielle forekomster. Det organiske stof i en kildebjergart består af alger, pollen, døde mikroorganismer og planterester. Det organiske materiale kan være dannet og aflejret både i havet (marint miljø) og på landjorden (terrestrisk miljø). Kildebjergarter karakteriseres ved en række egenskaber, hvoraf en af de vigtigste er kerogentypen, dvs. sammensætningen af det organiske materiale. Kildebjergarter er typisk lersten, kalksten eller skifer med et indhold af organisk materiale på 2-5 %. Dog kan kulaflejringer også være kildebjergart. Kildebjergarten for olie og gas i Danmark er først og fremmest skifer fra Jura-perioden med aldre fra 130 til 200 millioner år.

Når olie eller gas er dannet i en kildebjergart, vil der begynde en naturlig uddrivning eller migration fra kildebjergarten. Den styrende kraft i denne migration er trykgradienter og forskelle i vægtfylde mellem kulbrinterne og vandet, som oprindeligt fyldte porerne i kildebjergarten. Migrationen vil foregå dels i mikroporerne i kildebjergarten, dels i sprækker og tynde sandlag, hvor permeabiliteten (flydeegenskaberne) er større.

Den dannede gas og olie vil så med tiden migrere fra den kildebjergart, hvor kulbrinterne er blevet dannet, hen til en fælde, et reservoir, hvor kulbrinterne bliver oplagret. Et reservoir er en geologisk struktur, som er omgivet af en forsegling af uigennemtrængeligt materiale, så de oplagrede kulbrinter ikke kan forsvinde. Et reservoir består af en porøs bjergart, som i sin porestuktur, dvs. hulrummene mellem mineralkornene, indeholder vand, olie og/eller gas. Alle tre faser kan være til stede i reservoiret samtidig, gassen øverst, herefter olien, og nederst vandet, som har størst vægtfylde. Reservoirbjergarter i den danske undergrund er enten kalksten (kridt) eller sandsten. Konventionel gas og olie produceres ved, at man gennemborer reservoirets forsegling og producerer gennem brønde/boringer, som er placeret i reservoiret.
 
Skifergas findes i undergrundens skiferlag
Skifergas er naturgas. Skifergas består i lighed med konventionel naturgas primært af metan. Naturgas fra skiferlag kaldes også for "ikke-konventionel" naturgas. "Konventionel" naturgas er gas, som er migreret fra skiferlagene til et reservoir, hvorfra det kan udvindes. Men skiferlagene kan også indeholde store mængder naturgas, som ikke er migreret til et reservoir, og som derfor ikke kan udvindes ved hjælp af konventionelle produktionsteknikker. Skiferformationer er karakteriseret ved en meget lav permeabilitet. Permeabilitet eller gennemstrømningsevne er en parameter, som beskriver en kildebjergarts evne til at lade væske og gas passere igennem. Alunskifer er et skiferlag, som er blevet dannet for ca. 500 millioner år siden, og som bl.a. findes dybt nede i dele af den danske undergrund. I en kildebjergart bestående af alunskifer er gassen i bjergarten kun i ringe grad i stand til at bevæge sig. For at sikre et acceptabelt produktionsniveau af gas fra en formation af alunskifer, må man øge skiferlagets gennemstrømningsevne kunstigt, så gassen kan bevæge sig fra bjergarten til gasbrønden.
 
Hydraulic fracking – teknik til udvinding af skifergas
Hydraulic fracking (hydraulisk frakturering) er en stimuleringsteknik, som bruges til at øge produktionen, når der udvindes gas fra alunskifer. Teknikken, som også benyttes ved udvinding af kulbrinter fra kalkreservoirer i den danske del af Nordsøen, består i al sin enkelthed i, at man ved højt tryk pumper en blanding af vand (ca. 90 %), sand (ca. 9,5 %) og tilsætningsstoffer (ca. 0,5 %) ned i borehullet. Det høje tryk bevirker, at skiferlaget i borehullets umiddelbare nærhed sprækker op. Dette gør det muligt for den gas, som findes i skiferlaget, at diffundere frem til borehullet. Sandet i stimuleringsvæsken er med til at åbne sprækkerne under stimuleringsoperationen. Endvidere har sandkornene til opgave at forhindre, at de dannede sprækker i skiferlaget lukker, når trykket efter endt stimulering falder igen. Tilsætningsstofferne i stimuleringsvæsken er korrosionshæmmende midler, geleringsmidler og bakteriedræbende stoffer, som gør stimuleringsprocessen mere effektiv og samtidig forbedrer produktionsforholdene i brønden.
 
Skifergas i Danmark
Total E&P Denmark B.V. er sammen med Nordsøfonden i gang med at undersøge, om der findes skifergas i Danmark. De to selskaber har af Klima- Energi- og Bygningsministeren efter ansøgning fået tildelt koncession til at undersøge mulighederne for at finde skifergas i den danske undergrund i et område i Vendsyssel og et område i Nordsjælland. De to områder er efter geologiske kriterier blevet udvalgt til undersøgelser af, om der findes naturgas i undergrunden. I de to områder findes der ca. 4000 m under jordoverfladen den særlige geologiske formation kaldet alunskifer. Disse skiferlag er blevet udpeget som et af de potentielle steder i Europa, hvor der muligvis findes naturgasreserver i skiferformationen. Ud over Danmark rækker skiferlagene også ind i Sverige, Norge og Polen.

De geologiske oplysninger om skiferlagene i Vendsyssel og i Nordsjælland er ret begrænsede. Men i henhold til de oplysninger, som allerede findes om skiferlagene, så opfylder skiferlage de relevante geologiske kriterier for dybde, tykkelse og termisk modenhed. Hvilket betyder, at skiferlagene kan indeholde naturgas i en mængde, som gør det rentabelt at udvinde denne. Men det er nødvendigt at gennemføre yderligere geologiske og geofysiske undersøgelser samt at lave en eller flere undersøgelsesboringer, for at bekræfte, at der findes naturgas i skiferlagene. På basis af resultaterne af disse undersøgelser skal man så tage stilling til, om en eventuel naturgasreserve så kan udvindes på en miljømæssig og økonomisk forsvarlig måde. Total E&P Denmark B.V. og Nordsøfonden har til disse undersøgelser fået tildelt en koncession med en efterforskningsperiode på seks år. På sitet www.skifergas.dk kan man læse mere om Total E&P Denmark B.V. og Nordsøfondens efterforskning efter skifergas i Danmark.

Den Internationale Gasunion (IGU) har udarbejdet en publikation vedr. udfordringer, bekymringer m.m. ved efterforskning og produktion af skifergas. Denne publikation, som IGU offentliggjorde på Verdensgaskonferencen i juni 2012 i Kuala Lumpur, har HMN Gassalg oversat til dansk. Den danske udgave af publikationen kan fås ved henvendelse til HMN Gassalg, eller den kan downloades
"Skifergas - Fakta om miljøbekymringerne"