Садржај
- Шта је Схале?
- Употребе Схале-а
- Конвенционална нафта и природни гас
- Неконвенционална нафта и природни гас
- Шкриљац се користи за производњу глине
- Шкриљац се користи за производњу цемента
- Уљних шкриљаца
- Састав шкриљаца
- Боје шале
- Црна и сива шкриљаца
- Црвена, браон и жута шкриљаца
- Греен Схале
- Хидрауличка својства шкриљаца
- Инжењеријска својства шкриљаца
- Експанзивна тла
- Стабилност нагиба
- Окружења таложења шкриљаца
Схале: Шкриљац се ломи на танке комаде са оштрим ивицама. Јавља се у широком распону боја које укључују црвену, браон, зелену, сиву и црну. То је најчешћа седиментна стена и налази се у седиментним базенима широм света.
Шта је Схале?
Шкриљац је ситнозрната седиментна стијена која настаје сабијањем муља и минералних честица величине глине које обично називамо „блато“. Овај састав сврстава шкриљевце у категорију седиментних стијена познатих као "блатни камење". Шкриљевац се разликује од осталих камених блатњака по томе што је цепљив и ламиниран. „Ламинирано“ значи да је стена сачињена од многих танких слојева. „Фиссиле“ значи да се стена лако цепа на танке комаде дуж слоја.
Употребе Схале-а
Неки шкриљаци имају посебна својства због којих су важни ресурси. Црне шкриљевице садрже органски материјал који се понекад разграђује да би формирао природни гас или нафту. Остали се шкриљевци могу дробити и мешати са водом да би се створиле глине које се могу направити у различите корисне предмете.
Конвенционално резервоар за нафту и природни гас: Овај цртеж илуструје "антиклиналну замку" која садржи нафту и природни гас. Јединице сиве стијене су непропусне шкриљевце. Нафта и природни гас формирају се унутар ових шкриљаца, а затим мигрирају према горе. Дио нафте и плина постаје заробљен у жутом пјешчењаку и ствара резервоар нафте и плина. Ово је "конвенционално" резервоар - што значи да нафта и гас могу да теку кроз поре поре пешчењака и да се стварају из бунара.
Конвенционална нафта и природни гас
Црне органске шкриљевце су изворни камен за многе најважније налазишта нафте и природног гаса у свету. Ове шкриљевце добијају своју црну боју од ситних честица органске материје које су таложене у блато из кога се шкриљац формирао. Како је блато било закопано и загревано у земљи, део органског материјала је трансформисан у нафту и природни гас.
Нафта и природни гас су се мигрирали из шкриљаца и нагоре кроз седиментну масу због своје ниске густине. Нафта и гас често су били заробљени у порастим површинама надземне стенске јединице, попут пешчењака (види слику). Ове врсте лежишта нафте и гаса познате су као "конвенционални резервоари", јер се течности лако могу пролити кроз поре стене и у екстракцијски бунар.
Иако бушење може извући велике количине нафте и природног гаса из стијенских лежишта, велики дио тога остаје заробљен у шкриљцу. Ова нафта и гас је врло тешко уклонити, јер су заробљени у ситним порама или адсорбовани на глинене минералне честице које чине шкриљац.
Неконвенционално резервоар за нафту и гас: Овај цртеж илуструје нове технологије које омогућавају развој неконвенционалних налазишта нафте и природног гаса. У тим гасним пољима нафта и гас се држе у шкриљцима или другој каменој јединици која је непропусна. За производњу те нафте или гаса потребне су посебне технологије. Један је хоризонтално бушење, у коме је вертикални бушотин одступан од хоризонталног тако да ће продријети на велику удаљеност од стијене акумулације. Други је хидраулично ломљење. Овом техником један део бунара се затвара и пумпа се вода да се створи притисак који је довољно висок да ломи околну стену. Резултат је резервоар са веома ломљивим слојем који је пробијен великом дужином бушотине.
Неконвенционална нафта и природни гас
Крајем 1990-их компаније за бушење природног гаса развиле су нове методе за ослобађање нафте и природног гаса заробљене у малом порастом простору шкриљца. Ово откриће је било значајно јер је откључало нека од највећих лежишта природног гаса на свету.
Тексашка шкриља Барнетт била је прво велико поље природног гаса развијено у стијени из шкриљаца. Производња гаса из шипке Барнетт била је изазов. Простори пора у шкриљцу су тако ситни да се гасу тешко креће кроз шкриљац и у бунар. Дриллери су открили да би могли повећати пропусност шкриљаца тако што ће воду пумпати у бунар под притиском који је био довољно висок да ломи шкриљац. Ови ломови су ослободили део гаса из пора и омогућили му да тече у бунар. Ова техника је позната као "хидраулично ломљење" или "хидрофракција".
Диллири су такође научили како да бушите до нивоа шкриљца и окрећете бушотину за 90 степени како бисте бушили хоризонтално кроз јединицу стене из шкриљаца. Ово је произвело бунар са веома дугом „плаћом зона“ кроз стијену резервоара (види слику). Ова метода је позната као "хоризонтално бушење".
Хоризонтално бушење и хидраулично ломљење револуционирали су технологију бушења и отворили пут развоју неколико огромних поља природног гаса. Ту спадају шкриља Марцеллус у Аппалацхианс, Храст Схале у Хаинесвиллеу у Лоуисиани и Фаиеттевилле Схале у Аркансасу. У овим огромним резервоарима из шкриљаца се налази довољно природног гаса који може да служи свим америчким потребама двадесет и више година.
Шкриљевац у цигли и плочицама: Шкриљац се користи као сировина за прављење многих врста опека, цријепа, цеви, керамичких производа и других произведених производа. Цигла и цријеп су неки од најчешће коришћених и веома пожељних материјала за изградњу кућа, зидова, улица и комерцијалних грађевина. Ауторска права слике иСтоцкпхото / Гуи Еллиотт.
Шкриљац се користи за производњу глине
Сви имају контакт са производима од шкриљаца. Ако живите у цигланој кући, возите се од цигленог пута, живите у кући са крововима од цријепа или држите биљке у саксији "тера цотта", свакодневно имате контакт са предметима који су вероватно направљени од шкриљаца.
Пре много година ти исти предмети израђени су од природне глине. Међутим, велика употреба испразнила је већину малих лежишта глине. Потребни новом извору сировина, произвођачи су убрзо открили да ће мешањем фино млевених шкриљаца са водом произвести глину која често има слична или супериорна својства. Данас је већина предмета који су некада произведени од природне глине замењени готово идентичним предметима од глине произведене мешањем фино млевених шкриљаца са водом.
Роцк & Минерал Кит: Набавите комплет од камена, минерала или фосила да бисте сазнали више о материјалима Земље. Најбољи начин да сазнате о стијенама је да имате узорке на располагању за тестирање и испитивање.
Шкриљац се користи за производњу цемента
Цемент је још један уобичајени материјал који се често прави из шкриљаца. За прављење цемента, дробљени кречњак и шкриљац загревају се до температуре која је довољно висока да испари сва вода и разгради вапненац на калцијум оксид и угљен диоксид. Угљени диоксид се губи као емисија, али калцијум оксид у комбинацији са загрејаном шкриљевцем чини прах који ће се очврснути ако се помеша са водом и остави да се осуши. Цемент се користи за израду бетона и многих других производа за грађевинарство.
Уљних шкриљаца: Камен који садржи значајну количину органског материјала у облику чврстог керогена. До 1/3 стене може бити чврст органски материјал. Овај узорак је дугачак око четири инча (десет центиметара).
Уљних шкриљаца
Уљни шкриљац је стијена која садржи значајне количине органског материјала у облику керогена. До 1/3 стене може бити чврст кероген. Течни и гасовити угљоводоници могу се извући из нафтних шкриљаца, али стена се мора загрејати и / или третирати растварачима. То је обично много мање ефикасно од бушења стена које ће доводити нафту или гас директно у бунар. Вађење угљоводоника из нафтних шкриљаца ствара емисије и отпадне производе који изазивају значајну бригу о животној средини. То је један од разлога зашто се светска опсежна налазишта шкриљаца нису агресивно користила.
Нафтни шкриљац обично испуњава дефиницију „шкриљаца“ по томе што је „ламинирана стена која се састоји од најмање 67% минерала глине“. Међутим, понекад садржи довољно органских материјала и карбонатних минерала од којих глинени минерали чине мање од 67% стене.
Узорци језгре из шкриљаца: Кад се избуши шкриљац за процену нафте, природног гаса или минералних ресурса, из бушотине се често извлачи језгра. Камен у језгри се затим може тестирати да се сазна о његовом потенцијалу и како се најбоље може развијати ресурс.
Састав шкриљаца
Шкриљац је стена састављена углавном од минералних зрна величине глине. Ова ситна зрна су обично минерали глине као што су неписмени, каолинит и смектит. Шкриљевца обично садржи друге минералне честице величине глине као што су кварц, кремен и фелдспар. Остали састојци могу обухватати органске честице, карбонатне минерале, минерале гвожђе-оксида, сулфидне минерале и тешка минерална зрна. Ови "други састојци" у стени често су одређени окружењем излагања шкриљаца и они често одређују боју стене.
Црни шкриљац: Црна шкриљац богата органским производима. Природни гас и нафта понекад су заробљени у ситним порама ове врсте шкриљаца.
Боје шале
Као и већина стијена, боја шкриљаца често се одређује присуством специфичних материјала у мањим количинама. Само неколико процената органских материјала или гвожђа може значајно изменити боју стене.
Гас из шкриљаца игра: Од краја деведесетих година, десеци раније непродуктивних црних органских шкриљаца успешно су развијени у вредна гасна поља. Погледајте чланак: "Шта је гас из шкриљца?"
Црна и сива шкриљаца
Црна боја у седиментним стијенама готово увек указује на присуство органских материјала. Само један или два процента органских материјала може да стени даје тамно сиву или црну боју. Поред тога, ова црна боја готово увек подразумева да се шкриљац формиран из седимента таложи у окружењу са недостатком кисеоника. Било који кисеоник који је ушао у околину брзо је реаговао са распадајућим органским остацима. Да је присутна велика количина кисеоника, органске крхотине би пропадале. Околина сиромашна кисеоником такође пружа одговарајуће услове за стварање сулфидних минерала као што је пирит, још један важан минерал који се налази у већини црних шкриљаца.
Присуство органских отпадака у црним шкриљевцима чини их кандидатима за производњу нафте и гаса. Ако се органски материјал сачува и правилно загрева после сахране, може се произвести нафта и природни гас. Барнетт Схале, Марцеллус Схале, Хаинесвилле Схале, Фаиеттевилле Схале и друге стијене за производњу плина су тамно сиве или црне шкриљевине које дају природни гас. Баканска шкриљац из Северне Дакоте и Тела из Фордовог орао Орао су примери шкриљаца који дају уље.
Сиви шкриљевци понекад садрже малу количину органске материје. Међутим, сиви шкриљевци могу бити и стијене које садрже вапненасте материјале или једноставно минерале од глине који резултирају сивом бојом.
Утица и Марцеллус Схале: Сматра се да два црна органска шкриљаца у базену Аппалацхиан садрже довољно природног гаса за снабдевање Сједињених Држава неколико година. То су Марцеллус Схале и Утица Схале.
Црвена, браон и жута шкриљаца
Шкриљевци који се таложе у окружењима богатим кисеоником често садрже ситне честице гвожђе-оксид или минерале гвожђе хидроксида, као што су хематит, гоетит или лимонит. Само неколико процената ових минерала дистрибуираних кроз стену може произвести црвену, браон или жуту боју изложену многим врстама шкриљаца. Присуство хематита може произвести црвени шкриљац. Присуство лимонита или гоетита може произвести жуту или браон шкриљцу.
Греен Схале
Повремено се проналазе зелени шкриљевци. Ово не треба да чуди, јер су неки од минерала глине и микрона који чине већи део запремине ових стена типично зеленкасте боје.
Природни гас из шкриљаца добро: За мање од десет година, шкриљац је нагло опао у енергетском сектору. Нове методе бушења и бушења бушотина као што су хидраулично ломљење и хоризонтално бушење могу навући нафту и природни гас заробљени у тијесној матрици органских шкриљаца. Ауторска права слике иСтоцкпхото / Едвард Тодд.
Хидрауличка својства шкриљаца
Хидрауличка својства су карактеристике стене као што су пропусност и порозност која одражавају њену способност да задржи и преноси течности као што су вода, нафта или природни гас.
Шкриљац има врло малу величину честица, тако да су међупросторни простори врло мали. У ствари су толико мале да се нафта, природни гас и вода тешко крећу кроз стијену.Шкриљац може, дакле, послужити као капуљача за замке нафте и природног гаса, а такође представља аквикљу који блокира или ограничава проток подземне воде.
Иако су међупросторни простори у шкриљцу врло мали, они могу да заузму значајан волумен стене. Ово омогућава шкриљевцу да задржи значајне количине воде, гаса или нафте, али не може да их ефикасно преноси због ниске пропустљивости. Индустрија нафте и гаса превазилази та ограничења шкриљаца коришћењем хоризонталног бушења и хидрауличног ломљења како би створила вештачку порозност и пропусност унутар стене.
Неки од минерала глине који се јављају у шкриљцу имају способност да апсорбују или апсорбују велике количине воде, природног гаса, јона или других супстанци. Ово својство шкриљаца може му омогућити селективно и одлучно задржавање или слободно ослобађање течности или јона.
Експанзивна мапа земљишта: Амерички геолошки институт припремио је генерализовану мапу експанзивних тла за ниже 48 држава.
Инжењеријска својства шкриљаца
Шкриљеви и тла изведена на њима представљају неке од најтежих материјала на којима се може градити. Они подлежу променама у обиму и компетентности које их углавном чине непоузданим грађевинским подлогама.
Клизиште: Шкриљац је стена склона клизишту.
Експанзивна тла
Минерали глине у неким тлима из шкриљаца имају способност да апсорбују и ослобађају велике количине воде. Ова промена садржаја влаге обично прати промена у запремини која може бити и до неколико процената. Ови материјали се називају "експанзивна тла". Када та тла постану влажна, набубре се, а када се осуше, смањују се. Зграде, путеви, комунални водови или друге грађевине постављене на или унутар ових материјала могу бити ослабљене или оштећене силама и кретањем промене запремине. Експанзивна тла су један од најчешћих узрока оштећења темеља на зградама у Сједињеним Државама.
Делта шкриљаца: Делта је талог талога који настаје када поток уђе у стајаће водено тело. Брзина потока нагло се смањује и седименти се таложе на дно. Делта су тамо где се одлаже највећи обим земљиног блата. Горња слика је сателитски приказ делте Миссиссиппи, приказује њене дистрибутивне канале и интердистрибутивне депозите. Свијетлоплава вода која окружује делту је натопљена седиментом.
Стабилност нагиба
Шкриљац је стена која је најчешће повезана са клизиштима. Временом се шкриљац претвара у тло богато глином које обично има врло малу чврстоћу смицања - посебно када је влажна. Када су ови материјали мале чврстоће влажни и на стрмој падини, могу се полако или брзо кретати низ падину. Преоптерећење или ископавање људи често изазива неуспех.
Схале он Марс: Шкриљевац је такође веома честа стијена на Марсу. Ову фотографију је снимила јарбол камера Марс Цуриосити Ровер-а. Приказује танко подложне цепљиве шкриљевце, истицане у кратеру Гале. Радозналост је избушила рупе у стијенама Гале Цратера и препознала минерале глине у резницама. НАСА слика.
Окружења таложења шкриљаца
Акумулација блата започиње хемијским испаравањем стена. Овим временским притиском камење се своди на минерале од глине и остале ситне честице које често постају део локалног тла. Кишна олуја може испрати ситне честице тла са копна и у потоке дајући потоцима "блатњав" изглед. Када се поток успори или уђе у стајаће водено тело попут језера, мочваре или океана, честице блата слежу се на дно. Ако се неометано и закопа, ово накупљање блата може се трансформисати у седиментну стијену познату као "блатни камен". Овако се формира већина шкриљаца.
Процес формирања шкриљаца није ограничен на Земљу. Марсовски веслачи пронашли су мноштво изданака на Марсу са таложним каменим јединицама које изгледају баш као шкриљевци пронађени на Земљи (види фотографију).