バーネットシェール

バーネット頁岩は、ベンドアーチフォートワース盆地に位置する地層です。テキサス州のミシシッピ紀（3億5400万～3億2300万年前）の堆積岩で構成されています。この地層はフォートワース市の下に位置し、5,000平方^マイル（13,000平方キロメートル^）と少なくとも17の郡の下にある。

2007年時点で、一部の専門家は、バーネットシェール層が米国の陸上天然ガス田の中で最大の生産可能埋蔵量を持つ可能性があると示唆した。^[1]この田には、回収可能な天然ガスが2.5 × 10 ¹²  cu ft (71 km ³ )、埋蔵量の天然ガスが30 × 10 ¹²  cu ft (850 km ³ )あると考えられている。^[1]石油も少量ではあるが、商業的に採算が取れるほど十分であることが発見されている（石油価格が高騰している）。 ^^

バーネット シェールは、従来とは異なる「タイト」なガス層として知られており、ガスの抽出が容易ではないことを示しています。シェール層は浸透性が非常に低く、石油会社やガス会社がこの層で大規模な水圧破砕を効果的に使用する方法を学ぶまでは、この層から商業的な量のガスを生産することは事実上不可能でした。水平掘削の使用により、経済性がさらに向上し、開発が遅れている地域からのガスの抽出が容易になりました。

この油田の今後の開発は、急速に成長しているダラス・フォートワース都市圏を含む都市部にあることが一因で、油田の大部分が都市部にあるという事実によって妨げられるだろう。^[2]一部の地方自治体は、既存の公有地（公園など）で他の活動を妨げずに掘削し、発見した鉱物の使用料を得る手段を研究しているが、一方で掘削会社に重量超過の車両による道路の損傷に対する補償を求めている自治体もある（道路の多くは田舎にあり、重機での使用を想定していない）。さらに、掘削と探査は、地下水源の汚染を含む環境破壊のために大きな論争を巻き起こしている。

この層は、19世紀後半にサンサバ郡に定住し、地元の小川をバーネット川と名付けたジョン・W・バーネットにちなんで名付けられました。20世紀初頭、地質調査遠征中に、科学者たちは小川近くの露頭に厚い黒色の有機質に富んだ頁岩があることに気づきました。その結果、この頁岩はバーネット頁岩と名付けられました。^[3]

バーネット頁岩は、この地域の従来型の石油・ガス貯留層の源泉および密閉帽岩として機能してきました。

フォートワース盆地のバーネット頁岩から産出されるガス井は、テキサス州鉄道委員会によってニューアーク・イースト・ガス田と指定されている。2002年から2010年まで、バーネットは米国で最も生産性の高いシェールガス源であったが、現在はマーセラス層とヘインズビル頁岩に次いで3番目である。2013年1月、バーネットは1日あたり45億6000万立方フィートを産出し、これは米国で生産される天然ガス全体の6.8%を占めた。^[4]

この油田は1981年にミッチェル・エナジー社がテキサス州ワイズ郡ニューアーク近郊のCWスレイ#1を掘削・完成させた際に発見された。この油井は垂直に掘削され、窒素泡フラッキングで完成されたが、興奮を引き起こすほどのガスは産出されなかった。^[5]

生産率が低いにもかかわらず、ミッチェル・エナジーのオーナーであるジョージ・P・ミッチェルは、バーネットからガスを生産するより良い方法を見つけられると確信していた。ミッチェルは、最初の井戸での生産率の低さ、ガス価格の低さ、収益性の低さに直面しながらも、何年も粘り強く取り組んだ。業界評論家は、バーネット・シェールで次々と井戸を掘削し続ける企業は、他の企業はほとんどいなかっただろうと書いている。ミッチェルは、バーネット・シェールで個人的に成功を収め、バーネットでのガス生産ブームを生み出し、他の企業が彼の手法を模倣して、米国やその他の国で多くのシェールガスやタイトオイルの成功を収めたことで広く評価されている。 ^{[6] [7]}

ミッチェル・エナジーは徐々に生産量を増やす方法を見つけ出した。ミッチェルは当初、アパラチア盆地の頁岩である程度成功していたフォーム・フラッキングを放棄し、ゲル・フラッキングがバーネット・シェールでより効果的であることを発見した。1986年、ミッチェル・エナジーはバーネット・シェールで初の大規模な水圧破砕法、ゲル・フラッキングを行った。^[8]

1991年、ミッチェル・エナジーは連邦政府からの補助金を得て、バーネットで最初の水平井を掘削したが、この実験は成功とはみなされなかった。ミッチェルがさらに2本の水平井を掘削したのは1998年になってからだった。技術的には成功したが、経済的には失敗した。ミッチェルの4回目で最後の水平井掘削の試みは2000年に行われたが、掘削に問題が生じて中止された。^[9]

バーネットにおける最大の躍進は1997年に起こった。ミッチェル・エナジーの石油技術者ニック・スタインズバーガーが、東テキサスのコットンバレー砂岩の油井で他社が成功していたスリックウォーター・フラッキングが、バーネット・シェールではゲル・フラッキングよりもうまくいくかもしれないと示唆したのだ。^{[8] [10]}常識に反してスリックウォーター・フラッキングに切り替えたことにより、ミッチェル・エナジーは油井完成コストを7万5千ドルから10万ドル削減しただけでなく、ガス回収率を劇的に向上させた。ミッチェルは噂が広まる前にその地域でさらに多くの鉱区を購入しようとしたが、すぐに他の多くの事業者が鉱区を購入し、それまで基本的にミッチェル・エナジーの事業だったバーネットの油井を掘削し始めた。^[11]

ミッチェル・エナジーは、バーネット・シェール油田の初期の頃は、同油田の掘削をほぼ独占していた。例えば、1995年には、ミッチェルは70のバーネット油田を完成させたが、他のすべての事業者は合わせても3つしか完成しなかった。これは主に、バーネット油田が経済的に限界的だったためである。元CEOによると、ミッチェルは1981年から1997年にかけてバーネット油田に約2億5000万ドルを投資したが、その費用を回収できなかった。しかし、1997年以降、競合他社は、ミッチェルが利益を生むガス抽出法を発見したことに気づき、彼らもリース権を購入し、ミッチェルが追いつけないペースでバーネット油田を掘削し始めた。2001年、ミッチェルは初めてバーネット・シェール油田の半分以下を完成させた（258の油田、他の事業者は260の油田）。^[9]

ジョージ・ミッチェルは2002年にミッチェル・エナジーをデボン・エナジーに売却した。

掘削技術の向上、人口密集地域付近での掘削の難しさ、2000年代のガス価格の高騰などの要因により、水平井はより経済的かつ実用的となり、2005年にはバーネットで初めて水平井の新規数が垂直井の新規数を上回りました。2008年にはバーネットで2901本の水平井が完成しましたが、垂直井はわずか183本でした。^[9]

1980年代に水平掘削の新たな進歩が開発されるまで、フォートワースに近い厚い部分のうち、経済的な掘削を支えることができるのはほんのわずかだと考えられていた。ミッチェル・エナジーが使用した破砕井戸、いわゆる「フラッキング」井戸などの技術は、より大規模な生産の可能性を開いた。^[12]新しい技術があっても、1990年代後半にガス価格が上昇するまで、大規模な掘削は開始されなかった。

2012年現在、ニューアーク・イースト・フィールドは24郡に拡大しており、25番目の郡であるハミルトン郡の井戸の許可が出ている。このフィールドには16,000以上の生産井がある。2011年のガス生産量は2兆立方フィートだった。このフィールドはテキサス州最大のガス生産地であり、テキサス州のガス生産量の31%を占めていた。^[5] 2011年末時点での証明済み埋蔵量は、ガス32兆6000億立方フィート、石油またはコンデンセート1億1800万バレルだった。^[13]

坑井設計と仕上げにおける 2 つの重要な進歩が、バーネット シェールの開発を促進しました。それは、水平掘削と水圧破砕です。

水平掘削により、バーネット シェール層は天然ガスの主要資源としての可能性が高まっています。水平掘削により、垂直掘削では経済的に採算が取れないほど薄すぎる貯留層に生産者がアクセスできるようになり、石油とガスの掘削方法が変わりました。バーネット シェール層のガスの多くはフォートワース市の地下にあります。この新技術は、多くのガス生産会社を魅了しています。

水平掘削は、到達距離の延長に加え、生産量を大幅に増加させます。バーネット シェールのような「堅い」岩石 (浸透率が低い) では、ガスは亀裂を利用して岩石から坑井内へと移動します。亀裂は自然の場合もあれば、人為的に生じた場合もあります (以下を参照)。水平坑井は通常、坑井の水平部分が生産層になるように設計されるため、坑井内に露出する岩石 (したがって亀裂) が多くなります。

2005年から2007年にかけて、バーネット頁岩の水平掘削は南のジョンソン郡、ヒル郡、ボスケ郡まで拡大され、完成した井戸の成功率は100%でした。バーネット頁岩の南限を定める地質学的障壁であるウォシタ褶曲に沿った掘削の可能性を評価するために、実験的な垂直井戸がマクレナン郡（ウェイコ近郊）で掘削されています。

現在では水平井が標準となっているが、2013年初頭の時点ではバーネットではまだ垂直井の掘削がいくつか行われていた。^[14]

バーネット シェールで行われる水圧破砕は、水、砂、さまざまな化学添加物 (粘度、流量などに影響を与える) の混合物を、周囲の岩石層に亀裂を生じ、その亀裂を伝播させるのに十分な圧力で井戸の穴に注入することによって行われます。これは、浸透性の低い岩石では非常に重要です。なぜなら、より多くの岩石層が井戸の穴に露出し、表面積が増加するため、より多くのガスを生産できるからです。水圧破砕がなければ、井戸は経済的に実現可能な速度で生産できません。

1997年、ミッチェル・エナジー（現在はデボン・エナジーの一部門）のエンジニア、ニック・スタインズバーガーは、東テキサスのバーネット・シェールで使用されていた従来の破砕技術よりも多くの水と高いポンプ圧力を使用するスリックウォーター破砕技術を適用した。^[15] 1998年、SHグリフィンNo.3と呼ばれる井戸からの最初の90日間のガス生産量が、同社の以前のどの井戸の生産量よりも多くなり、新しい技術が成功したことが証明された。^{[16] [17]}

テキサス大学オースティン校のジャクソン地球科学学校の科学者たちは、バーネット鉱区の開発にあたり生産企業と緊密に協力してきたが、バーネット鉱区の一部では、水圧破砕用の水利用が飲料水や農業用水などの他の用途と競合する可能性があり、紛争が発生する可能性もあると見ている。^[18]

水圧破砕法は大きな批判を呼んでいる。反対派は、水圧破砕法の監視が不十分で、周辺地域の水質と空気の質に重大な脅威をもたらしていると主張し、近くの井戸でメタンガスが発生する事件が増加していることを挙げている。^[19]

2008 年 9 月現在、ガス生産者は、南部の郡の土地所有者に支払われるボーナスは 1 エーカーあたり 200 ドルから 28,000 ドル (1 ヘクタールあたり 500 ドルから 69,000 ドル) ^{[明確化が必要]}で、2008 年秋に Vantage Energy が支払った金額の方が高かったと述べています。ロイヤルティ支払いは 18% から 25% の範囲です。ジョンソン郡の 1 つのリースには現在 19 の井戸が許可されています。

フォートワース・スターテレグラム紙の記事によると、2007年にタラント郡で10万件以上の新規リースが記録された。最近のリースの条件には、フォートワース南側のライアン・プレイス、ミスルトー・ハイツ、バークレーの住宅所有者には1エーカーあたり1万5000ドル（1ヘクタールあたり3万7000ドル）と25％のロイヤリティ、南アーリントンの住宅所有者グループには1エーカーあたり2万2500ドルと25％のロイヤリティが含まれている。フォートワース・ウィークリー紙の最近の記事によると、多くの署名済みリース契約が履行されておらず、貸主は約束より大幅に少ない金額しか支払われなかったか、まったく支払われなかったと主張している。^{[20] [21]}

石油業界の支持者たちは、2015年までにバーネット・シェールが10万8000人以上の雇用を生み出す可能性があると主張している。^[22]批評家たちは、税収がベンゼンや天然放射性物質（NORM）などのガス掘削の有毒な副産物の浄化費用で相殺される可能性があると述べている。^{[23] [24]}環境保護団体は、州の規制当局に浄化を強制するよう圧力をかけている。サンファン市民同盟は、EPAに規制強化を強制するために訴訟を起こした。バーネット・シェール・エネルギー協議会（業界擁護団体）のエド・アイルランドは、オバマ政権下では規制が強化されると考えているが、2012年時点ではそうではないと述べた。^[25]

フォートワース商工会議所が2011年に実施した調査では、バーネットシェール開発によりテキサス州で119,000人の雇用が創出され、そのうち10万人がフォートワース地域で雇用されたと結論付けられました。^[26]

ガスを市場に輸送するためのガスパイプラインネットワークの拡張が求められています。ヒル郡を通る 42 インチ (1,100 mm) の天然ガス輸送パイプラインが完成すると、掘削のための新しい領域が開拓される可能性があります。

• 2010年、米国エネルギー情報局：31兆立方フィートのガス
• 2011年、米国エネルギー情報局：ガス32.6兆立方フィート、石油1億1800万バレル^[27]

テキサス鉄道委員会によると、2012年時点でバーネットシェールには235の事業者（生産井を管理する会社）がありました。生産量で見ると、ガス生産量の多い順に上位10の事業者は次のとおりです。^[28]

• チェサピーク・エナジー
• XTOエネルギー
• EOG リソース
• エネルベスト オペレーティング LLC
• クイックシルバーリソース
• カリゾ・オイル＆ガス社
• イーグルリッジ・エナジー
• バーネットシェール事業

バーネット シェールは、「コア」と「非コア」の生産地域に分類されています。現在までの生産は、シェール層が厚く不確実性が低いコア地域に集中しています。これにより、非コア地域よりもわずかに安いガス価格で井戸を掘削できます。

• デントン（アクティブ）
• ジョンソン（現役）
• タラント（アクティブ）
• 賢い（アクティブ）

EOG Resources、Gulftex Operating, Inc、Devon Energyなどの事業者は、2005年半ばの公開レポートで、ジョンソン郡やタラント郡など、最も調査が進んでいる郡を含むバーネット・シェール層のある郡の土地の3分の1から半分に井戸が掘られると見積もっていると述べた。^[要出典] 3D Seismicなどの技術により、事業者は掘削前に潜在的な危険を特定し、危険な地域を避けることができるため、掘削された枯渇坑はほとんどない。危険には、断層やカルスト地形（陥没穴）などがある。断層があると水圧破砕が逸れて有効性が低下する可能性があり、カルスト地形にはガスの生産を制限する水が豊富に含まれる可能性がある。

ガス井戸がある地域のいくつかの団体は、壊滅的な事故の危険性が高いと訴えており、すでに事故が発生しており、死亡者も数人出ていると主張する団体もある。^[29]

一部の環境団体や北テキサスの住民は、掘削が井戸やパイプラインの周辺地域の空気と水質に与える影響について懸念を表明している。^[30]

2010年、環境保護庁（EPA）は、テキサス州パーカー郡での同社の掘削活動により、少なくとも2つの住宅用飲料水井戸が汚染されたとして、レンジ・リソーシズ社に対して緊急命令を出した。同社は容疑を否定し、メタンの存在は自然発生的な移行の結果であり、レンジ社がガス井戸を掘削するずっと前から近くの井戸に現れていたと述べた。^{[31] [32]しかし、2011年1月の}テキサス鉄道委員会（TRRC）の公聴会の後、TRRCのスタッフは、化学組成に基づいて、井戸のガスはレンジ井戸が完成したより深いバーネット・シェール層ではなく、浅いストローン層から来たものであると結論付けた。彼らはまた、レンジ社による圧力テストでケーシングの機械的完全性が示されていると結論付けた。EPAと2人の住宅所有者はTRRCの公聴会で証拠を提示するよう求められたが、提出しなかった。^[33] 2012年3月、EPAはレンジ社に対する命令を取り下げた。^[34]

テキサス州DISHの市長は、天然ガス圧縮ステーションからの大気汚染が家族を病気にしていると訴えた。しかし、2010年5月、テキサス州保健局はDISHの大気質の結果を発表した。これには、揮発性有機化合物（VOC）の検査を受けたDISHの住民28人の血液と尿のサンプルの検査も含まれていた。同局は次のように結論付けた。「この調査から得られた情報は、サンプル人口においてガス井戸や圧縮ステーションからの地域全体の曝露が発生していることを示してはいない。この結論は、サンプルで見つかったVOC値のパターンに基づいている。喫煙、飲料水中の消毒副産物の存在、消費者または職業/趣味関連の製品など、他の曝露源が、多くの調査結果を説明できる可能性がある。」^[35]

テキサス州の環境規制当局とEPAは、テキサス州環境品質委員会に対し、掘削に関する苦情を受理後12時間以内に現地で調査を開始するよう命じた。^[36]

バーネット・シェール層で操業する企業に対する多数の訴訟では、企業が約束したリース料の支払いを怠ったり、事後に契約を変更したり、シェール層の土地の貸主に対する約束を果たせなかったりしたと主張されている。^{[37] [38]}

バーネット・シェールガス田の利益の可能性は、企業に米国全土で他のシェールガス源を探すよう促した。米国の他のシェールガス有望地には、ミシガン州のアントリム・シェール、アーカンソー州のフェイエットビル・シェール、アパラチア山脈のマーセラス・シェール、^[39]オクラホマ州のウッドフォード・シェール、ケンタッキー州とウェストバージニア州のオハイオ・シェール、ルイジアナ州と東テキサス州のヘインズビル ・シェールなどがある。

ウィキメディア・コモンズには、バーネット・シェールに関連するメディアがあります。

• 米国のシェールガス

• テキサス州バーネット層のコノドント。ウィルバート・H・ハス、1952年

• バーネットブームが非在来型ガス資源の探査に火をつける ジャクソン地球科学学校、2007年1月
• バーネットシェールエネルギー教育評議会
• テキサス鉄道委員会オンライン調査クエリ
• テキサス鉄道委員会: ニューアーク、イースト（バーネットシェール）フィールド
• FWCanDo (フォートワース市民の近隣掘削条例反対運動)
• 水圧破砕

• スコット・L・モンゴメリー数兆立方フィートの潜在力を持つガス・シェール層、ファクトブック。

北緯33度 西経98度 / 北緯33度 西経98度 / 33; -98