Heliumproduktion in den Vereinigten Staaten

Die gesamte kommerzielle Produktion von Helium stammt aus Erdgas. Es gibt zwei grundlegende Arten von kommerziellen Heliumvorkommen: Erdgas, das hauptsächlich für den Kohlenwasserstoffgehalt produziert wird und typischerweise weniger als 3 Prozent Helium enthält; und Gas mit wenig oder gar keinen Kohlenwasserstoffen, das ausschließlich für das Helium produziert wird, das typischerweise zwischen 5 und 10 Prozent des Gases ausmacht. Obwohl Erdgas, in dem Helium nur ein Nebenprodukt ist, einen viel geringeren Prozentsatz an Helium enthält, hat es historisch das meiste Helium geliefert.,

Die meisten Geologen glauben, dass der Großteil des Helium im Erdgas aus dem radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium stammt, entweder aus radioaktivem Schwarzschiefer oder aus granitoidem Basalgestein. Granit und verwandte Gesteine enthalten tendenziell mehr Uran und Thorium als andere Gesteinsarten. Einige glauben jedoch, dass das Helium weitgehend ursprünglich ist.

Ungewöhnliche geologische Bedingungen werden für kommerzielle Heliumkonzentrationen im Erdgas als notwendig erachtet. Heliumansammlungen befinden sich häufig in strukturellen Verschlüssen, die über Grundgesteinhöhen liegen., Fehler, Brüche, und magmatische Eindringlinge werden von einigen Geologen als wichtige Wege angesehen, damit Helium nach oben in den Sedimentabschnitt wandern kann. Der Atomradius von Helium ist so klein, dass Schiefer, der beim Einfangen von Methan wirksam ist, es dem Helium ermöglicht, durch die Schieferporen nach oben zu wandern. Nichtporöses Caprock wie Halit (Steinsalz) oder Anhydrit ist beim Einfangen von Helium wirksamer. Heliumablagerungen treten hauptsächlich in paläozoischen Gesteinen auf.

Ein hoher Heliumgehalt von Erdgas geht mit einem hohen Gehalt an Stickstoff und Kohlendioxid einher., Der Stickstoffanteil ist in der Regel 10 bis 20 Mal so hoch wie der von Helium, so dass Erdgas mit 5 Prozent oder mehr Helium wenig oder kein Methan aufweisen kann. Eine repräsentative Probe aus dem Pinta Dome in Apache County, Arizona, zum Beispiel hat 8,3 Prozent Helium, 89,9 Prozent Stickstoff, 1 Prozent Kohlendioxid und nur 0,1 Prozent Methan. In solchen Fällen wird das Gas ausschließlich für seinen Heliumgehalt produziert.Jahrhunderts waren in den wegen ihres Kohlenwasserstoffgehalts produzierten Gasen die höchste Produktion und die größten bekannten Heliumreserven., Die wichtigsten davon waren die Hugoton -, Panhandle -, Greenwood-und Keyes-Felder im Westen von Kansas sowie die Panhandles von Oklahoma und Texas. Die Hugoton-und Panhandle-Felder sind besonders groß und umfassen Tausende von Quadratmeilen. Der Heliumgehalt des Gases variiert stark innerhalb einiger Felder. Im Panhandle-Feld ist der Heliumgehalt am höchsten, bis zu 1.3 Prozent oder mehr, entlang der Updip-Südwestkante und am niedrigsten, 0.1 Prozent entlang der Nordostkante.,

Bis 2003 hielten die Erdgasfelder der Great Plains von Colorado, Kansas, Oklahoma und Texas noch wichtige Reserven, aber von 100 BCF der gesamten gemessenen Heliumreserven in den USA waren 61 BCF im Riley Ridge Field von West-Wyoming enthalten, einer Gaslagerstätte, die für ihren Kohlendioxidgehalt produziert wurde.

Das Four Corners-Gebiet im Südwesten der USA hat eine Reihe von Gasfeldern, die 5 bis 10 Prozent Helium und große Anteile Stickstoff mit wenig oder gar keinen Kohlenwasserstoffen enthalten. Die Felder sind mit magmatischen Intrusionen verbunden., Ein Feld, Dineh-bi-Keyah in Arizona, produziert öl aus einer gebrochenen Schwelle. Die anderen Felder haben kein zugehöriges Öl.

Helium-reiche Gasvorkommen in den Vereinigten Staaten