Сланцевый газ себестоимость добычи. Что такое сланцевый газ

Что такое сланцевый газ, где и как его добывают? Сланцевый газ и природный газ: отличие

Сланцевым газом называют природный газ, который добывается из горючих сланцев. В его составе преобладает такой углеводород, как метан. Лидером в области добычи этого газа была и остается Америка. Сегодня мы с вами подробнее узнаем, что такое сланцевый газ, а также познакомимся с историей, технологией и перспективами его добычи.

Терминология

Многие задаются вопросом: «В чем отличие сланцевого газа и природного газа?» На самом деле этот вопрос некорректен. Дело в том, что сланцевый газ тоже является природным, так как добывается из недр земли. Поэтому правильнее сказать, что голубое топливо бывает традиционным и сланцевым. Разница между двумя видами состоит в способе их добычи и составе. Традиционный газ добывают в основном из газовых залежей или же особых участков нефтяных месторождений, которые называют газовыми шапками. Он может состоять из разных газов (метана, этана, пропана или бутана) в различных пропорциях. Преобладающим углеводородом, как правило, выступает метан. А что такое сланцевый газ? Этот вид горючего добывают из газоносных осадочных пород, представленных главным образом сланцами. Доля метана (CH4) в нем гораздо выше, чем в традиционном голубом топливе. Вот и вся разница.

История

Первая коммерческая скважина по добыче газа из сланцевых пластов была пробурена в 1821 году во Фредонии (США) Уильямом Хартом. Масштабная добыча сланцевого природного газа (СПГ) в Америке была инициирована Томом Уордом и Джорджем Митчеллом. В 2002 году в Техасе компания Devon Energy впервые использовала наклонно-направленное бурение в комбинации с многостадийным подрывом пласта. Объемы извлечения сланцевого газа в США стали резко расти. СМИ стали называть этот процесс «газовой революцией». В результате в 2009 году Америка стала мировым лидером по добыче газа (745,3 млрд м 3 ). При этом на нетрадиционные источники (сланцевые и угольные пласты) приходилось 40 % добычи. Вскоре весь миру узнал о том, что такое сланцевый газ.

В 2010 году крупнейшие топливные компании с разных уголков планеты вложили в общей сложности 21 миллиард долларов в активы, связанные с добыванием газа из сланцев. Когда процесс начал набирать крупных оборотов, цена сланцевого газа в Америке стала стремительно падать. К началу 2012-го она была ниже, чем себестоимость добычи СПГ. В результате крупнейшая компания в этой сфере – Chesapeake Energy сократила производство на 8 %, а объем капитальных вложений – на 70 %.

В конце 2012 года газ в Америке стал стоить даже дешевле, чем в России. Лидеры отрасли стали массово сокращать добычу из-за финансовых трудностей. А компания Chesapeake Energy и вовсе оказалась на грани банкротства.

Как добывают сланцевый газ?

Затраты на поиск месторождений СПГ в значительной степени превышают затраты на проведение аналогичных работ с традиционным «голубым топливом». Из-за большой глубины залегания многие привычные методы исследования здесь оказываются неэффективными.

В целом разведка сланцевого природного газа происходит в три этапа:

  1. Бурение скважины, в которой производится гидроразрыв.
  2. Выкачивание пробной партии газа и ее анализ, направленный на поиск подходящей технологии добычи.
  3. Опытным путем определяется продуктивность той или иной скважины.

Так как СПГ залегает в породе, обладающей низкой пористостью, его извлечение традиционными способами не представляется возможным.

Добыча сланцевого газа производится с использованием сразу трех технологий: это наклонно-горизонтальное бурение, многостадийный подрыв пласта и сейсмическое моделирование. Иногда второй метод заменяют более дорогим безводным пропановым фрекингом. Так как концентрация сланцевого газа невелика (0,2-0,3 млрд м 3 /км 2 ), для добычи значительных объемов необходимо покрыть скважинами большие площади земли.

Гидроразрыв производится следующим образом. К залежам газа прокладываются трубы. По ним в недра земли закачивается вода, реагенты (загустители, кислоты, ингибиторы коррозии, биоциды и многое другое), а также специальные гранулы (керамика, сталь, песок или пластик) диаметром до 1,5 миллиметров. В результате химической реакции, возникающей при смешивании всех реагентов, получается тот самый гидроразрыв. Из-за него в породе возникает огромное количество трещин, которые перекрываются гранулами и уже не могут сойтись. Осталось лишь выкачать воду (она фильтруется и применяется повторно) и газ, метан в котором является преобладающим углеводородом.

Перспективы

Запасы сланцевого газа оцениваются примерно в 200 трлн м 3 . Однако лишь малую часть из этих ресурсов можно извлечь. На сегодняшний день СПГ является региональным фактором и оказывает влияние только на североамериканский рынок.

Среди факторов, положительно влияющих на перспективу добычи газа из сланцев, можно отметить:

  1. Близость месторождений к возможным рынкам сбыта.
  2. Внушительные запасы.
  3. Заинтересованность ряда государств в снижении импорта топливно-энергетических ресурсов.

Вместе с тем у этого топлива есть и ряд недостатков:

  1. Высокая по сравнению с традиционным газом себестоимость.
  2. Непригодность к транспортировке на дальние дистанции.
  3. Стремительная истощаемость месторождений.
  4. Незначительная доля доказанных запасов в общем количестве.
  5. Серьезные экологические риски от добычи.

Согласно оценке компании IHS CERA, в 2018 году добыча сланцевого газа может составить примерно 180 млрд м 3 .

Рассмотрим положение вещей в разных странах земного шара.

Америка

В 2007 году запасы природного сланцевого газа в США были оценены в 24 трлн м 3 , из которых технически извлекаемыми признали 3,6 трлн м 3 . В 2014 году, с учетом открытия новых месторождений, извлекаемые запасы оценивались в 4 трлн м 3 , а разведанные недоказанные – в 23 трлн. Ведущей Американской корпорацией по добыче этого полезного ископаемого стала фирма Chesapeake Energy. В 2009 году производство СПГ в США составило 14% от всего горючего газа, что привело к перераспределению мирового газового рынка и образованию избыточного предложения. К 2012 году в Америке было добыто 290 млрд м 3 сланцевого газа, что составило уже 40 % от общей выработки.

В результате пара новых терминалов для импорта сжиженных газов, построенная в Америке в дополнение к 10 работающим, создала избыток «голубого топлива». В 2010 году некоторые терминалы даже пробовали наладить экспорт горючего. В частности, фирма Freeport LNG Development подписала контракт с Южной Кореей и Японией о поставке 2,2 млн м 3 СПГ в год.

По предположению Международного энергетического агентства, добыча сланцевого газа в Америке к 2030 году будет составлять порядка 150 млрд м 3 в год. Тривиальный расчет, произведенный в 2014 году, показывает, что доказанных извлекаемых запасов СПГ в США при добыче на таком же уровне, как в 2014 году (330 млрд кубометров), хватит на 12 лет. Недоказанных же запасов должно хватить на 70 лет. Крупнейшие американские месторождения сланцевого газа: Barnett, Haynesville, Marcellus, Eagle Ford, и Fayetteville.

Европа

В ряде государств Европы также обнаружены крупные месторождения сланцевого газа. Речь идет о Польше, Австрии, Англии, Германии, Венгрии, Швеции и Украине.

В начале 2010 года появилась информация об открытии значительных запасов СПГ в Польше. В мае того же года планировалось начать освоение месторождений. В 2011 году издание Stratfor (США) ответило, что полякам потребуется вложить десятки миллиардов долларов, чтобы создать инфраструктуру, необходимую для нормальной деятельности по добычи вывяленных запасов. Издание отметило, что на эту работу у Польши могут уйти года или даже десятилетия. В конце 2011-го компания ExxonMobil пробурила на территории Польши пару экспериментальных скважин, однако уже в следующем году проект был закрыт из-за нерентабельности.

Читать еще:  Амулеты и талисманы для водолея. Какие талисманы подходят водолеям

В остальных же европейских государствах вопрос по выработке сланцевого газа находится еще на стадии разведки. Согласно прогнозу Международной энергетической ассоциации, к 2030 году добыча СПГ в Европе может достичь 15 млрд кубометров за год.

Россия

В марте 2010 года Комитетом по энергетике был проведен круглый стол, на котором поднималась тема перспективы освоения ресурсов СПГ. Участники мероприятия предложили Правительству организовать работы по: оценке газосланцевого потенциала РФ, изучению передовых технологий по добычи нетрадиционного газа, а также оценке проблем, которые могут возникнуть в связи с развитием сланцевой промышленности в США и вероятной ее организацией в ряде других государств.

Руководство Газпрома заявило, что в ближайшие десятилетия разработка сланцевых месторождений на территории РФ не планируется. Это заявление подкреплялось тем фактом, что традиционные резервы компании эффективнее в 10 раз, нежели разработка нетрадиционных месторождений. В этой связи в 2012 году Александр Медведев – заместитель председателя правления компании, отметил, что к вопросу добычи СПГ Газпром если и вернется, то лет через 50-70.

Многие председатели Газпрома и высокопоставленные чиновники не единожды заявляли что «сланцевая революция» является пиар-компанией, призванной подорвать авторитет России на международном топливном рынке. Сергей Шматко, министр энергетики РФ, в 2010 году заявил, что вокруг данного вопроса образовался «ненужный ажиотаж». По его мнению, развитие производства сланцевого газа в Америке не сможет повлиять на мировой энергобаланс.

Первым высокопоставленным лицом, высказавшим в 2010 году обратную позицию, стал Юрий Трутнев – министр природных ресурсов и экологии. Он заявил, что рост выработки СПГ может стать проблемой для Газпрома и РФ. В августе 2012-го заместитель министра экономического развития Андрей Клепач отметил, что ранее масштабы «сланцевой революции» в РФ были недооценены, и пришло время отнестись к ней со всей серьезностью. В октябре того же года с подобным заявлением выступил и Владимир Путин. В этой связи он поручил Министерству энергетики скорректировать план по развитию отрасли до 2030 года.

Ряд экспертов утверждает, что ожидающиеся в ближайшие несколько лет поставки сланцевого газа из Америки в Евразию не станут угрозой для экспорта российского газа, так как последний более конкурентоспособен ввиду куда более низких расходов на добычу и транспортировку. Тем не менее в 2012 году Олег Дерипаска, крупный российский бизнесмен, полагал, что у РФ осталось 3-4 «сытых года», после чего сланцевый газ и нефть смогут быть конкурентными в реалиях ВТО.

Академик РАН Анатолий Дмитриевской считает, что в РФ выработка СПГ целесообразна только для местных нужд, на территории, которая находится в значительном удалении от действующих газотранспортных магистралей. Там разведка и организация добычи нетрадиционного голубого топлива могут оказаться более целесообразными, нежели прокладывание газопровода.

Украина

В 2010 году в Украине лицензию на разведку сланцевых месторождений получили компании Shell и Exxon Mobil. В мае 2012 года были выявлены победители тендера на разработку Юзовской (восточная Украина) и Олесской (Западная Украина) газовых площадей. Первый участок достался компании Shell, а второй – Chevron. Предполагалось, что активная добыча на этих территориях начнется в 2018-2019 годах. 24 января 2013 года фирма Shell подписала с фирмой «Надра Юзовская» соглашение о разделе сланцевого газа, добытого на территории Харьковской, Донецкой и Луганской областей. При подписании присутствовал и президент Украины Виктор Янукович. Осенью 2015 года компания пробурила первую скважину в Харьковской области.

Практически сразу после подписания договора в указанных областях начались пикеты и акции, участники которых были против разработки сланцевого газа, а также против предоставления этой возможности зарубежным фирмам. В. Волошин, ректор Приазовского университета, заявил, что добыча СПГ может производиться без ущерба для окружающей среды, но необходимо провести дополнительные работы по поиску наиболее подходящей технологии добычи.

В 2014 году, когда на Юго-Востоке Украины начался вооруженный конфликт, фирма Chevron в одностороннем порядке расторгла заключенные ранее договоры, сетуя на неисполнение украинским правительством обязательств по подготовке нормативной базы. Компании Shell временно приостановила свою деятельность по разработке сланцевого газа на Донбассе из-за сложившихся событий, однако от контракта пока что не отказалась.

Другие страны

Мировые залежи сланца довольно велики. Они сосредоточены главным образом в таких странах, как Австралия, Индия, Китай и Канада. Из перечисленных государств, только Китай вплотную занялся разработкой сланцевых месторождений. Компании страны начали работать в этом направлении в 2012 году и поставили себе цель выйти к 2020 году на уровень 30 млрд м 3 газа в год. Таким образом страна смогла бы покрыть лишь 1 % от своих энергетических потребностей.

Запрет на добычу

Во Франции и Болгарии разработка сланцевых месторождений запрещена в связи с вероятностью нанесения ущерба окружающей среде. На этом же пути стоят Германия и некоторые штаты США.

Заключение

Сегодня мы с вами узнали, что такое сланцевый газ, а также познакомились с технологией его добычи и странами-фигурантами в этой отрасли. Напоследок стоит отметить, что СПГ является вполне перспективной альтернативой традиционному газу, однако на данный момент его выработка связана с рядом трудностей, которые не позволяют многим странам наладить процесс так, чтобы получаемый продукт был конкурентоспособным. Также мы с вами убедились, что вопрос об отличиях сланцевого газа и природного газа крайне некорректен.

Как добывают сланцевый газ (9 фото)

Главное отличие — особенности его залегания. Традиционный газ добывается из пористых коллекторов, глубина залегания которых колеблется от 700 до 4000 метров. Из-за большого количества пор коллекторы имеют высокую проницаемость (около 25%) и голубое топливо легко выкачивать после того, как скважина будет пробурена.
Сланцевый газ в свою очередь залегает на глубине от 2500 до 5000 метров в породах с низкой пористостью (3–4%), поэтому его разведка обходится гораздо дороже, а технология добычи намного сложнее.

Краткий экскурс в историю

Впервые добывать газ из сланцевого слоя осадочной породы начали почти 200 лет назад. Это произошло в США в 1821 году. Этот вид топлива использовался и в СССР: после окончания Великой Отечественной Войны он добывался в Эстонии и поставлялся по газопроводу в Ленинград. Но вскоре советские власти, как и правительства многих других стран мира, поняли, что добыча и транспортировка сланцевого газа обходится значительно дороже традиционного природного, поэтому разработка месторождений была остановлена.
Вторую жизнь идея добычи сланцевого газа обрела в начале двухтысячных годов, когда стали активно применяться технологии горизонтального бурения и многостадийного гидроразрыва пласта, которые позволили значительно увеличить объемы добычи, снизив ее себестоимость.

Технология разведки

Поиск месторождений сланцевого газа требует гораздо больших затрат по сравнению с разработкой традиционного голубого топлива, а технология разведки пока далека от совершенства. Из-за большой глубины залегания многие традиционные методы исследования оказываются неэффективны.
Если смотреть упрощенно, разведка сланцевого газа происходит следующим образом:
в предполагаемом районе его залегания бурится скважина, в которой производится гидроразрыв;
полученный газ анализируется, и на основании результатов анализа определяются оборудование и технология, которые необходимо будет применять для его добычи ;
продуктивность скважин определяется опытным путем, а не при помощи точных гидродинамических исследований, как при добыче обычного природного газа.

Мировая статистика запасов

Прогнозируемые запасы сланцевого газа составляют 760 триллионов кубометров, доказанные, по данным американского агентства EIA , — 187,5 триллионов кубометров. Для сравнения, мировые запасы газа, по мнению самого читаемого журнала в мире по нефтегазовой тематике Oil & Gas Journal , составляют чуть более 36 триллионов баррелей.
Крупнейшими месторождениями сланцевого газа обладают КРН — 19,3 % от мировых запасов, США — 13%, Аргентина — 11,7%, Мексика — 10,3%, ЮАР — 7,3%, Австралия — 6%, Канада — 5,9%. Эти оценки с течением времени могут кардинально измениться, ведь, как уже упоминалось, разведка запасов сланцевого газа только начинает развиваться и пока продуктивность скважин определяется только опытным путем.

Бурение и прокладка труб

Особенностью добычи сланцевого газа является технология горизонтального бурения. Ее суть заключается в том, что после того, как была пробурена одна вертикальная скважина до глубины залежей сланцевого газа, бур начинает идти горизонтально. Однако существует множество нюансов, которые необходимо соблюдать при бурении, например, необходимо следить, чтобы уровень наклона бура соответствовал углу наклона сланцевого пласта и т. д.
Добывающие компании вынуждены применять такую технологию, так как газ залегает на значительной глубине в изолированных карманах в очень небольших объемах. Срок эксплуатации скважин невелик — от 5 до 12 лет. Для справки, срок эксплуатации скважины природного газа — от 30 до 50 лет. На крупнейшем разрабатываемом месторождении СГ в мире — BarnettShale — количество скважин уже превысило 17 тысяч.
Горизонтальная длина скважины может достигать 12 километров (этот рекорд был установлен при бурении на Сахалине ).
В пробуренную скважину устанавливаются стальные трубы в несколько слоев. В пространство между ними и почвой заливается цемент, чтобы изолировать газ и жидкости для гидроразрыва пласта от пластов почвы, в которых содержится вода.

Читать еще:  Вдв какие войска. День ВДВ России: история и традиции праздника

Гидроразрыв

Поскольку сланцевый газ залегает в породе, имеющей низкую пористость, извлекать его традиционными методами невозможно. Именно поэтому для добычи сланцевого газа активно применяется технология гидравлического разрыва пласта (фрекинга). По трубам к залежам газа закачивается вода, химические реагенты (ингибаторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды и множество других химических элементов, общее число которых может доходить до 90 наименований ) и специальные гранулы диаметром 0,5–1,5 миллиметра, которые могут состоять из керамики, стали, пластика или песчинок. Вся эта смесь создает химическую реакцию, которая и приводит к гидроразрыву. В результате в породе, которая содержит газ, образуется множество мелких трещин, в которых застревают гранулы, чтобы трещины уже не могли сойтись. Затем вода откачивается назад (она фильтруется и повторно используется для нового ГРП), а сланцевый газ, благодаря перепаду давления, выкачивается через трубы на поверхность.

Жидкости для гидроразрыва

Основой жидкости для гидроразрыва является вода (98,5% от общего объема). Порядка 1% состава — «расклинивающий» трещины элемент (обычно им является песок). Оставшиеся 0,5% — химические соединения, воздействующие на водопроницаемость породы. Без них гидроразрыв просто невозможен.
В течение последних лет велось много споров о вреде для экологии жидкостей для ГРП. Поднятая шумиха привела к тому, что многие европейские страны (Франция, Болгария, Италия ) запретили проводить на своей территории гидроразрывы, а в США законодатели вынудили компании, занимающиеся добычей сланцевого газа, публиковать информацию о составе жидкостей для ГРП.
Но технология гидроразрыва, а соответственно и жидкости для них, используются и при добыче обычного природного газа. Например, ее активно применяет компания «Роснефть» , производившая две тысячи гидроразрывов в год еще несколько лет назад.

Транспортировка и очистка

Доставлять сланцевый газ обычными способами до конечных потребителей невозможно, так как стандартные газопроводы рассчитаны на давление в 75 атмосфер. В сланцевом газе этот показатель гораздо ниже из-за повышенного содержания аммиака, сероводорода, азота и углекислого газа и при прокачке его через газопроводы для природного газа может произойти взрыв.
Существует два решения проблемы транспортировки: cтроить заводы по очистке, что позволит сделать состав сланцевого газа приближенным к природному и затем доставлять его по уже существующим газопроводам, или создавать отдельную инфраструктуру для транспортировки сланцевого газа.
Первый вариант требует значительных расходов и делает добычу сланцевого газа просто нерентабельной. А вот второй способ все более активно используется странами, добывающими сланцевое топливо. Причем все они предпочитает доставлять газ на небольшие расстояния потребителям, которые находятся недалеко от месторождения, что делает транспортировку сланцевого газа максимально дешевой.
Именно так поступают в США, где добытый газ транспортируется пока только по коротким локальным газопроводам низкого давления или закачивается в баллоны. Такой же политики придерживается и Китай, начавший строительство первого сланцевого газопровода в провинцию Юньнань, длина которого составляет всего 93 километра.Что касается транспортировки сланцевого газа на дальние расстояния, то при отсутствии разветвленной сети газопроводов наиболее перспективным способом на данный момент является его преобразование в специальных терминалах в сжиженный газ и отправка покупателям при помощи танкеров. По прибытии в пункт назначения продукт перекачивается в резервуары для хранения, а затем преобразуется обратно в газообразное состояние и доставляется по газопроводам конечным потребителям. В настоящий момент строительством подобных терминалов активно занимаются в США. Первый объект, через который будет производится экспорт топлива в страны Юго-Восточной Азии, планируется ввести в эксплуатацию уже в конце 2015 года. Ожидается, что все построенные к 2020 году терминалы позволят экспортировать 118 миллиардов кубометров сланцевого газа.

Главное ноу-хау современной добычи

Экологический вред от гидроразрыва можно свести к минимуму при помощи применения технологии пропанового фрекинга. От обычного гидроразрыва она отличается тем, что вместо воды и химикатов к местам залежей сланцевого газа закачивается пропан, который, в отличие от традиционных жидкостей для ГРП, не оседает в почве после гидроразрыва, а полностью испаряется, поэтому загрязнять землю или воду он никак не может.
Эта технология серьезно изменила отношение многих европейских стран, заботящихся о своей экологии, к проведению гидроразрывов. Британские власти уже сняли запрет на ГРП , другие страны ЕС только рассматривают эту возможность.
Правда, у пропанового фрекинга есть и существенный минус, перечеркивающий всю его хваленую экологичность. Применение этого метода обходится в полтора раза дороже обычного гидроразрыва. Поэтому использовать подобную технологию можно только на месторождениях, имеющих высокую рентабельность.

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы.

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

Краткая характеристика сланцевого газа:

Сланцевый газ – один из видов природного газа . Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

В основе механизма образования сланцевого газа лежат анаэробные химические процессы. Многочисленные органические вещества разлагаются в толще земельных пластов без участия кислорода, что приводит к образованию множества других веществ.

Сосредоточения ископаемого обычно расположены в глинистых сланцах . Последние представляют собой вид глины, видоизмененный метаморфическими природными процессами, протекающими в глубинах земли. Пласты, оказавшись под действием высоких температур и давления, утрачивают свойственную им пластичность, истончаются, обретают хрупкость. Они покрываются трещинами, при этом их проницаемость уменьшается до самых низких показателей. Газовый сланец обладает высокой горючестью, т.е. способен самостоятельно воспламеняться и гореть длительное время, чем и отличается от обычного глинистого. Это свойство он приобретает благодаря содержанию в нем керогена – полимерного органического вещества, схожему по своему молекулярному составу с углем.

Именно концентрация керогена в сланцевом газе считается основным параметром его эффективности. Последних насчитывают три:

  • – III тип – наиболее термически зрелый, практически «сухой газ»;
  • – II тип – средне термически зрелый, который при горении выделяет примеси в виде влажного конденсата ;
  • – I тип – наименее зрелый сланец, включающий нефтеносные сланцы, считающихся одними из ее разновидностей.

Изучая месторождения сланцевого газа , геологи, в первую очередь, оценивают толщину глинистого пласта, т.к. чем она больше, тем выше в нем концентрация природного ископаемого. Так, наиболее выгодной разработке, с экономической точки зрения, подлежат толстые пласты III типа.

Основу сланцевого газа обычно составляет водород (Н2) от 25 до 40% и метан (СН4) от 14 до 17%, но это не единственные газы в его составе. В разных количествах он включает:

  • – оксид углерода (угарный газ, СО) – 10-20%;
  • – углекислый газ (СО2) – 10-20%;
  • – этилен (С2Н4) и другие углеводороды – 4-5%;
  • – азот (N2) – 22-25%;
  • – кислород (О2) – содержание не превышает 1%.

Согласно данным экономических отчетов, общие запасы сланцевого газа в мире составляют около 456 триллионов кубических метров. На территории России объемы этого природного ископаемого, согласно экспертной оценке специалистов, насчитывают 83,7 миллиардов кубических метров.

Физические свойства сланцевого газа:

История добычи сланцевого газа:

Первым месторождением сланцевого газа, разработанным и освоенным в коммерческих целях, стала пробуренная под руководством Вильяма Харта в 1821 году скважина на территории США. Однако полномасштабная добыча началась лишь в 80-х годах XX века, когда на территории штата Техас стали появляться вертикальные скважины небольших размеров, из которых добывали сланец каменноугольного возраста с тем, чтобы позже получить из них газ .

Читать еще:  Базовая единая тарифная сетка. Чем отличается тарифная ставка от оклада

Подобные технологии были весьма затратные и приносили малую прибыль, т.к. для получения газа требовалось пробурить множество неглубоких скважин методом гидравлического разрыва пластов – в газовую горную породу приходилось подавать воду под высоким давлением, чтобы образовалась необходимая трещина, из которой впоследствии откачивался газ. С годами технологии совершенствовались, что повышало себестоимость добытых природных ресурсов, и, начиная с 2002 года, стало приносить хорошую прибыль. Эту дату считают отправной точкой новой технологической стадии в добыче газовых ресурсов, т.к. новейшие разработки позволили бурить глубокие скважины с гидроразрывом на нескольких стадиях одновременно, а вместо воды закачивать проппанты. Проппанты – гранулообразный материал – дал возможность закреплять полученные трещины, не позволяя им смыкаться под давлением пластов земной коры.

Активная добыча сланцевых месторождений привела к так называемой «газовой революции» (“сланцевой революции“), благодаря которой Соединенные Штаты Америки были признаны самым крупным добытчиком и поставщиком всех видов голубого топлива. Так, только в 2009 году объем добытого газа составил более 745 миллиардов кубических метров, из которых больше 40% составляли новые виды природных ископаемых – непосредственно сланцевый газ и метан , добытый в угольных месторождениях.

Хотя США и стали «отцами добычи» сланцевого газа, уже через несколько десятков лет подобные разработки стали проводиться в других странах. Сегодня добыча из имеющихся месторождений ведется на всех континентах.

Технология добычи сланцевого газа:

Как и природный газ , жизнь без которого сегодня не представляют жители цивилизованных стран, сланцевые месторождения порождены недрами нашей планеты. Технологии, применяемые для его добычи сегодня, значительно отличаются от используемых почти 200 лет назад: вместо одной неглубокой горизонтальной скважины сейчас получают одну достаточно длинную, имеющую несколько горизонтальны ответвлений, часто достигающих 2-3 тысяч метров.

В полученную бурением шахту закачивают «гремучую смесь»: массу из воды, песка и различных соединений, которые в результате сложных химических реакций провоцируют мощный гидравлический удар . Последний сокрушает и разваливает стены коллекторов, хранящих природные ископаемые, что позволяет откачать топливо для дальнейшего использования. Разработка горизонтальных ветвей осуществляется при помощи современных технологических достижений, основное из которых – методика сейсмического моделирования 3D GEO, объединяющая в себе всесторонние геологические исследования, компьютерный анализ и обработку данных, благодаря чему есть возможность получить как компьютерную карту месторождения, подлежащего разработке, так и вид образовавшейся скважины .

Одним из основных параметров, который специалисты обязаны тщательно просчитать перед началом разработки горизонтальной ветви, считается определение верного угла бурения – он должен точно соответствовать углу наклона самого сланцевого пласта. Второй параметр – расположение горизонтальной шахты: ее прохождение должно быть четко посередине, с равным и достаточным отступом от границ сланцевого пласта. Несоблюдение данных правил станет причиной утечки метана в щели и трещины, имеющиеся во всех слоях земной коры, т.е. потерю природного ископаемого.

Кроме сланцевых пластов, большие объемы сланцевого газа сосредоточены в газовых коллекторах. Эти «природные хранилища» тоже имеют свои особенности, и их необходимо учитывать при добыче. Так, концентрация возможна в:

  • пористых слоях сланцевых пластов, по структуре схожих с плотным песком;
  • небольших коллекторах, расположенных вблизи источников органических веществ (как в случае с метаном, содержащемся в пластах каменного угля );
  • естественных изломах земной коры.

Газ – «подвижное» ископаемое, чье движение подчиняется законам физики, поэтому он легко перемещается из одного пласта в другой, если давление в первом увеличивается. Эту особенность тоже стоит учитывать при разработке месторождений, т.к. для полноценной добычи потребуется создать зону с переменным давлением.

Уровень сегодняшнего технического прогресса позволяет получать глубокие скважины как с несколькими горизонтальными ответвлениями – мультиотводами на одном уровне, так и ступенчатые отводы, протяженность которых ограничивается 2 километрами.

Сланцевый газ – редкое ископаемое, запасы его в одном природном хранилище незначительные, в среднем, это 0,2 – 3,2 млрд м3/км2. Поэтому для коммерческой разработки, обусловленной получением прибыли, бурение ведется на значительных по площади территориях.

Преимущества добычи и использования сланцевого газа:

Газодобыча – одна из важных отраслей экономики любой цивилизованной страны. В добыче сланцевой разновидности голубого топлива имеется ряд преимуществ:

  • его разработка допускается в районах с большим количеством населения;
  • газ добывается достаточно быстро, при этом потери, обусловленные парниковым эффектом, практически отсутствуют;
  • газодобыча позволяет создать новые рабочие места с высоким уровнем заработной платы.

Сланцевый газ – альтернативный тип топлива , позволяющий получить тепловую энергию в обход центральных магистралей. Это дает возможность обеспечить топливом самые отдаленные районы страны, не подключая их к центральным газопроводам, что экономит время на подачу ресурса и бюджетные средства.

Проблемы добычи сланцевого газа:

Несмотря на явные плюсы для экономики и страны в целом, вокруг добычи сланцевого ископаемого ведутся серьезные споры. Это обусловлено рядом проблем, возникающих при разработке месторождений и использовании самого топлива.

Методика гидроудара, применяемая при бурении скважин, весьма затратная, т.к. включает использование крупных запасов водных ресурсов. Чем дальше они располагаются от залежей ископаемого, тем больше средств требуется потрать на их поставку к месту разработки. Кроме воды (в среднем, около 7500 тонн), смесь для разрыва включает песок и вредные химические вещества, которые после удара скапливаются на близлежащих с местом добычи территориях. Это является серьезным ущербом по экологии района, т.к. утилизировать жидкость с использованием всех норм и требований достаточно затратно, и данное правило газодобывающими компаниями обычно игнорируется.

Объем залежей сланцевого газа, по сравнению с природным, невелик, поэтому максимальный срок их разработки ограничивается 10-15 годами. Как результат – более частое бурение скважин, что отражается и на финансовых затратах, и на экологии территории, где происходит добыча.

Ни одна газодобывающая компания, проводящая разработку сланцевых месторождений, не афиширует состав смеси для гидравлического удара, скрывая данные о химических составляющих, входящих в ее основу. Однако есть данные, что это большое количество токсинов и отравляющих компонентов, число которых может превышать восемь десятков. Оценить, какой урон экологии наносит подобная мера, может каждый, особенно если учесть, что только для одного взрыва требуется от 80 до 300 тонн таких составляющих.

Нарушение методики разработки способно привести к потере метана (его самостоятельному перекачиванию в другие слои земной коры), что усиливает парниковый эффект , также нарушающий экологический баланс.

Затраты на разработку сланцевых месторождений значительно превышают стоимость откачки природного голубого топлива , поэтому экономически выгодно его добывать только при условии, что спрос на альтернативное топливо и его конечная цена велики.

Однако самый существенный недостаток – это серьезный вред как здоровью людей, так и всей окружающей среде, о чем неустанно говорят экологи. Яркий пример – штат Пенсильвания (США), где пробы земли, воды и воздуха возле сланцевого бассейна свидетельствуют не просто об экологическом дисбалансе, а носят характер настоящей экокатастрофы. Разрушение природы, как и использование огромных объемов воды для гидравлического удара – основные проблемы в регионах добычи сланцевого газа. Хотя газодобывающие компании оправдывают свои действия тем, что разрывы пластов выполняются значительно ниже уровней, где проходят грунтовые воды, не отметить тот факт, что последние страдают от сильнейшего загрязнения химикатами, невозможно. Так, в некоторых водоемах уровень химических веществ настолько велик, что жидкость можно легко поджечь. Вместе с водой страдает и почва, на которой произрастают растения, плоды которых позже употребляются в пищу людьми и животными , и воздух, необходимый для дыхания всем живым существам планеты.

Некоторые месторождения отличаются и высоким радиационным фонон. Это связано с тем, что после гидроразрыва радиоактивные вещества, вместе с другими токсинами, проникают во все слои почвы и грунтовых вод, и неизменно выходят на поверхность земной коры, в воздух. Такая особенность присуща месторождениям, относящимся к мезозойской и палеозойской эрам, и, как это не прискорбно, именно они являются наиболее выгодными с экономической точки зрения.

Источники:

http://www.syl.ru/article/345102/chto-takoe-slantsevyiy-gaz-gde-i-kak-ego-dobyivayut-slantsevyiy-gaz-i-prirodnyiy-gaz-otlichie

http://fishki.net/anti/1676126-kak-dobyvajut-slancevyj-gaz.html

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector
×
×
×
×