Сланцевый природный газ (англ. shale gas) - природный газ, добываемый из горючих сланцев и состоящий преимущественно из метана.
Горючий сланец - твердое полезное ископаемое органического происхождения. Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков.
Для добычи сланцевого газа используют горизонтальное бурение (англ. directional drilling), гидроразрыв пласта (англ. hydraulic fracturing, в том числе с применением пропантов). Аналогичная технология добычи применяется и для получения угольного метана.
При добыче нетрадиционного газа гидроразрыв пласта (ГРП) позволяет соединить поры плотных пород и обеспечить возможность высвобождения природного газа. Во время проведения гидроразрыва в скважину закачивается специальная смесь. Обычно она на 99% состоит из воды и песка (пропанта), и лишь на 1% - из дополнительных добавок.
Пропант (или проппант, от англ. propping agent - «расклинивающий агент») - гранулообразный материал, служащий для сохранения проницаемости трещин, получаемых в ходе ГРП. Представляет собой гранулы с типичным диаметром от 0,5 до 1,2 мм.
Среди дополнительных добавок могут быть, например, гелирующий агент, как правило, природного происхождения (более 50% от состава хим. реагентов), ингибитор коррозии (только при кислотных ГРП), понизители трения, стабилизаторы глин, химическое соединение, сшивающее линейные полимеры, ингибитор образования отложений, деэмульгатор, разжижитель, биоцид (химреагент для разрушения водных бактерий), загуститель.
Для того, чтобы не допустить утечки жидкости для ГРП из скважины в почву или подземные воды, крупные сервисные компании применяют различные способы изоляции пластов, такие как многоколонные конструкции скважин и использование сверхпрочных материалов в процессе цементирования.
Сланцевый газ содержится в небольших количествах (0,2 - 3,2 млрд куб. м на кв. км), поэтому для добычи значительных количеств такого газа требуется вскрытие больших площадей.
Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Уильямом Хартом (англ. William Hart) во Фредонии, Нью-Йорк, который считается в США «отцом природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж Ф. Митчелл и Том Л. Уорд.
Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США в начале 2000-х, которая на месторождении Barnett Shale в 2002 году пробурила впервые горизонтальную скважину. Благодаря резкому росту его добычи, названному в СМИ «газовой революцией», в 2009 году США стали мировым лидером добычи газа (745,3 млрд куб. м), причём более 40% приходилось на нетрадиционные источники (метан угольных пластов и сланцевый газ).
В первом полугодии 2010 года крупнейшие мировые топливные компании потратили $21 млрд на активы, которые связаны с добычей сланцевого газа. На тот момент некоторые комментаторы высказывали мнение, что ажиотаж вокруг сланцевого газа, именуемый сланцевой революцией, - результат рекламной кампании, вдохновлённой рядом энергетических компаний, вложивших значительные средства в проекты по добыче сланцевого газа и нуждающихся в притоке дополнительных сумм. Как бы то ни было, после появления сланцевого газа на мировом рынке цены на газ стали падать.
По сведениям директора Института проблем нефти и газа РАН академика Анатолия Дмитриевского, себестоимость добычи сланцевого газа в США на 2012 год - не менее 150 долларов за тысячу кубометров. По мнению большинства экспертов, себестоимость добычи сланцевого газа в таких странах, как Украина, Польша и Китай, будет в несколько раз выше, чем в США.
Себестоимость сланцевого газа выше, чем традиционного. Так, в России себестоимость природного газа со старых газовых месторождений, с учётом транспортных расходов, составляет около $50 за тыс. куб. м.
Ресурсы сланцевого газа в мире составляют 200 трлн куб. м. В настоящее время сланцевый газ является региональным фактором, который имеет значительное влияние только на рынок стран Северной Америки.
В числе факторов, положительно влияющих на перспективы добычи сланцевого газа: близость месторождений к рынкам сбыта; значительные запасы; заинтересованность властей ряда стран в снижении зависимости от импорта топливно-энергетических ресурсов. В то же время у сланцевого газа есть ряд недостатков, негативно влияющих на перспективы его добычи в мире. Среди таких недостатков: относительно высокая себестоимость; непригодность для транспортировки на большие расстояния; быстрая истощаемость месторождений; низкий уровень доказанных запасов в общей структуре запасов; значительные экологические риски при добыче.
По оценке IHS CERA, добыча сланцевого газа в мире к 2018 году может составить 180 млрд кубометров в год.
| Комментарии: 0 |
Дмитрий Грищенко
О добыче сланцевой нефти и газа пишут много и часто. На лекции попробуем разобраться что же представляет из себя данная технология, какие экологические проблемы с ней связаны, а какие - лишь плод воображения журналистов и защитников природы.
Может ли стремительный прогресс в области технологий, генетики и искусственного интеллекта привести нас к тому, что экономическое неравенство, столь широко распространенное в этом мире, закрепится на биологическом уровне? Этим вопросом задается историк и писатель Юваль Ной Харари.
Владимир Мордкович
Синтез Фишера - Тропша - это химический процесс, который является ключевой стадией самого современного способа получения синтетических топлив. Почему говорят именно «синтез» или «процесс» и избегают слова «реакция»? Именами ученых, в данном случае Франца Фишера и Ганса Тропша, называют обычно отдельные реакции. Дело в том, что как таковой реакции Фишера - Тропша нет. Это комплекс процессов. Только основных реакций в этом процессе три, а насчитывают их не менее одиннадцати. В целом синтез Фишера - Тропша - это превращение так называемого синтез-газа в смесь жидких углеводородов. Химик Владимир Мордкович о способах получения синтетического топлива, новых типах катализаторов и реакторе Фишера - Тропша.
Александра Пошибаева
Сегодня есть две основные гипотезы образования нефти: неорганическая (абиогенная) и органическая (биогенная, и ее также называют осадочно-миграционной). Сторонники неорганической концепции считают, что нефть образовалась из углерода и водорода по процессу Фишера - Тропша на больших глубинах, при огромных давлениях и температурах выше тысячи градусов. Нормальные алканы могут образоваться из углерода, водорода в присутствии катализаторов, однако в природе отсутствуют такие катализаторы. Помимо этого, в нефтях содержится огромное количество изопренанов, циклических углеводородов-биомаркеров, которые по процессу Фишера - Тропша образоваться не могут. О поиске новых месторождений нефти, неорганической теории ее происхождения и роли прокариот и эукариот в образовании углеводородов рассказывает химик Александра Пошибаева.
Андрей Бычков
Углеводороды сегодня являются энергетической основой нашей цивилизации. Но надолго ли хватит месторождений горючих ископаемых и что делать после их истощения? Как и других полезных ископаемых, нам придется разрабатывать сырье с меньшим содержанием полезного компонента. Как сделать нефть, из какого сырья? Будет ли это выгодно? Уже сегодня мы имеем много экспериментальных данных. В лекции будут обсуждены вопросы о процессах образования нефти в природе и показаны новые экспериментальные результаты. Обо всем этом вам расскажет Бычков Андрей Юрьевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, профессор кафедры геохимии в МГУ.
Королёв Ю. М.
О том, как учёные пытаются разгадать тайну происхождения нефти, а точнее, нефтяных углеводородов, мы попросили рассказать Ю.М. Королёва - ведущего научного сотрудника Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева. Он более тридцати лет изучает рентгенографический фазовый состав ископаемых углеводородных минералов и их превращение под действием времени и температуры.
Родкин М. В.
Спор о биогенном (органическом) или абиогенном происхождении нефти особенно интересен для российского читателя. Во-первых, углеводородное сырьё - один из основных источников дохода в бюджете страны, а во-вторых, российские учёные - признанные лидеры многих направлений в этом старом, но всё ещё не закрытом научном споре.
Изобретатель из Санкт-Петербурга Александр Семенов запатентовал боевую систему, которая позволяет экипажу танка использовать для стрельбы собственные экскременты. Автор проекта настаивает на том, что такая технология позволит решить как минимум две задачи: позволит утилизировать экскременты и одновременно понизит боевой дух противника. Сообщения об этом взбудоражили британскую прессу.
В конце мая газета The Wall Street Journal опубликовала большой материал, посвященный перспективному американскому энергетическому оружию - рельсотрону. В материале газеты утверждалось, что, по мнению военных планировщиков, такое орудие, в случае необходимости, поможет США защитить Прибалтику от российской военной агрессии и поддержать союзников в противостоянии с Китаем в Южно-Китайском море. Военный эксперт Василий Сычев рассказывает, что такое рельсотрон и как быстро его можно принять на вооружение.
В прошлом году газета The New York Times назвала Митио Каку одним из самых умных людей Нью-Йорка. Американский физик японского происхождения, провёл ряд исследований в области изучения чёрных дыр и ускорения расширения Вселенной. Известен как активный популяризатор науки. В активе учёного - несколько книг-бестселлеров, циклы передач на BBC и Discovery. Митио Каку - преподаватель с мировым именем: он профессор теоретической физики в нью-йоркском Сити-колледже, много путешествует по миру с лекциями. Недавно Митио Каку рассказал в интервью, каким он видит образование будущего.
Перспективы добычи сланцевого газа на данном этапе выглядят весьма туманно. С одной стороны данный вид топлива поможет решить проблему исчерпаемости природного газа и других горючих полезных ископаемых. Современный мир очень зависим от топливного сырья, поэтому ученые постоянно проводят исследования с целью создания альтернативных источников горючего. По самым оптимистическим прогнозам, существующих на Земле запасов при нынешних темпах потребления хватит на несколько десятилетий. Поэтому необходимо уже сейчас искать новые перспективные источники.
Добыча сланцевого газа не решит эту проблему, но поможет несколько отсрочить час, когда природное горючее закончится. Выигранное время, возможно, поможет отыскать реальную альтернативу. Но с другой стороны, условия залегания топлива требуют больших затрат на его извлечение из недр. И самое главное, что при неправильной технике добычи окружающей среде наносится огромный урон. А экологическая проблема стоит не менее остро, чем топливно-энергетическая. Так что для разработок месторождений сланцевого газа необходимо отыскать безопасный способ, который позволит минимизировать загрязнение природы.
Экология при добыче сланцевого газа страдает из-за применения буро-взрывных работ на большой глубине. Это приводит к колебаниям под землей, которые влияют на множество происходящих процессов. К тому же, при использовании дешевого оборудования, не весь газ удается извлечь из образовавшейся ниши. Часть топлива может попасть в грунтовые воды, что приведет к ужасающим последствиям. Местность над разработкой станет пустынной, так как ни одно растение не сможет черпать из земли необходимую для жизни влагу, так как подземные воды будут загрязнены остатками газа.
Негативные последствия коснутся и местное население. Вода в их домах станет непригодной для употребления и ни один бытовой фильтр не сумеет исправить эту проблему. Придется либо завозить воду в специальных цистернах, либо покинуть родные края. Вот такими могут быть последствия добычи сланцевого газа, если не позаботиться о безопасности на всех технологических этапах.
Способы добычи сланцевого газа
Технология добычи сланцевого газа продиктована условиями его залегания. Он находится в толще сланцевого слоя осадочных пород. Сложность добычи связана с глубинами расположения сланцев, которые достигают 3 километров. Такие условия требуют использования специального дорогостоящего оборудования. В мире существует два основных вида разработок сланцевых месторождений.
Первый метод добычи сланцевого газа подразумевает гидравлический разрыв газоносного пласта. Процедура представляет собой процесс закачивания в скважину смеси из воды, песка и химических элементов под большим давлением. В результате происходит вытеснения газа на поверхность, где он собирается в специальные резервуары. Себестоимость добычи сланцевого газа методом гидроразрыва зависит от используемых материалов. В основном компании, занимающиеся разработками месторождений, используют самое дешевое сырье в погоне за максимальной прибылью. Это приводит к загрязнению недр различными химическими элементами, которые делают почву непригодной для жизни растений и животных.
Второй способ добычи сланцевого газа - горизонтальное бурение. Оно подразумевает проведение буровых работ, но не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости. Таким образом, происходит вскрытие сланцевого пласта одновременно во многих местах. Освободившийся газ начинает искать выход наружу и поднимается по пробуренному каналу вверх, где его собирают в заготовленные резервуары. Этот способ предпочтительнее первого, так как не требует применения химикатов.
Но нельзя сказать, что он совсем не вредит экологии. Часть газа все равно выход в несанкционированных местах через микроскопические трещины в земной коре. К тому же буровые работы нарушают устоявшееся равновесие сланцевых пластов, что может повлечь за собой множество неконтролируемых процессов. Стоимость добычи сланцевого газа таким методом будет выше, чем применение гидравлического разрыва. Это связано с использование дорогостоящего оборудования для бурения на огромных глубинах.
Перед началом разработок проводится сейсмическое моделирование участка земной коры. Оно позволяет с максимальной точностью определить параметры бурения и изучить возможные риски во время ведения работ. Такой подход очень важен, так как позволяет наиболее правильно подготовиться к вмешательству в недра. Ответственный подход к добыче полезных ископаемых дает возможность извлекать из земли ресурсы при минимальных неудобствах для живой природы. Принцип добычи сланцевого газа связан с серьезными рисками для местности огромных размеров, поэтому чисто деловой подход без заботы о последствиях может превратить окружающие земли в безжизненную пустыню на многие столетия.
Проблемы добычи сланцевого газа
Сланцевые породы распространены на всех континентах. Поэтому практически любая страна имеет возможность добывать их на своей территории. Это выглядит очень заманчиво со стороны обеспечения своей энергетической независимости. Но не стоит забывать и о влиянии на экологию и немалой стоимости добычи. К тому же сланцевый газ обладает вдвое меньшей теплоотдачей при горении, чем природный. Поэтому проблемы добычи сланцевого газа отталкивают власти многих стран от идеи разработок имеющихся месторождений.
Необходимы внушительные затраты инвестиций для начала добычи. И далеко не каждая держава сможет выделить из бюджета столько денег. А частные инвесторы не спешат вкладываться в данную отрасль, так как перспективы ее развития пока не ясны. Но в некоторых странах такая добыча все же ведется. Добыча сланцевого газа в США составляет более 15% от общей ежегодной мировой добычи данного ресурса. Государство ведет целенаправленную политику по увеличению данного показателя. Таким способом политики стремятся повысить энергетическую безопасность за счет самостоятельного обеспечения топливными ресурсами. Такой подход уже принес свои негативные последствия.
Неконтролируемая добыча с применением гидроразрыва превратила несколько десятков гектаров земли в пустыню. Поэтому по решению конгресса, добыча сланцевого газа в Америке должна производиться максимально безвредным для экологии способом. США был пионером по разработке сланцевых месторождений и поэтому первым ощутил негативные последствия от чисто потребительского подхода. Многие страны, глядя на этот пример, не желают и слышать об альтернативном топливе. Добыча сланцевого газа в Европе не ведется, несмотря на наличие больших запасов. Многие государства наложили мораторий даже на проведение разведывательных работ. В 2010 году было пробурено две экспериментальных скважины в Польше, но вскоре проект свернули ввиду нерентабельности.
В 2012 году компанией Shell была пробурена поисковая скважина в Украине. Исследования показали наличие крупных запасов, поэтому было решено наладить добычу. По оценкам экспертов это возможно сделать к 2018 году. Добыча сланцевого газа в России не ведется по понятным причинам. Государство является крупнейшим в мире экспортером природного газа, поэтому до недавнего времени на альтернативный источник не обращало внимания. Но под влиянием мировых тенденций все-таки была принята программа, предписывающая проведение разведки и подсчет общего количества запасов к 2030 году.
Еще в 2004 году добыча сланцевого газа на территории США и большинства стран Европы была незаконна. Но в 2005 году вице-президент США Дик Чейни протолкнул в конгресс энергетический билль. Нефтегазовая промышленность США была исключена из Акта о безопасности питьевой воды, из Акта о защите воздуха и из десятка других законов о защите окружающей среды. Сам Дик Чейни по совместительству является бывшим владельцем компании Halliburton Inc, производящей оборудование и химикаты для бурения скважин. Закон 2005 года получил название «лазейка Halliburton», а технология добычи Halliburton стала широко использоваться в 34 штатах.
Удельная теплота сгорания топлива
|
Профессор Блумсбургского университета США Уэнди Ли: «Страны, где собираются добывать сланцевый газ, ждет то же самое, что произошло у нас. Сначала — короткий бум, какие-то новые рабочие места, но когда пузырь лопнет, останется плохая экология и разрушенная инфраструктура, как в Димоке. Также будет и в Латвии, и в Ирландии, и на Украине. Люди столкнутся с еще большими проблемами, чем были у них до того, как пришел газ».
Привожу данную таблицу для того, чтобы прекратить спекуляции на фразе "
Сланцевый газ после добычи проходит промышленное разделение и практически не отличается от природного"
, которую бездумно копируют из одного материала в другой.
Сланцевые газ и нефть содержат огромное количество примесей, которые не только повышают стоимость добычи, но и усложняют процесс обработки. То есть сжимать и сжижать сланцевый газ дороже, чем добытый традиционными методами. Сланцевые породы могут содержать от 30 % до 70 % метана. Хотя сл.газ и правда проходит разделение после добычи, делается это не везде и не всегда. Прежде всего потому, что у каждой буровой завод не построишь. Из него удаляют вредные примеси, из-за которых он иногда и вовсе не горит, только там, где удается добывать газа много и долго. И именно наличие примесей обусловливает меньшую теплоотдачу сланцевого газа.
Для примера можете просто сравнить цены на 76-й или 80-й бензин и Евро-6. Или хотя бы на 98-й. Разница 80-го и 98-го - в полтора раза. А выделить из сланцевого газа чистый метан куда дороже. А вот природный газ содержит 92-98% метана и ни в каких заводах не нуждается вовсе.
О сланцевом газе без эмоций:
Особенности сланцевого газа, как товара:
Показателями стоимости добычи сланцевого газа могут служить:
- содержание глины в жестких песках, которая поглощает энергию гидроразрыва, что требует увеличения объема используемых химикатов и повышает себестоимость газа.
- содержание диоксида серы, чем ниже показатель объема диоксида серы, тем выше цена реализации газа.
- содержание керогена (углеродсодержащей органики),
- себестоимость добычи ниже в толстых и термически-зрелых сланцах, обычно относящиеся к палеозойской и мезозойской эрам (пермский, девонский, ордовикский, силурийский периоды),
- содержанием диоксида кремния, чем выше показатель, тем более «хрупким» является сланец, содержат естественные переломы и трещины тем больше содержится естественных трещин на месторождении, тем ниже себестоимость добычи.
Достоинства добычи сланцевого газа:
Разработка сланцевых месторождений с использованием глубинного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах может быть проведена в густозаселенных районах (впрочем, это обязательное условие, а не достоинство);
- сланцевые месторождения газа находятся в непосредственной близости от конечных потребителей (ибо его нельзя транспортировать по газопроводам высокого давления);
- добыча сланцевого газа происходит без потери парниковых газов (но теряется метан с аналогичным эффектом).
Недостатки добычи сланцевого газа:
Технология гидроразрыва пласта требует крупных запасов воды вблизи месторождений, для одного гидроразрыва используется смесь воды (7500 тонн), песка и химикатов. В результате вблизи месторождений скапливаются значительные объемы отработанной загрязненной воды, которую сложно утилизировать с соблюдением экологических норм;
- сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, чем скважины обычного природного газа;
Пробуренные скважины быстро сокращают свой дебит - на 30-40 % в год
- для добычи газа используется около 85 токсичных веществ, хотя точные формулы химического коктейля для гидроразрыва в компаниях, добывающих сланцевый газ, являются конфиденциальными /список ниже/;
-при добыче сланцевого газа имеются значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта;
-добыча сланцевого газа рентабельна только при наличии спроса и высоких цен на газ.
-сланцевые месторождения палеозойской и мезозойской эры, имеют высокий уровень гамма-излучения, что приводит к повышеню радиационного фона в результате гидроразрыва пластов.
По данным ряда исследований, рентабельность сланцевого газа в США балансирует на отметке 8-9 долларов за тысячу кубических футов, в то время как стоимость газа на внутреннем рынке уже опустилась до 3,5 долларов за тысячу кубических футов /Энгдаль/. EROEI сланцевого газа не публикуется, но о том, что он ничтожно мал говорят следующие данные. EROEI обычной нефти 18, обычного газа — 10. EROEI сланцевой нефти 5. Остается предположить, что EROEI сланцевого газа намного меньше 5. [*]
Себестоимость добычи сланцевого газа составляет в США на 2012 год не менее 150 долларов за тысячу кубометров, природного в России - менее 20 долларов (без налога на недра).
И тут мы упираемся в то, что цены на газ в США устанавливаются нерыночным методом — точнее сказать некто манипулирует ими. Некто, кто видит свои выгоды не на рынке газа, а в формировании за счет дешевого газа новых производственных секторов в США. А на таком уровне и с такими целями в США играет лишь правительство /clantsevyiy-gaz-ubyitochen /.
Независимые экологи подсчитали, что специальный буровой раствор содержит 596 наименований химикатов: ингибиторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды, ингибиторы для контроля сланца, гелеобразователи. Для каждого бурения нужно до 26 тыс. кубометров раствора. Назначение некоторых химикатов: voda-dlja-gidrorazryvov/
- соляная кислота помогает растворять минералы;
- этиленгликоль борется с появлением отложений на стенках труб;
- изопропиловый спирт используется для увеличения вязкости жидкости;
- глютаральдегид борется с коррозией;
- легкие фракции нефти используются для минимизации трения;
- гуаровая камедь увеличивает вязкость раствора;
- пероксодисульфат аммония препятствует распаду гуаровой камеди;
- формамид препятствует коррозии;
- борная кислота поддерживает вязкость жидкости при высоких температурах;
- лимонная кислота используется для предотвращения осаждения металла;
- хлорид калия препятствует прохождению химических реакций между грунтом и жидкостью;
- карбонат натрия или калия используется для поддержания баланса кислот.
Очистка сланцевого газа - http://www.ngpedia.ru/id238570p1.html
Компания "Шелл" уже начала агитацию на УКраине. С ней можно ознакомиться здесь: http://www.shell.ua/aboutshell/our-business-tpkg/onshore/video.html
* - Соответственно ккал/м3 и кДж/м3. Проверить можно по этой
18ОктЧто такое Сланцевый Газ
Сланцевый газ (Shale Gas) – это природный газ, который добывается из сланцевых скважин, а именно из богатой газом горной породы – сланца.
Что такое Сланцевый газ – простыми словами – кратко.
Простыми словами, сланцевый газ – это практически такой же природный газ, как и тот, что изымается из более привычных газовых залежей, но добывается он другим способом, о чем мы поговорим далее.
Что такое Сланец.
Прежде чем приступить к краткому описанию того как добывают сланцевый газ, следует разобраться, что именно из себя представляет тот самый сланец из которого добывается газ.
Сланец – это весьма распространенная форма осадочной породы, которая встречается практически по всему миру. Данная порода формируется из песка, грязи, глины и других мелких частиц минералов таких как кварц. Со временем данная смесь осаждается и сильно сжимается образуя залежи сланца. Подобные пласты встречаются в породах палеозойского и мезозойского периода, что приводит нас к тому, что им в среднем от 500 до 700 миллионов лет. Помимо того, что в сланцах содержится природный газ, данная порода включает в себя целый набор полезных органических веществ, которые могут быть использованы людьми в различных целях. Довольно часто сланец используют в различных промышленных целях в качестве наполнителя для бетона или кирпича. Также сланцевые пласты служат бесценным источником научной информации о древней эпохе нашей планеты. Дело в том, что в сланцах содержится огромное количество всевозможных окаменелостей, которые могут предоставить информацию о разных временах в геологической истории Земли.
Добыча сланцевого газа – как добывают сланцевый газ.
Как и при многих других методах добычи полезных ископаемых, технология добычи сланцевого газа состоит из нескольких важнейших этапов:
- Разведка;
- Бурение сети скважин;
- Установка оборудования для сбора газа;
- Создание гидравлических разрывов;
- Сбор и сортировка полученных из скважин продуктов.
Разведка.
На данном этапе компания которая планирует добывать газ проводит оценку рентабельности и других показателей, связанных с добычей и влиянием на экологию. Если экологические нормы соответствуют законодательству региона, начинается процесс бурения нескольких пробных скважин. Из них будут браться пробы на количество содержащегося в сланце газа. Если все в порядке, то компания приступает к следующему этапу работы.
Бурение.
Процесс бурения скважин при добыче сланцевого газа изрядно отличается от стандартного — «просто пробурить глубокую дырку в земле». Все дело в том, что в отличие от традиционного способа добычи газа из газовых залежей, со сланцевым такая схема не работает. Основным различием выступает тот фактор, что сланцевый газ не находится в условном «газовом пузыре под землей». Он содержится в крошечных порах сланцевого пласта, расположенного горизонтально под поверхностью. Таким образом, пробурив вертикальную скважину на определенную глубину ее уводят в горизонтальную плоскость и бурят дальше пока это необходимо. Таким образом на участке добычи создаются несколько (возможно десятки) подобных скважин.
После процесса непосредственного бурения происходит герметизация скважин. Это необходимо для того, чтобы не допустить не контролированный выход газа и других химических материалов, связанных с добычей. Простыми словами, вставленные трубы изолируют различными герметичными уплотнителями, которые не пропускают газ на поверхность.
Установка оборудования для сбора газа.
Простыми словами на трубы устанавливают оборудование, которое будет принимать, сортировать и отправлять полученный продукт дальше по назначению.
Создание гидравлических разрывов.
Это самая уникальная часть процесса добычи сланцевого газа. Дело в том, что как мы уже знаем, нужный газ содержится в «порах» пласта, и сам по себе он выходить естественно не собирается. Для того чтобы он начал выделяться, добытчикам необходимо разрушить структуру пласта и освободить запертый там газ. В этих целях, практически в самый конец трубы продвигается специальный пиротехнический заряд. Он выстреливает в нужном месте создавая отверстия в трубе и ломает структуру пласта создавая в нем трещины. Поле этого в трубу под высоким давлением закачивается специальная смесь из воды и песка, которая собственно заполняет созданные трещины. Песок в свою очередь не дает трещинам сомкнуться обратно и отлично пропускает газ. Подобная процедура при необходимости повторяется по всей горизонтальной плоскости скважины.
Сбор, сортировка, хранение и доставка газа.
Как уже стало понятным из прошлого этапа, после манипуляций с гидравлическим разрывом, в трубы начинает поступать газ, вода и другие материалы которые содержатся в недрах. На поверхности, специально установленные сортировальные установки разделяют газ и воду. Газ отправляется в специальные коллекторы, а вода в свою очередь поступает на переработку и снова используется для создания гидравлических разрывов. Именно таким образом и происходит добыча сланцевого газа.
Некоторое время назад на весь мир прогремела новость о новой революции в мире энергетики, а именно о добыче сланцевого газа. Однако за последнее время появилось все больше скептиков по вопросу его конкурентоспособности. Постараемся рассмотреть причины, из - за которых начался так называемый «сланцевый бум», а также причины, по которым он так быстро закончился.
Важно помнить, что самое главное в ископаемых - это доказанный запас, а именно то количество ископаемого, которое выгодно добывать, и существует соответствующая технология для этого процесса. Остальная часть ископаемого - это лишь потенциальный ресурс, который либо невозможно добывать, либо это настолько трудно, что не выгодно с точки зрения получения прибыли. На самом деле доказанный запас сланцевого газа составляет около двух процентов всего существующего запаса (около четырех трлн м3). При таком раскладе вряд ли его добычу можно считать прорывом в мире промышленности.
История начала бума на сланцевый газ
Впервые скважину для того, чтобы добывать сланцевый газ, пробурили в 1821г. в Соединенных Штатах. Открывателем месторождения этого газа является Уильям Харт, которого в США прозвали - «отец природного газа».
Однако серьезная добыча и производство сланцевого газа началась в 2000 году в штате Техас с помощью новейших технологий. Рост добычи сланцевого газа резко возрос, из - за чего пресса поспешила объявить о новой энергетической революции. Таким образом Соединенные Штаты начали занимать первое место по добыче газа, из которых 40 процентов составляла добыча нетрадиционного сланцевого газа.
Крупные компании тратили около 20 миллиардов долларов на добычу сланцевого ископаемого.
Стоимость газа в мире снизилось вследствие появлению сланцевой нефти. Однако со временем крупные нефтедобывающие компании начали высказывать опасения, что доходы от вложений в сланцевую отрасль падают, из - за чего добыча такого газа становится не настолько привлекательной, как казалось на первый взгляд под воздействием сильнейшей пропаганды со стороны СМИ.
В 2012 году практически все крупнейшие компании, вложившие огромные деньги в добычу сланцевой нефти, оказались практически перед банкротством, из - за чего вложения в сланцевый газ были сокращены в несколько раз.
Ресурсы сланцевого газа в США
По данным EIA доказанные ресурсы сданного газа в США в конце 2011 года составляли около 4 трлн м3 (около 40 процентов всех запасов газа США). Однако далее никаких конкретных цифр не приводилось. С таким количеством ресурсов США может обеспечить себя примерно тринадцать лет. С 2005 по 2012 год США увеличили объем добычи газа (примерно 682 млрд м3), из них 35 процентов добывались из труднодоступных скважин, однако потом объем добычи снизился.
Если говорить о финансовой стороне вопроса, то многие добывающие компании, начиная с середины 2013 года снизили добычу сланцевого газа из - за прекращения получения прибыли от него.
Из прессы Соединенных Штатов тут же исчезли огромные цифры якобы существующих там ресурсов сланцевого газа (как утверждалось, эта цифра составляла около 100 трлн м3). Это случилось потому, что изначально США не учитывали, что базой является не весь существующий объем ископаемого, а именно доказанный ресурс, который возможно добывать.
Страна |
ТИР, трлн. м3 |
Активность |
|
Родоначальник технологии и обладатель наиболее развитой отрасли добычи. 29% текущей (2010 год) добычи газа - из сланца. К 2030 году по оптимистическим прогнозам возможно до 50% |
||
|
Скандинавия |
Норвегия успешно эксплуатирует традиционные месторождения газа |
|
|
В-британия |
Неподтвержденные ТИР, по оценке частной компании- бурильщика в ноябре 2011 года. Большие залежи на шельфе, но добыча там пока экономически неэффективна |
|
|
Действует запрет на ГРП |
||
|
В 2012-14 годах запланировано бурение около 200 разведочных скважин. Коммерческое производство начнется не ранее 2014 года |
||
|
Остальная Зап.Европа |
Запреты на ГРП во многих странах (прим. отдельные земли Германии), экологически чувствительная тема |
|
|
Идет разведка, пробурено около 20 скважин. Принята госпрограмма развития сектора добычи сланцевого газа |
||
|
Параллельно присутствуют большие запасы традиционного газа, мало воды. В ближайшем будущем добыча маловероятна |
||
|
Аргентина |
Первая успешная горизонтальная скважина в августе 2011. Мало воды в непосредственной близости от месторождений. Государство жестко регулирует рынок, держа низкие цены на газ для потребителей. Недавняя национализация YPF Repsol тоже не поспособствует приходу иностранных инвесторов с современными технологиями |
|
|
Австралия |
Большие запасы традиционного газа. Мало воды, сланцы содержат в основном сухой газ, без конденсата |
|
|
Действует запрет на ГРП, мало воды |
Экологические последствия добычи сланцевого газа
В 2005 г. нефтегазовая отрасль в Соединенных Штатах получила право загрязнять окружающую среду. Эта была единственная отрасль, которой позволили не открывать обществу состав закачанных под землю химических составляющих, даже находясь в опасной близости с источниками питьевой воды.
В принципе все трудности экологического характера вследствие добычи сланцевого ископаемого можно решить. Иногда при взрыве пласта наблюдается небольшое землетрясение, поэтому, к примеру, в Арканзасе добыча сланца запрещена из - за того, что Арканзас является сейсмичным регионом.
При добыче нефти также существует загрязнение окружающей среды, однако никто не реагировал на этот факт таким же образом, как при добыче сланцевого газа. В чем же причина этого?
Причина кроется в количестве токсичных химикатов. Очень часто в скважинах попадается неправильное бурение, и часто заказчики бурения скрывают этот факт от общественности. В результате ядовитый газ выходит на поверхность, порой бывает, что попадает в жилые помещения.
В принципе очищение воды из одной скважины сланцевой нефти от шести тысяч тонн химикатов не составляет особой проблемы, однако таких скважин гораздо больше, чем шестьдесят тысяч, и такое громадное количество загрязненной воды уже не так легко очищать.
Ресурсы сланцевого газа в других странах, кроме США
Факт существования большого количества сланцевого газа в Соединенных Штатах действительно доказана. Однако сложно утверждать то же самое про остальные страны на планете. Поиски сланцевого газа в остальных уголках мира, которые велись около четырех лет, закончились практически ничем.
О планах добычи сланцевого газа было объявлено компанией Santos в Австралии, однако с тех пор никаких новостей по добыче сланцевого газа больше нет. По оценкам EIA доказанные запасы сланцевого газа в Австралии составляют около 2,5 трлн м3, однако только после бурения можно будет объявить о реальных цифрах.
О цифрах добычи сланцевого газа на территории Канады пока никакой официальной информации нет. Естественно, пресса постоянно пишет об огромной перспективе такой добычи, но на деле доказанные ресурсы газа в Канаде в течение последних десяти лет выросли только на 17,5 процентов, при этом добыча снизилась на 20 процентов.
Компания YPF, находящийся в Аргентине, объявило о том, что на юге страны найдено месторождение газа из сланца около 127 миллиардов м3. Однако не совсем понятно, это доказанные запасы или просто геологические ресурсы. В любом случае это не гигантское, а просто достаточно большое месторождение. Несмотря на данное объявление, пока никаких работ по добыче там не проводилось.
В Китае пока отложены работы по добыче сланцевого газа. Некоторые китайские компании являются дольщиками компаний, планирующих добычу сланцевого газа в США и Аргентине. Вместо добычи сланцевого газа в Китае наращивается мощность сжиженного газа.
Индия пока только начала проверочное бурение одного из предполагаемых месторождений сланцевого газа. Однако дальнейшие перспективы неясны из - за того, что в Индии очень низкая стоимость на газ.
Во Франции и Бельгии гидроразрыв пластов официально запрещен. В Германии пока временный запрет на него. В Венгрии были пробурены две скважины, однако газ не был найден.
Была странная ситуация с Литвой. EIA объявил, что там находится доказанный запас сланцевого газа в размере 120 миллиардов м3. Компания Chevron согласился провести разведывательное бурение там. Однако вскоре она отозвала свою кандидатуры из - за новой оценки EIA. Оказалось, что в Литве совершенно отсутствует сланцевый газ.
Пока Польша приняла решение воздержаться от добычи сланцевой нефти, поскольку это было признано не доходным.
После трехлетних поисков в Великобритании было найден месторождение сланцевого газа. Однако проблема состоит в том, что толщина сланцев составляет около 1100м. До сегодняшнего дня никто не получал газа от такого сланца. Пока никаких конкретных цифр извлекаемых запасов не сообщалось.
Chevrlon - компания, у которой есть соглашение с Украиной о поисках сланцевого газа на Прикарпатье, должна будет очень внимательно следить за процессом бурения, поскольку это высоко сейсмичная местность. В Харьковской области было найдено месторождение газа - так называемого tight gas-а, полученные из песчаников. Однако стоимость такого типа скважин варьируется около 8 - 10 млн долларов. Помимо этого такие скважины истощаются с большой быстротой.
Небольшое резюме всего вышесказанного
- Из-за массовой пропаганды добычи сланцевого газа часто происходит подмена геологических аспектов. При этом, как ни странно, агентство EIA, которая действует на территории Соединенных Штатов, не искажало действительности и трезво оценивало реальные возможности добычи в конкретных месторождениях.
- Для добычи тех запасов, которые труднодоступны, требуется в десять раз больше мощности бурения, также как увеличения количеств скважин. По этой причине нефтегазовая отрасль в США была освобождена от любых ограничений по загрязнению окружающей среды. Теоретически проблем с очисткой после химикатов нет, однако это требует огромных расходов, что уменьшает или сводит на нет получаемые доходы от сланцевого газа.
- Такой высокий темп добычи сланцевого газа в Соединенных Штатах сохранится еще около десяти лет. Вначале добыча этого газа будет расти параллельно росту цен на газ, однако после того, как произойдет истощение скважин, стоимость будет падать. США делает ошибку, активно добывая сланцевый газ, поскольку через несколько нет наступит дефицит газа.
- С экологической точки зрения происходит истощение ресурсов нашей планеты, которому способствует бум бурения в разных уголках Земли. Скорей всего после истощение запасов сланцевого газа, люди будут пытаться добывать газовые гидраты, которых гораздо больше, чем сланцевого газа. Однако они потребуют еще больше сил для добычи. Со временем наступит дефицит энергии, который сейчас тратится на добычу труднодоступных ископаемых.
Реальность отличается от ожиданий
- Запасы сланцевой нефти истощаются с удивительной быстротой. Через три года добычи их производство в данном месте становится меньше от 80 до 90 процентов.
- Добыча и производство сланцевого газа очень дорогой процесс. Их добыча обходится в несколько раз больше, чем при традиционном методе.
- Сланцевый газ превращает все вокруг в пустыню, загрязнение окружающей среды гораздо больше, поскольку жидкость для разрыва пласта очень ядовитая, а при добыче сланцевого газа очень много такой жидкости утекает.
- Из-за того, что запасы сланцевого газа и нефти в одном месторождении очень быстро истощается, приходится бурить множество скважин. Это плохо влияет на общую инфраструктуру дорог. В современном мире самые большие повреждения инфраструктур происходит именно из - за нефтедобывающей отрасли.
- Если найдено месторождение сланцевого газа, то это не означает, что там его много. Иногда после долгих бурений не удается добыть ни одной капли. Вся проблема в том, что без бурения невозможно предсказать, сколько же газа можно добыть в конкретном месте.
Все эти факторы определяют то, что добыча сланцевого газа превращается в очень дорогой процесс.
Как бы там не было, увеличив добычу и производство сланцевого газа, Соединенные Штаты лишь могут выиграть некоторое время. Однако если общая стратегия добычи не изменится, то пиковой точки добычи сланцевого газа будет достигнуто примерно в 2020г.