В наше время широкое распространения получила тема ресурсов, запасов, добычи сланцевого газа. Она волнует многих людей, причём не только с экономической точки зрения, но и с точки зрения влияния его на экологию.
Что такое сланцы вообще?
Сланцы это осадочные породы, которые прошли определённые стадии преобразования. Сначала в водоёмах происходит образование рыхлых осадков, которые постепенно уплотняются – из рыхлого песка образуется песчаник, далее песчано-глинистый сланец и в конце получаем гнейс.
Как добывается сланцевый газ?
Концентрация газа в сланцевых отложениях низкая. Коллекторы, в которых он скапливается, рассосредоточены по всей толще породы. По-отдельности они имеют небольшие объемы газа, однако совокупные их запасы огромны.
Как добывается сланцевый газ?
Технология добычи сланцевого газа подразумевает несколько способов добычи: горизонтальное бурение, гидроразрыв пласта и сейсмическое моделирование. Способ горизонтального бурения основан на использовании особых буровых установок и является основным способом добычи газа. Создание высокопроводимой трещины в целевом пласте, чтобы добыть сланцевый газ – технология гидроразрыва пласта (позволяет «оживить» скважины, на которых добыча газа обычными методами уже невозможна).
Современная технология добычи сланцевого газа включает в себя сооружение буровой установки, в составе которой одна вертикальная скважина и несколько горизонтальных. Их длина может достигать 3 км. Они заполняются смесью воды, песка и химреагентов, создаётся гидроудар, повреждается целостность газовых коллекторов. Далее высвобожденный газ откачивается.
В процессе горизонтального бурения применяется методика сейсмического моделирования. Она сочетает в себе геологические исследования и картирование с компьютерной обработкой данных, в том числе, с визуализацией.
В газовых месторождениях имеет место естественное перемещение газа в зависимости от давления. Такую особенность имеет и сланцевый газ, технология добычи которого предполагает создание областей с переменным давлением. Для этого применяют горизонтальные скважины, имеющие мультиотводы на одной глубине, или такие скважины делаются многоступенчатыми с горизонтальным отводом длиной до 2 км.
Схема добычи сланцевого газа
Схематично процесс, как добывают сланцевый газ, можно разделить на несколько этапов:
- Проводится бурение скважин: вертикальное до глубины сланцевых залежей и далее вдоль них – горизонтальное.
- Установка трубы в скважину.
- Укрепление трубы цементом. В полученной конструкции специальным перфоратором проделываются отверстия.
- Закачка в трубу воды и песка, под действием которых сланец постепенно разрушается.
- Сбор газа из трещин и разломов породы и прокачка его через трубопровод.
После того, как давление газа спадёт, возможен повтор процедуры разрушения сланцевого пласта.
Американский опыт разработок сланцевых бассейнов показывает, что каждое такое месторождение характеризуется совершенно уникальными геологическими параметрами, особенностями эксплуатации, сложностями в добыче. И в каждом случае требуется индивидуальный научный подход.
Влияние на экологию
Вид сверху на добычу сланцевого газа
Существуют пагубные последствия добычи сланцевого газа. И первое, на что оказывает негативное влияние сланцевый газ — экология. Ведь при его добыче используются канцерогенные жидкости, которые отравляют окружающую среду: почву, подземные воды, реки и многое другое. Более того, технология добычи сланцевого газа предусматривает использование углеводорода, что может привести к ухудшению проницаемости земных пород для воды. Поэтому вопрос, как добывают сланцевый газ, волнует очень многих экологов.
Сейчас, в связи с проблемами, связанными с добычей традиционного газа, рассматривается вероятность добычи сланцевого газа в России. Однако против этого выступают многие политики и экономисты, которые опасаются, что добывать сланцевый газ экономически невыгодно из-за высокой себестоимости бурения скважины и маленького срока её эксплуатации.
Отсюда следует, что прежде чем осваивать технологию добычи сланцевого газа, необходимо внимательно обдумать то, какое влияние это окажет на эконмическую и экологическую ситуацию в стране.
Видео
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
Сланцевый газ
(Shale gas)
природный газ
Сланцевый газ (Shale gas) - это состав,технология и методы добычи сланцевого газа, а также оценка запасов сланцевого газа в мире
Сланцевый газ (Shale gas) - это, определение
Сланцевый газ — это разновидность Природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образований в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли, который встречается на всех континентах. Этот энергоресурс совмещает в себе качество ископаемого топлива и возобновляемого источника и встречается во всем мире, таким образом, практически любая энергозависимая страна может себя обеспечить данным энергоресурсом.
Сланцевый Природный газ — это Природный газ , добываемый из горючих сланцев, который состоит преимущественно из метана.
Сланцевый газ — это разновидность Природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образованиях, коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли.
Сланцевый газ - это тот же самый , на котором мы готовим еду. По составу он лишь немного отличается от того, что поступает к нам на кухню. Главная его особенность в том, что он залегает в горючих сланцах.
Сланцевый газ - это осадочная , глинистая, низкопористая, которая выступает одновременно и источником, и органикой в «благоприятной» среде.
Сланцевый газ - это экологически чистое топливо, поэтому его сжигание выпускает меньше углекислого газа в атмосферу, чем сжигание угля.
Сланцевый газ - это смесь взрывоопасных элементов, которые невозможно закачивать под высоким давлением и передавать на дальнее расстояние.
Сланцевый газ - это топливо по теплоотдаче в два раза ниже Природного газа.
История добычи сланцевого газа
Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Вильямом Хартом (William Hart) во Фредонии, Нью-Йорк, который считается в США «отцом Природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж П. Митчелл и Том Л. Уорд.
При оценке общемировых запасов сланцевого газа в настоящий момент имеются полярные точки зрения. Приведем также карту стратосферного анализа территорий, опубликованную в отчете о запасах сланцевого газа в 2011 году EIA, она значительно отличается от ранее опубликованных карт.
Информация о запасах сланцевого газа на территории Российской Федерации приведена ниже, оценка перспективных месторождений проведена ОАО «Газпром». Осадочные породы на Восточно-Европейской платформе относятся следующим периодам: ордовик, кембрий, верхний девон, силур, средний и верхний карбон, нижняя пермь, в них широко представлены сланцы разной мощности и зрелости, которые могут быть перспективными для разработки. Стоит выделить на Русской платформе Балтийский щит и Польско-Литовскую впадину, находящуюся на территории Польши и Западной Украины, и Днепровско-Донецкую впадину — на территории Украины, обладающие запасами зрелого сланца. На российской части Балтийского щита в Южно-Скандинавской области имеются незрелые сланцы возрастом 2,8 млрд. лет, более зрелые сланцы расположены в Центрально-Кольском блоке. По информации Shell, опубликованной в годовом отчете 2011 года сланцы Швеции, находящиеся в этом районе, бесперспективны.
Условия добычи сланцевого газа в каждой стране уникальны, они весьма ограничиваются менталитетом населения, экологическим законодательством и активностью экологических организаций. Приведем некоторые факты.
Крупное месторождение сланцевого газа имеется в Канаде . Прежде всего, сланцевые разработки проводятся на территории Британской Колумбии, а также к северу от Форта Нельсон. Ведется разведка в Альберте, Саскачеване, Онтарио, Квебеке, Новой Шотландии. Большинство газовых операторов имеют опыт добычи нефтяных песков в провинции Альберта. Основным перспективным месторождением в Канаде является ордовикского периода — Utica Shale (488-443 млн. лет) в Квебеке. Толщина слоя сланца колеблется в пределах 45-213 м, ТОС — 3,5% до 5%, месторождение относится к девонскому периоду. Прогнозируемые запасы оценивались в 113 млрд. куб. м газа, успешные испытания проводились на нескольких экспериментальных скважинах. После скандальных публикаций экологов в Квебеке наложен мораторий на добычу сланцевого газа. В настоящий момент в Канаде ведутся активные работы на месторождении Muskwa Shale, относящимся к девонскому периоду (416-360 млн. лет), его прогнозируемые запасы — 179 млрд. куб. м газа.
В Австралии для газосланцевой добычи является перспективным бассейн Cooper, общая площадь бассейна насчитывает 130 тыс. км2. Добыча сосредоточена в практически безлюдном районе в пустынной области. В бассейне Cooper имеются также традиционные месторождения газа и черного золота, которые обеспечивают Австралию необходимыми энергоресурсами. Разработка сланцевого газа ведется на перспективу. В июле 2011 года в бассейне Cooper был проведен первый гидроразрыв пласта с успешным извлечением газа из сланцевой скважины. Оценочные цифры месторождения пока не публикуются.
Сланцевый газ (Shale gas) - это
Ориентируясь на опыт США, сланцевая программа в Китае лоббируется на государственном уровне. Китай предполагает добывать из сланца 30 млрд. куб. м в год и достичь к 2020 году 5% уровня от общей добычи. Газовые технологии заимствуются у США по договора с Бараком Обамой. Добыча сланцевого газа в Китае не сдерживается экологическими нормами.
В Европе добыча сланцевого газа рассматривается в рамках программы энергетической независимости от российских поставок, цена на которые все время растет. Разведка месторождений сланцевого газа велась в Британии, Франции , Швеции, Германии, Австрии, Венгрии, Румынии и Украине. В начале 2011 года фирма Royal Dutch Shell объявила о бесперспективности сланцевых месторождений в Швеции. Во Франции и Англии практически ведутся общественные слушания о наложении моратория на добычу сланцевого газа. В настоящий момент самыми перспективными считаются месторождения сланцевого газа, находящиеся в Польше, а также Украине.
Как пишет Нью-Йорк-Таймс, Украина и Польша с их запасами сланцевого газа расцениваются европейцами как достойная альтернатива российскому газу. Первая иностранная организация, которая начала работу в Украине в 1998 году была EuroGas Inc. Эта фирма провела значительную работу по исследованию газовых месторождений на Западной Украине, в Восточной Украине и в Польше на территории Львовско-Волынского угольного бассейна. Геологический департамент EuroGas Inc. в Восточной Европе возглавляет профессор Юрий Колтун, геолог русского происхождения с мировым именем. Именно EuroGas Inc. была первой фирмой, которая провела бурение на Западной Украине в Люблинском угольном бассейне. Благодаря Юрию Колтуну и его команде, исследовавшей сланцевые месторождения на территории Польши и Украины, EuroGas Inc. накоплен значительный объем геологической информации и различных технических исследований по разработке сланцевого газа на территории Люблинского бассейна и в области Днепровско-Донецкой впадины. По исследованиям специалистов EuroGas Inc. толщина залежей сланца на территории Польши и западной Украины значительно превосходит толщину сланца на месторождениях Северной Америке, польско-украинские месторождения относятся к силурийскому периоду. В апреле 2010 года EuroGas Inc. подписала конфиденциальный контракт с Тоталь E&P на предмет покупки геологической информации Люблинского бассейна. В течение 2011 года ведется активная разведка газа на территории Польши, промышленная добыча газа в этом районе ожидается к 2014 году.
Основная добыча в Польше будет сосредоточена в нескольких местах, проведена разведка месторождения в 90 км от Гданьска. Сланцевый слой в этой районе залегает на глубине 3000 м. В настоящий момент разработку месторождений в Польше ведет 22 фирмы, в основном из США и Канады. По данным EIA, в Европе имеется 17,5 трлн. куб. м газа, объем Польши оценивается в 5,3 трлн. куб. м газа готового к немедленной добыче. В настоящий момент Польша выдала 68 лицензий на разработку сланцевого газа, которые покрывают около 30-40% территории всей страны. Большинство компаний уже провело сейсморазведку и установило толщину сланцевого слоя. Производство может начаться через 2 года, в настоящий момент в Польше созданы лучшие условия для добычи сланцевого газа в Европе.
Днепровско-Донецкая впадина, на территории которой находится Харьковская и Донецкая область, имеет общую протяженность 1300 км в длину и 3-100 км в ширину. Для этой впадины характерны осадочные отложения, относящиеся к пермскому периоду. Официальные данные о характеристиках сланцевого месторождения в Восточной Украине отсутствуют, по некоторым данным содержание керогена в сланцах составляет около 20%, толщина сланцевого слоя до 3-х метров, глубина — до 500 м. Однако эти данные можно поставить под сомнение. Основанием для этого может стать контракт организации Royal Dutch Shell c украинским правительством на разработку сланцевых месторождений на участках: Ново-Мечебилоский, Герсованоский, Мелеховский, Павловско-Светловский, Западно-Шебелинский и Шебелинский. Для Shell характерны удачные проекты. Наиболее перспективной считается Шебелинское месторождение, глубина залегания составляет 6 тыс. м, где ожидаемый объем газа составит 400 млрд. куб. м газа. Основным фактором разработки будет рентабельность добычи, для Днепровско-Донецкой впадины характерно наличие газовых коллекторов больших объемов. Для промышленной разработки понадобится до 1000 скважин глубиной 3-6 тыс. м. По мнениям большинства экспертов, промышленная добыча газа в Украине начнется не ранее, чем через 5-10 лет. Риски газодобычи из сланца в Украине очень велики за счет отсутствия опыта и отличной от США геологической структуры, по которой накоплены обширные данные сланцевой разработки. По заявлениям министра энергетики Украины Юрия Бойко в ближайшие месяцы Украина планирует заключить контракты с Marathon, ENI, ExxonMobil, Halliburton с целью начала бурения.
Общий объем запасов сланцевого газа в Польше и Украине составляет 6,5 трлн. куб. м. Для сравнения разведанные объемы газоконденсатного Штокмановского месторождения составляют 3,7 трлн. куб. м, на это месторождение Россия возлагала значительные надежды. В совокупности с украинской газотранспортной системой, обладающей кроме системы магистральных трубопроводов еще и одними из самых крупных активных хранилищ газа (21% от общеевропейских объемов), газовые месторождения Польши и Украины могут стать превосходным дополнением к газотранспортной инфраструктуре в Восточной Европе, Gas Infrastructure Europe (GIE). Напомним, что по общеевропейской стратегии газотранспортная рассматривается сугубо в совокупности с месторождениями, магистральными трубопроводами, хранилищами и LNG-терминалами, что подразумевает равномерный рост всех составляющих газовой инфраструктуры. Такой подход позволит избежать ситуации, возникшей в США, когда из-за отсутствия газоперерабатывающей и газотранспортной инфраструктуры произошел ценовой обвал рынка, который ставит под угрозу развитие газосланцевой промышленности . Одновременно, поглощение украинской газотранспортной системы GIE наряду с промышленной разработкой сланцевого газа в Польше и Украине может изменить расстановку сил на энергетическом рынке Европы, то есть минимизировать поставки ОАО «Газпром» в Евросоюз . Наметившееся поглощение украинской газотранспортной системы GIE преследует сразу несколько стратегических целей:
пополнение европейской газотранспортной системы мощной инфраструктурой, включающей полный комплекс газотранспортных предприятий ;
обеспечение промышленной добычи газа в Польше хранилищами на Западной Украине;
нарушение целостности российских газовых потоков и лишение Российской Федерации необходимой газовой инфраструктуры для экспортирования газа в Европу, то есть лишение конкурентного преимущества;
изменение геополитической ситуации и рыночное управление ценами на энергоресурсы.
Подобная расстановка сил на европейском энергетическом рынке требует от российской стороны переоценки приоритетов. Для ОАО «Газпром» необходимо оценить, что важнее: сохранение целостности российской газотранспортной инфраструктуры и уверенного конкурентного преимущества на европейском рынке или получение от украинских поставок прибыли в краткосрочной перспективе с возможной потерей значительно части европейского рынка после начала промышленной добычи сланцевого газа на территории Люблинского угольного бассейна. газотранспортной системы Украины позволяет АОА «Газпром» не только удержать позиции крупнейшей газотранспортной фирмы мира, но и оказать сдерживающее влияние на развитие промышленной добычи сланцевого газа в Европе, иные рычаги давления будут менее эффективны. В случае отказа GIE от украинских трубопроводов и хранилищ, сланцевый газ, поступающий из Польши, не будет обеспечен необходимой газовой инфраструктурой в Европе, что потребует от GIE не только внушительных инвестиций и дополнительного времени, которое позволит «Газпрому» эффективно реорганизовать активы.
Влияние сланцевого газа на мировой энергетический рынок будет иметь выраженный регулирующий характер, причем степень влияния на региональных рынках будет значительно отличаться, а само влияние будет подчиняться различным законам из-за уникальных характеристик каждого из рынков. Подобные изменения приведут к некоторым геополитическим изменениям, но качественного изменения энергетической структуры рынка и релевантных политических процессов можно добиться только при условии неграмотной экономической политики крупнейших газовых игроков.
Массовые спекуляции относительно степени влияния сланцевого газа на мировую позицию ОАО «Газпром» являются экономически-необоснованными. Никогда появление товара-субститута, которым является сланцевый газ, не приводило к полному изменению микроэкономических тенденций. Появление товаров-заменителей на рынке будет иметь корректирующее воздействие на цену газа, в целом, приведет к ее снижению.
Влияние сланцевого газа на региональные рынки нужно рассматривать только в совокупности с другими товарами-субститутами, а также в рамках сбалансированной региональной газовой инфраструктуры. Последствия обратной тактики можно наблюдать в США, где газосланцевые предприятия находятся на грани банкротства из-за отсутствия рынков сбыта . С этой точки зрения нужно отметить грамотную экономическую политику GIE, которая, однако, сильно ослабляется за счет финансового кризиса в Европе. В силу этого GIE не удастся добиться согласованного запуска газосланцевой инфраструктуры в Европе, тем более что данная тенденция может быть усилена за счет использования рыночных регуляторов ОАО «Газпром».
Несмотря на заявления многих экспертов о неопределенности мирового газового рынка, ситуация является совершенно определенной. Регуляторное влияние сланцевого газа на мировые рынки, действительно, нельзя сбрасывать со счетов. Появление товаров-субститутов свидетельствуето развитии энергетического рынка, которое является объективной реальностью и не является товаром политических спекуляций. Сланцевый газ, действительно, в будущих периодах может обеспечить значительные запасы газа, что приведет к значительному изменению эластичности спроса на всех микрорынках, включая европейский. В настоящий момент политика ОАО «Газпром» должна предполагать смену приоритетов. Если ранее «газовый рычаг» был эффективным политическим механизмом, то в данный момент нужно ориентироваться на экономические принципы управления рынком. Иначе причиной снижения мирового влияния ОАО «Газпром» будет не само появление сланцевого газа, а обычное развитие рынка газа.
Как отмечалось, позиция ОАО «Газпром» в отношении газосланцевого производства должна иметь регуляторный характер и использовать многочисленные сдерживающие механизмы, чтобы обеспечить себе запас времени для эффективного перераспределения активов :
Регуляции требует развитие газосланцевой промышленности США. Рост газовой инфраструктуры предполагает диверсификацию американского газа на рынки Азии и пылающего континента. Однако мощности российского Штокмановского месторождения и Сахалинского шельфа могут обеспечить Азию необходимым газовым ресурсом и сократить для США объем рынков сбыта сланцевого газа, оказав регулирующее воздействие на развитие сланцевой индустрии, которая будет расти соизмеримо рынкам сбыта.
Сланцевый газ (Shale gas) - это
Регуляции требует развитие газосланцевой промышленности в Европе. Прежде всего, необходимо помешать частичному или полному поглощению газотранспортной системы Украины GIE. В настоящий момент нет необходимости в полном российском контроле над украинской ГТС, достаточно получить акции активных хранилищ на Западной Украине, включая Богородчанское, части магистральных трубопроводов, а также других стратегических объектов. Такая политика не повлечет массовые политические спекуляции в союз, и потребует от GIE существенных инвестиций в газовую инфраструктуру для продвижения сланцевых проектов.
Развитие газосланцевой промышленности коррелирует с ценами на рынке, регулярные ценовые обвалы рынка приведут к снижению активности по запуску скважин в Польше и Украине, промышленный старт крупных газосланцевых проектов в Европе может произойти не через 2 года, а, по меньшей мере, через 10 лет.
Необходимо собственное развитие газосланцевой промышленности, что будет предполагать гибкость позиции «Газпрома» по отношению к мировым тенденциям. Отметим, что газосланцевая из-за экологической угрозы может развиваться только в малозаселенных районах, имеющих дополнительный запас воды. Соответственно, газосланцевая добыча — это прерогатива больших стран, имеющих незаселенные территории.
С настоящий момент наиболее оправданной для ОАО «Газпром» будет гибкая политика ценового управления с реализацией присутствия во всех регионах мира. Увеличение присутствия в разных регионах мира может быть осуществлено за счет строительства газовой инфраструктуры в США, а также строительства трубопроводов и LNG-терминалов в Азии . Как показывает практика, к наиболее эффективным стратегиям развития энергетических компаний можно отнести развитие совокупной газовой инфраструктуры, соответственно, для ОАО «Газпром» актуально наращивание собственных активов в газотранспортной инфраструктуре на рынках сбыта и рынках, требующих регуляции.
Распределенная тактика размещения активов потребует от ОАО «Газпром» пересмотра принципа «о равнодоходности рынков», при высокой эластичности спроса он не является рыночно-оправданным. Каждый локальный рынок в каждый момент времени имеет свои уникальные особенности, соответственно, норма прибыли и условия ее получения на каждом рынке будут отличаться. Гибкое ценовое управление рынком крупным поставщиком газа может иметь ограничительный эффект для нежелательныхдля ОАО «Газпром» рыночных явлений. Увеличение активов ОАО «Газпром» на региональных рынках увеличит распределенность организации, что будет иметь позитивное влияние на финансовую устойчивость. Грамотная экономическая политика не только не сократит влияние «Газпрома» на энергетический рынок, но может его стабилизировать и упрочить.
В марте 2011 года одно из американских агентств статистики провело оценку запасов этого газа в 32 государствах. В отчет специалистов не вошла Россия и государства Ближнего Востока. Получилось, что общемировые газовые запасы составили 640 триллионов кубометров. Из них около 40% приходится как раз на добычу сланцевого газа. Значительные объемы сланцевых месторождений сосредоточены в мире в таких регионах, как , Южная Африка и Китай.
Источники
Википедия - Свободная энциклопедия, WikiPedia
sintezgaz.org.ua - Синтезгаз
pronedra.ru - ПРОНЕДРА
podaril.ru - Интернет-магазин
depo.ua - ДеПо
Форбс .ru - форбс
Энциклопедия инвестора . 2013 .
- Большой энциклопедический политехнический словарь
Что такое сланцы?
Сланцы представляют собой осадочные породы, прошедшие определенные стадии преобразования. Первым делом происходит накопление рыхлых осадков – как правило, в водоемах. Самыми мощными отложениями являются озерно-болотные и морские прибрежные. С течением времени осадки уплотняются (литогенез), потом происходит формирование породы (диагенез), далее порода преобразуется (катагенез). Заключительная стадия – метаморфизм. Таким образом из рыхлого песка образуется сначала песчаник, потом песчано-глинистый сланец и, наконец, гнейс.
литогенез -> диагенез -> катагенез -> метаморфизм
Все эти геологические подробности нужны для понимания условий, в которых появляется и хранится в природе сланцевый газ. Дело в том, что на финальной стадии – стадии метаморфизма – происходит не просто дальнейшее уплотнение породы и ее дегидратация (обезвоживание), но и образование в условиях высокой температуры и высокого давления новых минералов, таких, например, как калинит, хлорит, глауконит, с характерной для глинистых минералов плоской таблетчатой формой.
Если изначально в донных отложениях наряду с обломочной частью (песчинками кварца и полевого шпата) находится некоторое количество органики, то в определенных случаях эта органика концентрируется и производит пласты углей (один из видов так называемого керогена). Другие виды керогена становятся исходным материалом для формирования впоследствии нефти и газа. Под действием давления и температуры бурые угли преобразуются в так называемые тощие угли, выделяя при этом большое количество газа . Например, лабораторными исследованиями установлено, что при преобразовании 1 т угля буроугольной стадии выделяется 140 м 3 газа. Это очень большие объемы генерации, и потому в тех местах, где залегало большое количество концентрированной органики, сформировались высокогазоносные пласты , а газ из этих пластов, наряду со сланцевым, является ресурсом, добываемым из нетрадиционных источников.
Природные фильтры и перегородки
Однако в случае со сланцами геологи имеют дело с рассеянной органикой, преобразование которой приводит к выделению газа, но он так и остается в микротрещинах между минералами. Минералы эти, как уже говорилось, имеют плоскую таблетчатую форму и, что самое главное, практически непроницаемы для газа.
Традиционные газовые и нефтяные месторождения приурочены, как правило, к структурным ловушкам – антеклинальным структурам . По сути это складка породы, направленная вверх (противоположность такой складке, то есть впадина, называется синеклизой). Антеклинальная складка образует своего рода свод, под которым за счет силы гравитации происходит перераспределение фаз: вверху формируется некая газовая «шапка», ниже – нефтяная или газоконденсатная оторочка, еще ниже – газово-водяной контакт. Причем породы, слагающие структуры классических месторождений углеводородов, должны обладать хорошими фильтрационными характеристиками, с тем чтобы газ или микроскопические частички нефти могли за счет разности в плотности и весе подниматься к центральной части этой структуры, а вода – отжиматься вниз. Таким образом, частички нефти и пузырьки газа могут проходить сквозь породу большие расстояния и собираться с обширного пространства, формируя крупные залежи. Сланцевый же газ скапливаться в больших объемах не может– он заперт в микротрещинах между пластинками минералов с крайне низкими фильтрующими свойствами. Этим и объясняются все особенности и проблемы его добычи.
Как добраться к сланцевому газу?
Что если пробурить скважину в районе залегания газоносных сланцевых пластов? Газа из нее удастся получить совсем немного. В этом случае зона влияния скважины окажется равной нескольким сантиметрам – именно с этого крошечного пятачка под землей удастся собрать газ (для сравнения – зона влияния скважины в традиционном месторождении равна сотням метров). Непроницаемые сланцы держат свои углеводородные сокровища взаперти. Однако у сланцев есть свойство, которое так и называется – сланцеватость . Свойство это заключается в том, что все трещины ориентированы в определенных направлениях, и если пробурить горизонтальную скважину «в крест», то есть перпендикулярно трещинам, можно одновременно вскрыть гораздо больше полостей с газом.
Это правильное решение, но необходимого эффекта не дает и оно, ибо не гарантирует хорошей связи ствола скважины с большим количеством трещин. Поэтому бурение горизонтальной скважины обязательно дополняется гидроразрывом породы , причем гидроразрывом многостадийным. На первой стадии гидроразрывная жидкость подается в самую дальнюю, призабойную часть скважины. Затем участок трубы длиной 150–200 м перекрывается специальным клапаном в виде шарика, и следующий гидроразрыв производится уже ближе к устью скважины. Таким образом, если ствол скважины имеет длину 1000–1200 м, то на ее протяжении делается пять-семь гидроразрывов. Вместе с жидкостью в образовавшиеся полости поступает пропант, который не дает породе вновь сомкнуться. Пропант состоит из песка или керамических шариков, то есть по определению имеет хорошие фильтрующие свойства и не мешает газу проникать в ствол скважины.
Технологии прокладки горизонтальных скважин и гидроразрывов уже достаточно хорошо отработаны и используются в коммерческой добыче. И все же, по сравнению с добычей газа из традиционных источников извлечение сланцевого газа из недр несет с собой ряд экономических и экологических проблем.
Какие недостатки добычи сланцевого газа?
Если на начальном этапе скважина поставляет 200–500 тысяч кубометров в сутки, то через год это будет всего лишь 8–10 тысяч.
Сразу после вскрытия скважины давление выходящего из земли газа и его объемы (дебиты) весьма высоки. Однако поскольку емкость хранящих газ трещин все же невелика, то в течение года эти показатели падают на 70–75%. Например, если на начальном этапе скважина поставляет 200–500 тысяч кубометров в сутки, то через год это будет всего лишь 8–10 тысяч. Если учесть, что газ в основном добывается не просто так, про запас, а во исполнение контрактных обязательств перед потребителем, такое существенное падение объемов добычи придется компенсировать за счет добуривания новых скважин. При этом надо учитывать, что оборудование горизонтальной скважины для добычи сланцевого газа обходится примерно в полтора-два раза дороже, чем традиционная вертикальная. Отсюда первая серьезная проблема: добыча сланцевого газа имеет чрезвычайно экстенсивный характер , несет с собой большие затраты на создание все новых и новых скважин, а также занимает обширные территории, что делает использование этой технологии проблематичным для густонаселенных стран.
Поскольку по мере истощения скважины, имеющей зону влияния всего в несколько десятков метров (даже после гидроразрывов), давление в ее устье существенно падает, это создает и вторую серьезную экономическую проблему: газ с низким давлением нельзя подавать непосредственно в газотранспортную систему, где стандартное давление составляет 75 атм. Та же проблема, кстати, и с метаном из угольных пластов: давление на устье составляет всего 1,5 атм. Значит, «нетрадиционный» газ надо дополнительно сжимать, используя при этом так называемый отжимной компрессор, который очищает газ от пыли и влаги и дополнительно дожимает. Это дорогая машина с низким КПД, так что придется тратить на ее функционирование немалое количество добытого газа.
Теперь самое время вспомнить, что именно стало недавно поводом для «антисланцевой» инициативы ряда видных деятелей западного шоу-бизнеса, таких как Йоко Оно и Пол Маккартни. Всех этих людей обеспокоили возможные экологические последствия добычи сланцевого газа в богатом месторождениями штате Нью-Йорк. Чтобы бур не зажало горным давлением, при бурении используются промывочные жидкости , содержащие, ряд загрязняющих окружающую среду веществ. Авторы экологической инициативы опасаются, что по мере расширения добычи газа компоненты промывочных жидкостей попадут в водные горизонты, а далее в пищевую цепь.
Почему же, несмотря на все эти проблемы и сложности, сланцевый газ продолжают добывать, особенно в Северной Америке? Во-первых, здесь играет свою роль политика. В Соединенных Штатах правительством поставлена задача приобрести максимальную независимость от внешних поставок энергоносителей, и если еще пару лет назад Америка покупала газ у Канады, то совсем недавно даже отправила один газовоз на экспорт, подчеркивая тем самым свой новый статус экспортера. Во-вторых, чем выше цены на углеводороды, тем выше интерес к источникам их добычи даже при высокой себестоимости. И это как раз случай сланцевого газа.
Как же делается горизонтальная скважина?
Сначала забуривается вертикальный ствол, и на глубине происходит изменение его направления по определенному азимуту и под определенным углом. Бурение ведется не роторным способом (когда в скважине вращается вся сборная труба), а с помощью забойного двигателя, приводимого в действие подаваемой под давлением промывочной жидкостью. Двигатель вращает долото, а раздробленная долотом порода выносится наружу с помощью той же промывочной жидкости.
Искривления направления можно достичь, вставив в соединенные резьбой трубы изогнутый участок. Так происходит поворот скважины. Однако наиболее распространенный способ на сегодня – это изменение направления скважины с помощью специальных отклонителей, которые крепятся за забойным двигателем и управляются с поверхности.
При бурении горизонтальной скважины, как правило, существует система навигации. Оператор на поверхности в каждый момент времени может сказать, как у него идет ствол скважины, куда он отклоняется. Эта технология достаточно хорошо отработана. Максимальная длина горизонтальной скважины была достигнута на Сахалине – 12 км горизонтального ствола. Речь шла о разработке традиционного месторождения на шельфе, при этом рассматривались два варианта: бурить с платформы в Охотском море или начать бурение на суше, а потом искривить скважину и уйти на 12 км в сторону моря. Последнее решение было признано оптимальным.
Оборудованная скважина по добыче сланцевого газа в США.
Перспективы добычи сланцевого газа в мире
В США добыча сланцевого газа ведется достаточно активно. По данным американских компаний, себестоимость газа, добытого из сланцев, примерно в 1,3–1,5 раза выше, чем в случае с традиционными месторождениями. В США значительно больше половины всего добываемого газа происходит из нетрадиционных источников: угольных пластов, плотных песчаников и сланцев.
При нынешних ценах на энергоносители даже такая себестоимость делает сланцевый газ рентабельным, хотя циркулируют слухи о том, что компании намеренно занижают официальные цифры себестоимости.
В Европе говорить о серьезных перспективах этого сырья не приходится, за исключением разве что Польши, где есть серьезные месторождения газоносных сланцев и условия для их добычи. В соседних Германии и Франции с их густонаселенными территориями и строгим экологическим законодательством эту отрасль вряд ли будут развивать.
В России до сих пор серьезно сланцевым газом никто не занимался в связи с наличием богатых традиционных месторождений, однако Минэнерго предлагает начать разработку сланцев уже с 2014 года.
Управление энергетической информации Минэнерго США (EIA) оценивает украинские запасы сланцевого газа в 1,2 триллиона кубометров, что ставит Украину на четвертое место в Европе по объемам резервов этого типа после Польши, Франции и Норвегии. Геологическое агентство США оценивает запасы Украины в 1,5-2,5 триллиона кубометров. На сегодня конкурс на разработку Юзовского месторождения сланцевого газа выиграла компания Shell, а Олесского — Chevron.
Liana Ecosalinon по материалам Олега Макарова, popmech.ru
Описание цикла эксплуатации скважины для разведки и добычи газа и нефти в сланцах и уплотненных песчаниках от компании «Шелл»:
