Применение сланцевого газа – Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Сланцевый газ. Каковы плюсы и минусы его использования? | Мир вокруг нас

Месторождения сланцевого газа встречаются практически на всех континентах. Любое государство, испытывающее проблемы в топливно-энергетической сфере, может обеспечить себя достаточным количеством энергоресурсов благодаря сланцевому газу. Его запасы хранятся в толще сланцевых осадочных пород, и хоть по отдельности они невелики, зато в совокупности весьма внушительны, что усложняет технологию добычи.

Заявления экспертов о неисчерпаемых или, по крайней мере, колоссальных резервах сланцевого газа вызывают повышенный интерес у мировой общественности. Часто такие заявления способствуют возникновению необоснованных мифов о светлых перспективах человечества.

Менее восторженное отношение к уникальным особенностям сланцевого газа связано с всемирным опытом использования таких «новаторских» видов возобновляемых энергоресурсов, как, например, атомные электростанции, на развитие которых наложен запрет во многих странах после трагедий на Фукусиме и Чернобыле.

По физико-химическим свойствам обработанный сланцевый газ ничем не отличается от привычного природного газа, основную часть которого составляют метан и примеси более тяжелых углеводородов — этана, пропана, бутана.

Производство сланцевого газа в промышленных масштабах было начато в 2002 году американской компанией Devon energy, и всего через семь лет США стали абсолютным лидером его добычи. Крупнейшие топливные предприятия, вложившие более $ 20 млрд. в активы, связанные с этой деятельностью, вызвали настоящий ажиотаж, окрещённый СМИ «сланцевой революцией». На мировом рынке стоимость нефти и природного газа стала падать.

Тонкости добычи сланцевого газа

Как добраться до сланцевого месторождения? Просто так взять и пробурить скважину в районе образования сланцевых пластов не эффективно — выход газа будет мизерным. Поэтому для достижения необходимого результата используют горизонтальное бурение, дополненное гидроразрывом пласта (ГРП).

Процесс идёт в несколько стадий. На первой стадии в самую дальнюю часть скважины под давлением закачиваются тысячи кубометров гидроразрывной жидкости с химикатами. Затем участок трубы в 200 метров блокируется специальным клапаном, и следующий разрыв делается уже ближе к выходному отверстию скважины. Получается, если её длина составляет 1500 метров, то на всём протяжении требуется произвести семь-восемь гидроразрывов.

Вместе с жидкостью в образовавшиеся пустоты поступает гранулообразный материал — пропант, состоящий из речного песка или стеклянных шариков. Он обладает фильтрующими свойствами и сохраняет проницаемость трещин, получаемых в процессе ГРП, по которым газ течёт в ствол скважины.

Данные технологии достаточно хорошо отработаны, что позволяет им успешно использоваться в коммерческом производстве.

Как геологи бурят горизонтальную скважину? Сперва они делают вертикальный ствол и на большой глубине при помощи специальных отклонителей изменяют его направление под определённым углом и азимутом. Бурение, как правило, сопровождается системой навигации. Оператор, находящийся на поверхности, следит за процессом и в любую минуту может дать сигнал, если что-то пошло не так.

Мифы добычи сланцевого газа

Дороговизна производства. Международное Энергетическое Агентство рассчитало себестоимость обычного газа в США, которая составила $ 3−7 за МБТЕ (британская термическая единица), а себестоимость сланцевого получилась… внимание… точно такая же!

Но в Европейском Союзе цены на обычный газ уже $ 5−9 за МБТЕ. Поэтому любые подобные сравнения будут корректными тогда, когда они будут проводиться в одном и том же регионе. А так, конечно, традиционный газ, добытый где-то в Западной Азии, намного дешевле сланцевого.

Нетранспортабельность, примеси, малопригодность. Противники использования сланцевого газа заявляют, что он на треть состоит из азота и прочих неуглеводородных веществ. Сложно сказать, откуда растут ноги у этого мифа. Если посмотреть на графики и таблицы составов традиционного газа и сланцевого, то станет видно, что в обоих случаях метан с гомологами имеют 97%, а примеси — 3%. То есть состав идентичен, а 3% «чужеродных» агентов — это весьма приемлемый результат.

Для справки: советское руководство закрывало глаза на тот факт, что добытый газ в крупном месторождении «Прикаспийское» состоял на 23% из сероводорода и на 20% из углекислоты. А европейское предприятие «Грёнинген» спокойно выкачивает газ с долей азота 14%.

Реалии добычи сланцевого газа

Сложность производства. Если экономическая и энергетическая выгода сланцевого и традиционного газа совпадают, то с технологией добычи дело обстоит иначе. Всевозможные необходимые «навороты» — гидроразрывы, горизонтальное бурение и т. д., значительно усложняют производство. Но с другой стороны, такая сложность оправдана, ибо сланцевые скважины имеют высокую продуктивность.

Экологические риски. Противники РГП — основного метода добычи сланцевого газа — критикуют его за появление в скважинной воде большого количества опасных для человека веществ, включая толуол, бензол, ксилолы и др. В местах применения РГП ситуация чуть ли не катастрофическая: люди чаще болеют, у животных выпадает шерсть, а воздухом становится сложнее дышать.

При этом нужно отметить, что в настоящее время РГП активно используется для разработки новых нефтяных месторождений, где обычный способ не подходит из-за низкой рентабельности. Крупнейшая российская компания «Роснефть» производит около двух тысяч операций по РГП в год и даже транслирует некоторые из них в прямом эфире через Интернет. Но почему-то сие обстоятельство никто не замечает.

Перспективы добычи сланцевого газа

Единственной страной, которая масштабно ведёт добычу сланцевого газа, являются США. В Европе о серьёзных перспективах этого сырья речь не идёт, кроме разве что Польши, где имеются крупные залежи газоносных сланцев, а также инфраструктура для их добычи. В соседних странах, особенно Германии и Франции, в которых действуют строгие законы по охране природы, эту промышленность скорее всего не будут развивать.

В России до настоящего времени сланцевым газом ни одна компания не занимается. Но это не удивительно при наличии огромных традиционных залежей газа. Однако правительство РФ предлагает начать разработку сланцев в ближайшее время.

Споры об опасности добычи сланцевого газа не утихают. Безусловно, применяющиеся технологии наносят ущерб окружающей среде, и чтобы сохранить природу, необходимо развивать и разрабатывать более экологичные источники энергии. Но пока их нет, придётся и дальше довольствоваться тем, что имеем.

shkolazhizni.ru

Сланцевый газ – плюсы и минусы добычи

Ситуация с энергетическими ресурсами поставила ряд стран в зависимость от их импорта. Развитие альтернативных источников энергии напрямую связано с истощением месторождений нефти и природного газа. Возможность добычи и использования сланцевого газа стали темой обсуждения специалистов различных областей, от политиков до экологов.

Сланцевый газ – особенности добычи

Особенностью добычи газа в сланцевых породах является следующее — в них потенциально содержатся большие запасы углеводородов, пласты которых плотно перемешаны с частицами сланца. В этом случае добыча возможна лишь с применением гидравлических встрясок, после которых газ перемещается в верхние слои, откуда его уже можно извлечь.

Впервые такой метод гидравлического разрыва пласта применялся в 1947 г., но на том уровне развития техники был недостаточно эффективен. В настоящее время при разработке газосланцевых месторождений используется вертикально-горизонтальное бурение, где в разветвленную сеть скважин под высоким давлением подается «расклинивающая» смесь, включающая в себя соли органических кислот, отходы нефтепереработки, песок. Образующиеся трещины высвобождают сланцевый газ.

Для разработки месторождения сланцевого газа необходимо пробурить в сотни раз больше скважин, чем при традиционной добыче. По технологии гидроразрыва пласта – фрекинга, требуется постоянно поддерживать заданную пористость пласта, что достигается использованием химических реагентов. Сами сланцы так же содержат целый спектр ядовитых примесей с высоким уровнем гамма-излучений.

Проблема в том, что далее вся эта смесь высвобождается, выходит в верхние слои, и через осадочные породы оседает на почве, попадает в водоемы в районах сланцевой добычи газа, создавая повышенный радиационный фон.

Положительные аспекты сланцевой добычи газа

Добыча сланцевого газа решает текущий спрос на энергоресурсы внутри страны, позволяет экспортировать излишки, зарабатывая на этом валюту. Развитие этой отрасли дает заметные импульсы экономическому развитию и созданию новых рабочих мест. Положительным моментом является и поддержка низких внутренних цен на газ, что связано с избытком его предложения. Использование более дешевого газа для широкого ряда промышленных товаров создает более конкурентноспособную продукцию газодобывающей страны.

Возможность добычи сланцевого газа в населенных районах, в доступности от потребителя, привлекает инвесторов, гарантируя при этом снижение затрат. Вместе с тем, специалисты отмечают быструю истощаемость сланцевых месторождений, зачастую коэффициент извлечения газа не достигает 20%. Кроме того, растет экологическая нагрузка в районах добычи газа.

Негативные последствия развития газосланцевой отрасли

Перепады давления при гидроразрывах пласта приводят к постоянным землетрясениям, от 1,6 до 3,6 баллов по шкале Рихтера, взаимосвязь которых с добычей сланцевого газа уже научно подтверждена.

Растет загрязненность почвы и поверхностных вод химическими отходами, содержание метана в питьевой воде жилых районов, расположенных в ареале разработки месторождений, превышено в десятки раз.

К экологическим бедствиям стоит отнести и рост парникового эффекта, достигаемый значительными выбросами метана при разработке газосланцевых месторождений. Медики отмечают всплеск онкозаболеваний в районах добычи сланцевого газа, зафиксированы множественные случаи отравлений химическими веществами.

Будущее газосланцевой добычи

Не взирая на протесты экологов и общественности, в Соединенных штатах активно разрабатываются новые газосланцевые месторождения. В Великобритании и Польше идет разведка газосланцевых месторождений.

Вместе с тем, во Франции, Румынии и Болгарии официально запрещено проведение фрекинга, в Австралии уже запрещена разработка газосланцевых месторождений на 20 лет. В Европе препятствует добыче сланцевого газа густонаселенность и строгое регулирование экологической безопасности. Вероятность разработки газосланцевых месторождений здесь в ближайшие годы маловероятна.

Перспективы развития газосланцевой отрасли велики, это обосновано изменением мирового газового рынка уже сейчас. Но повсеместная добыча сланцевого газа возможна лишь при высокой рентабельности, для чего необходимы высокие цены на газ и наличие стабильного спроса.

Похожие записи

plusiminusi.ru

Опасность и описание технологии добычи сланцевых газов / Новости

В статье затронуты основные моменты технологии добычи сланцевых газов в аспекте их опасности для всей планеты.

Осадочные породы, в которых произошли преобразования, называются сланцами. Сначала производится накопление рыхлых пород, что случается водоемах, а в также прибрежных морских участках и на озерно-болотной территории. По прошествии времени породы уплотняются, превращаясь в песчаник, после – песчано глинистый сланец и гнейс. На последней стадии перевоплощения происходит обезвоживание породы, а также образование при высоком давлении и температурах новых минералов плоской таблетчатой формы: хлорита, калинита и т.д. При последних преобразованиях происходит образование большого количества газа, который схож с природным, но имеет большую долю метана.

В связи с истощением топливных ресурсов в мире, не так давно начались разработки по добыче сланцевого газа, что несколько осложнено происхождением такового, так как он полностью законсервирован пластинками породы  и чтобы достать его приходится применять немалое физическое усилие.

Добыча такого газа при бурении скважин не принесет необходимого результата, потому и используются два достаточно агрессивных способа добычи, оба связанных со взрывами и применением экологически опасных веществ. Благодаря тому, что сланцевая порода пластинчатая, все трещины в ней идут в одном направлении, потому если создать горизонтальную скважину, то одновременно можно достать немало газа. Но бурение такой скважины не дает гарантии связи ствола с большим количеством складок породы и ее трещин.

Потому бурение выполняется обычным образом и дополнительно проводятся взрывные работы.

Первый метод добычи газа при использовании  гидроразрывов, причем в несколько этапов. Сначала насыщенная различными химическими веществами жидкость подается в самый дальний край скважины, после участок трубы перекрывается и совершается еще один гидроразрыв, уже поблизости от устья скважины, таким образом, на протяжении километра таких разрывов выполняется до семи.

После того, как взрыв образовывает трещины, они заполняются песком, поступающим вместе с жидкостью. Песок не позволяет сомкнуться трещине под тяжестью верхних пород, но отлично проводит газ благодаря своей пористостей структуре.

При втором способе добычи в скважину помещается не жидкость, а кислотные вещества, которые разъедают пласты, образуя трещины, что способствует выходу газа.

Добыча сланцевого газа запрещена уже в некоторых странах, например, Франции и Германии, так как способ добычи несет в себе серьезную угрозу для экологии всей планеты, здоровья и жизни человечества.

Прежде всего, опасна своим составом разрывающая жидкость. Она содержит более 350 веществ, 50% из которых канцерогены и токсически опасные вещества. Чтобы создать оптимальное давление, в жидкость вводятся самые разнообразные добавки, повышающие вязкость: соли органических кислот, отходы от переработки нефти, эмульсии нефте- и керосинокислотные, а также водо – эмульсии, сульфидо – спиртовая борда и многое другое.

Все эти  вещества в большинстве своем остаются под землей, проникая в воду, которая в свою очередь проникает в реки, артезианские скважины. Кроме того, остатки жидкости выбрасываются на поверхность, впитываясь в почву и испаряясь в воздушное пространство. Касается это и второго способа добычи, так как кислоты еще более опасные вещества.

Еще одна проблема – разрушение структуры земли во время взрыва приводит к опущению грунта, возникновению ям, которые могут возникнуть где – либо, затянув в себя дома и людей.

Продолжение добыч сланцевого газа – это ускорение экологической катастрофы, причем не отдельно взятой страны или даже материка, но всей планеты.

oilgasnews.ru

Сланцевый газ – революция не состоялась

Сланцевый газ – последняя надежда российских либералов, последняя мечта Пятой колонны. Вот начнут США и все остальные добывать дешевый сланцевый газ в огромных количествах и никому не нужным станет российский газ. И тогда не будет госбюджета, не будет пенсий и военного бюджета. Россия ослабнет.

На эту тему много пишут. Но кто? Журналисты. Аналитики. Политики. А что думают на этот счет ученые? Вот что важно знать.

Один из моих читателей прислал мне статью на тему сланцевого газа. Ее авторы: он сам — кандидат технических наук Игорь Олегович Геращенко и член-корр. РАН,  доктор химических наук,  профессор  РГУ нефти и газа им. М.И. Губкина Альберт Львович Лапидус.

И эти два уважаемых ученых и их статья очень сильно расстроят тех, кто ждет, что сланцевый газ вытеснит с рынков  природный газ и тем самым нанесет колоссальный ущерб России. Потому что в материале российских ученых показано, что для сланцевого газа понятие «разведанных запасов» практически неприменимо. И самое главное: несмотря на то, что залежи сланцевого  газа  широко распространены по всему миру, его промышленная добыча возможна только в США.

Прежде чем, вы прочитаете саму статью, любопытный комментарий одного российского ученого из «нефтегазовой сферы»:

«Недавно был на семинаре в Москве, который устраивала одна американская  компания, занимающаяся продажей информации о нефтепереработке. Рекламу сланцевого газа и сланцевой нефти они ведут по полной программе. При этом объяснить, почему информация о размерах добычи и ее стоимости засекречена, в упор отказываются. Представители компании больше похожи на цеэрушников, чем на нефтепереработчиков…».

Сланцевый газ – революция не состоялась.

Источник: Вестник Российской Академии Наук, 2014, том 84, №5, с. 400-433, авторы И.О Геращенко, А. Л. Лапидус

Введение.

Природный газ можно обнаружить практически в любой точке нашей планеты. Если мы начнем бурить скважину, то почти в любом месте дойдем до пласта, в котором будет содержаться газ.  В зависимости от состава и структуры пласта содержание газа в нем может быть разное. Для того же, чтобы природного газа накопилось много, нужна порода-коллектор, которая будет способствовать накоплению газа, и этими породами могут быть песчаник, сланец, глина или уголь. Каждая из вышеперечисленных пород будет выполнять  роль коллектора по-разному. В зависимости от того, в каком пласте и на какой глубине будет этот газ залегать, будет меняться и его название.  Газ, добываемый из пласта сланца, становится сланцевым, а из угольного пласта – угольным метаном. Больше всего газа может быть добыто из пластов песчаника и газ, добываемый из таких пластов, называют просто «природным».

Все запасы природного газа делятся на традиционные и нетрадиционные.

Традиционные залежи  находятся в неглубоко залегающих (менее 5000 м)  пластах, где коллекторной  породой является песчаник, обеспечивающий наибольшие возможности для накопления газа, что приводит к минимальной стоимости его добычи.

К нетрадиционным запасам относятся:

Глубоко залегающий газ – глубина залегания более 5000 м., что увеличивает стоимость буровых работ.

Природный газ плотных пород – коллектором  являются плотные породы с низким содержанием газа.

Сланцевый газ – коллектором является сланец.

Угольный метан –  коллектором являются угольные пласты.

Метаногидраты – метан содержится в кристаллогидрате в соединении с водой.

Проницаемость плотных пород, сланца и угольных пластов  значительно меньше, чем у песчаника, что приводит к сильному снижению дебита скважин. Если стоимость добычи природного газа на традиционных месторождениях имеет порядок 15 – 25 $|1000 м3 на земле и 30-60$/1000 м3 на шельфе, то добыча газа на нетрадиционных месторождениях обходится значительно дороже.

Сланцевой революции в США предшествовало продолжительное падение добычи традиционного природного газа. В 1990 г. 90% добываемого в США газа приходилось на традиционные месторождения и только 10% на нетрадиционные,  месторождения плотных пород (tight gas) и угольный метан (Coalbed methane). Добыча природного газа на традиционных месторождениях в 1990 г. составляла 15,4 трилл. кубических футов,  к 2010 г. она упала на 29% до 11 трилл. куб. футов. Такое катастрофическое падение добычи газа американцы компенсировали расширением добычи газа на нетрадиционных месторождениях, которая достигла к 2010 г. 58% от общей добычи, что позволило довести общую добычу газа до 21,5 трилл. куб. футов или 609 млрд. м3. [18]Основные силы были брошены на добычу сланцевого газа.

Прогноз объёмов и структуры добычи природного газа в США

 Natural gas production by source, 1990—2035 (trillion cubic feet)

В 2009 году средства массовой информации сообщили, что США стали «крупнейшим в мире производителем газа», оттеснив Россию на второе место. Причину этого объяснили  увеличением  добычи сланцевого газа,  ставшую экономически оправданной вследствие  применения инновационных технологий, разработанных американскими компаниями. Было заявлено, что с помощью горизонтального бурения и гидроразрыва пласта добыча сланцевого газа становится   выгоднее, чем добыча природного  газа. Началось обсуждение того, что США вскоре прекратит свой огромный импорт энергоносителей  и, мало того,  начнет снабжать природным газом всю Европу. [1,2]Была запущена информация, что добыча сланцевого газа в США за 2010 г  достигла   51 млрд. кубометров в год (менее 8% от добычи «Газпрома»). В компании, занимающиеся добычей сланцевого газа, было инвестировано около 21 млрд. долларов. [3]

Ответственные аналитические организации «сланцевую эйфорию» не разделяли.

IEA(International  Energy Agency) и BP review приводили данные, по которым  добыча газа Россией превышает американскую, а DOE (Министерство энергетики США) в 2010 г. высказало предположение, что данные по добыче газа в США завышены примерно на 10%,  т.е. на 60 млрд. м3 в год. [4]Однако мнения профессионалов средствами массовой информации игнорировались. Аналитики стали пророчить  крах газовых картелей. Польша была объявлена будущей крупнейшей газодобывающей страной Европы [ 5,6,7]

На весь мир было объявлено о грядущей «Сланцевой революции».

Анализ возможности использования сланцевого газа.

Реальное положение дел в газодобывающей промышленности США складывалось совсем не так радужно, как хотелось представителям средств массовой информации. Заявляемая себестоимость сланцевого газа в 100$ за 1000 м3 никем не была достигнута.  Даже у компании Chesapeake Energy (пионера и активного пропагандиста  сланцевого газа) минимальная себестоимость добычи оказалась 160$  за 1000 м3. [7]

Под шумок «сланцевой революции» многие американские газодобывающие компании набрали кредитов с использованием скважин в качестве обеспечения (залога), чем увеличили свою капитализацию. Однако  выяснилось, что продуктивность скважины сланцевого газа падает за первый же год в 4 — 5 раз [8], в результате чего уже через год эксплуатации оборудование работает всего на 20 – 25% от своей мощности, а экономические показатели уходят в минус. В результате ряд  американских газодобывающих компаний обанкротились на сланцевом буме. [9]

В начале «сланцевой революции»  2008 – 2009 г.  американские газодобывающие компании получили множество заказов на проведение буровых работ по разведке и добыче сланцевого газа из Польши, Китая, Турции, Украины и ряда других стран.                                                                         На первых же этапах работ выяснилось, что себестоимость добычи сланцевого газа в этих странах значительно выше, чем в США, и составляет 300 – 430 $ за 1000 м3 , его запасы значительно ниже, чем прогнозировались, а состав газа, в большинстве случаев, значительно хуже, чем ожидалось. [8, 10,11,12]В июне 2012 г. Exxon-Mobil отказалась от дальнейшей разведки сланцевого газа в Польше по причине скудости ресурсов. В августе того же года её примеру последовала английская компания 3Legs Resources. [8]

На сегодняшний день ни в одной стране мира, за исключением США, сланцевый газ в промышленных масштабах не добывается.

Остановимся на составе сланцевого газа.По данным, приводимым в справочниках, теплота сгорания сланцевого газа в два с лишним раза ниже, чем у газа природного. [13,14]Состав сланцевого газа приводится в публикациях крайне редко, и приведенная ниже таблица демонстрирует причины этого. Если на лучших из  разрабатываемых месторождений  США в добываемом газе может быть до 65% азота и до 10,4% углекислого газа, то можно представить, сколько этих негорючих газов содержится в сланцевом газе месторождений не столь перспективных.

Таблица. Состав газа разрабатываемых сланцевых плев США [8,15]

№ Скв.Состав газа, % об.
С1С2С3СО2N2
 BARNET Texas
180,38,12,31,47,9
281,211,85,20,31,5
391,84,40,42,31,1
493,72,60,02,71,0
 MARCELLUS western Pennsylvania, Ohio, and West Virginia
179,416,14,00,10,4
282,114,03,50,10,3
383,812,03,00,90,3
495,53,01,00,30,2
 NEW ALBANY Southern Illinois extending through Indiana and Kentucky
187,71,72,58,10,0
288,00,80,810,40,0
391,01,00,67.40,0
492,81,00,65,60,0
 ANTRUM Michigan
127,53,51,03,065,0
267,34,91,90,035.9
377,54,00,93,314,3
485,64,30,49,00,7

Приведенная таблица показывает,  что  У СЛАНЦЕВОГО ГАЗА НЕ МОЖЕТ БЫТЬ РАЗВЕДАННЫХ ЗАПАСОВ.

Если на одном месторождении ANTRUM, в  скважинах находящихся  рядом, содержание азота в добываемом газе колеблется  от 0,7 до 65%, то можно говорить только о составе газа одной  скважины, а не месторождения в целом.

В 2008 г. компании Exxon-Mobile,  Marathon, Talisman Energy  и  3Legs Resources оценивали залежи сланцевого газа в Польше  триллионами кубических метров. [15]

К концу 2012 г. все эти компании прекратили разведку на территории Польши, убедившись, что пригодного для коммерческих разработок сланцевого газа в стране нет вообще. Вышеперечисленные компании заработали на этой «разведке» деньги, и немалые, а Польша эти деньги потеряла. За иллюзии приходится платить.

Разведка запасов сланцевого газа.

«Разведка» запасов сланцевого газа не имеет ничего общего с общепринятой геологической разведкой и выглядит следующим образом:

  • Бурится скважина с горизонтальным бурением и гидроразрывом пласта (стоимость этих работ превышает стоимость бурения и обустройства  обычной вертикальной скважины во много раз)
  • Полученный газ подвергается анализу, по результатам  которого выясняется, какую необходимо применять технологию для доведения этого газа до конечного продукта.
  • Опытным путем выясняется продуктивность скважины, под которую подбирается необходимое оборудование. Первое время (несколько месяцев) оборудование работает на полную мощность, затем мощность приходится снижать, т.к.  продуктивность скважины резко падает.
  • Запасы газа определяются также опытным путем. Скважина дает газ от года до трех. К концу этого срока оборудование работает на 5 – 10% своей мощности.

Результаты «разведки» запасов сланцевого газа (состав, запасы и производительность) определяются не до  начала разработки, а после её завершения и относятся не к месторождению, а к одной, уже выработанной скважине.

Строительство магистральных газопроводов при добыче сланцевого газа невозможно ввиду невозможности рассчитать их параметры. В США сланцевый газ используется в непосредственной близости от мест добычи, и это является единственной возможностью  его применения. США покрыты довольно густой сетью малорасходных газопроводов. Скважины для добычи сланцевого газа бурят так, чтобы расстояние от них до ближайшего, уже имеющегося, газопровода было незначительным. Специальных газопроводов для сланцевого газа в США практически нет – делается только врезка в уже имеющийся  газопровод природного газа. Сланцевый газ часто добавляется (иногда в незначительных количествах) в поток природного газа. Ни в одной другой стране мира такой плотной сети газопроводов нет и строить их для сланцевого газа экономически не выгодно.

Экологические последствия добычи сланцевого газа могут стать необратимой катастрофой. Для одного гидроразрыва  используется 4 – 7,5 тыс. тонн пресной воды, порядка 200 тонн песка и 80 – 300 тонн химикатов, включающих в себя около 85 токсичных веществ, таких как  формальдегид, уксусный ангидрид, толуол, бензол, диметилбензол, этилбензол, хлорид аммония, соляная кислота  и др.  Точный состав химических добавок не разглашается. [16,17]Несмотря на то, что гидроразрывы проводятся гораздо ниже уровня грунтовых вод, токсичные вещества проникают в них вследствие просачивания через трещины, образовавшиеся в толще осадочных пород при гидроразрыве. Отметим, что во многих странах Европы добыча сланцевого газа запрещена. 

Таким образом, можно заключить, что:

  1. Себестоимость добычи сланцевого газа больше, чем природного, в 5 – 10 раз.
  2. Сланцевый  газ  возможно использовать как топливо только в непосредственной близости от мест добычи.
  3. Достоверная информация о запасах сланцевого газа отсутствует, и вряд ли появится в обозримом будущем, поскольку современные методы разведки не могут её предоставить.
  4. Промышленная добыча сланцевого газа за пределами США не представляется возможной.
  5. Экспорт сланцевого газа из США в обозримом будущем производиться не будет.
  6. Добыча сланцевого газа в России экологически недопустима и должна быть запрещена, как и во многих странах Европы.

Списоклитературы.

1. Shale Gas Will Rock the World (Джеффи А. М. Сланцевый газ потрясет мир)  by AMY MYERS JAFFE //"The Wall Street Journal",USA MAY 10, 2010

2. (http://www.scribd.com/doc/31187126/Shale-Gas-Will-Rock-the-World

3.  http://sintezgaz.org.ua/1_articles/81/v-chem-tsennost-slantsevogo-gaza

4. http://leon-hartwig.livejournal.com/28149.html

5. http://webground.su/tema/2010/04/06/slancevyj_gaz/

6. (http://www.dzd.ee/?id=246467)

7. http://voprosik.net/slancevyj-gaz-podrobno/

8. Пять лет «сланцевой революции»: что мы теперь знаем наверняка. ИЭИ РАН, EIA, AEO2012.

9. http://voprosik.net/slancevyj-gaz-podrobno/

10. http://rus.ruvr.ru/2012_09_20/Slancevaja-revoljucija-otkladivaetsja/

11...http://investcafe.ru/blogs/36105324/posts/21825

12. http://www.bbc.co.uk/ukrainian/ukraine_in_russian/2012/05/120525_ru_s_shale_gas_ukraine_poland_usa.shtml

13. http://www.vsetabl.ru/203.htm

14. http://www.sci.aha.ru/ALL/b11.htm

15. Keith A. Bullin, Peter E. Krouskop, Bryan Research and Engineering, Compositional variety complicates processing plans for US shale gas, Oil&Gas Journal, №10, march  2009

16 . http://www.pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz

17. http://expert.ru/expert/2011/12/o-slantsevom-gaze/

18. Annual Energy Outlook 2012. With Projections to2035. June 2012. U.S. Energy Information Administration. Office ofIntegrated and International Energy Analysis. U.S. Department of Energy, Washington, DC 20585


Теперь мои статьи можно прочитать и на Яндекс.Дзен-канале.

ПОДПИШИТЕСЬ НА МОЙ YOUTUBE-КАНАЛ

nstarikov.ru

Сланцевый газ - Техническая библиотека Neftegaz.RU

Сланцевый газ - разновидность природного газа, добывается из сланца, состоит преимущественно из метана.
Сланцы - горные породы, с параллельным (слоистым) расположением низкотемпературных минералов , входящих в их состав.

Сланцы характеризуются сланцеватостью - способностью легко расщепляться на отдельные пластины.
Сланцевый газ - это разновидность природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образованиях, коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы.

Запасы отдельных сланцевых газовых коллекторов невелики, но в совокупности их достаточно для организации промышленной добычи.
Сланцевые залежи встречаются на всех континентах, что теоретически предполагает обеспечение необходимыми энергоресурсами любой страны, в том числе энергосзависимой.
Себестоимость добычи сланцевого газа велика.
Высокая себестоимость добытого газа из сланца первоначально была связана с необходимостью вскрытия больших площадей, с использованием технологии гидроразрыва пластов (ГРП) и постоянного бурения большого количества длинных горизонтальных скважин с созданием трещин в скважине через определенные интервалы и откачивания газа.

Первая промышленная добыча газа из сланцевого месторождения была осуществлена в США.
В 1992 г технология была усовершенствована объединением вертикального и горизонтального бурения, что дало снижение себестоимости добычи сланцевого газа.
Современная технология добычи сланцевого газа включает бурение одной вертикальной скважины и нескольких горизонтальных скважин с мультиотводами на одной глубине, а также многоступенчатых горизонтальных скважин с длиной горизонтального отвода до 3-х км.
В пробуренные скважины закачивается смесь воды, песка и химикатов, в результате гидроудара разрушаются стенки газовых коллекторов, и весь доступный газ откачивается на поверхность.
Процесс горизонтального бурения проводится посредством инновационной методики сейсмического моделирования 3D GEO, которая предполагает сочетание геологических исследований и картирования с компьютерной обработкой данных, включая визуализацию.
При бурении горизонтальной скважины важно соблюдать правила бурения, к чему относится, например, выбор правильного угла бурения, соответствующего углу наклона сланцевого пласта.
Скважина должна пролегать сугубо в толще сланцевого пласта на достаточном расстоянии от его границ, в противном случае метан мигрирует через трещины и другие отверстия в верхний слой осадочных пород.
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;
- сланцевые месторождения газа находятся в непосредственной близости от конечных потребителей;
- добыча сланцевого газа происходит без потери парниковых газов.

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;
-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.


Экология стала главной проблемой добычи сланцевого газа.
Без дальнейшего усовершенствования технологии добычи сланцевого газа с целью контроля выбросов метана, загрязнения почвы и грунтовых вод, сланцевый газ не сможет стать в ближайшее время достойной альтернативой природному газу.


Тем не менее, при соответствующем экологическом контроле промышленная добыча сланцевого газа возможна малозаселенных районах.
И, конечно, в странах, которые энергонезависимость ставят выше экологической безопасности.

neftegaz.ru

Технология добычи сланцевого газа - EnergoRus.com


Технология добычи сланцевого газа

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

Схема технологии добычи сланцевого газа

Схематично процесс, как добывают сланцевый газ, можно разделить на несколько этапов:

  1. Проводится бурение скважин: вертикальное до глубины сланцевых залежей и далее вдоль них – горизонтальное.
  2. Установка трубы в скважину.
  3. Укрепление трубы цементом. В полученной конструкции специальным перфоратором проделываются отверстия.
  4. Закачка в трубу воды и песка, под действием которых сланец постепенно разрушается.
  5. 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


Дата публикации: 15 апреля 2013




Оставить комментарий

Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.

energorus.com

Запасы и добыча сланцевого газа

Сланцевый газ – это природный газ, который добывается из горючих сланцев и состоит, главным образом, из метана. Однако, принято считать, что сланцевый газ представляет собой отдельный энергоноситель. И это является ошибочным, поскольку данный природный газ заполучил свою приставку «сланцевый» сугубо по причине своего местонахождения – сланцевого слоя осадочной породы. Что касается состава сланцевого газа, то он имеет, в отличие от традиционного природного газа, повышенное содержание метана, углекислого газа, аммиака и сероводорода. Не смотря на это, все же главным отличием сланцевого и традиционного природных газов является место залегания.

Так, традиционный газ залегает в пористых коллекторах на глубине в пределах 700 – 4000 метров. По причине того, что коллекторы имеют большое количество пор, они отличаются своей высокой проницаемостью, которая достигает 25%. Это значительно облегчает процесс добычи голубого топлива, так как традиционный газ можно начинать без труда выкачивать сразу после завершения формирования скважины. Добыча сланцевого газа осуществляется с глубины 2500 – 5000 метров. При этом он находится в породах, отличающихся своей низкой пористостью, которая составляет всего лишь 3-4%. Этим обусловлена дороговизна разведок подобных месторождений, а также сложность технологии добычи данного топлива.

Добыча сланцевого газа ведется уже около 200 лет. Впервые добывать начали сланцевый газ в США в 1821 году из слоя осадочной породы. Однако, данное полезное ископаемое также было использовано и в СССР – по завершению Великой отечественной войны его добыча началась в Эстонии, откуда топливо по газопроводу доставлялось в Ленинград. Но некоторое время спустя советские власти выяснили, что на добычу и транспортировку сланцевого газа идут достаточно большие бюджетные средства. В связи с крупными затратами разработка месторождений сланцевого газа была прекращена.

Однако, уже в начале 2000-х годов с появлением новых методов разработки месторождений сланцевый газ вновь стали добывать. Благодаря таким методам, как горизонтальное бурение и многостадийный гидроразрыв пласта, стало возможным значительно приумножить объемы добычи сланцевого газа, при этом существенно снизив ее себестоимость.

Поиски месторождений данного вида топлива, в отличие от разработки месторождений традиционного газа, требуют значительно больших расходов, а технология разведки далеко не совершенна. По той причине, что сланцевый газ находится на очень большой глубине, для исследования подобных месторождений традиционные методы не подходят.

Таким образом, разведка сланцевого газа осуществляется в несколько этапов. На первом этапе осуществляется бурение скважины в районе, где предположительно залегает сланцевый газ, и осуществляется гидроразрыв. Второй этап предполагает получение газа и проведение его анализа. После получения результатов анализа определяются оборудование и технологии, которые будут применяться во время его добычи. На третьем этапе определяется продуктивность скважины опытным путем, а не с помощью точных гидродинамических исследований, которые обычно применяются во время добычи традиционного голубого топлива.

Согласно прогнозам, запасы сланцевого газа составляют порядка 760 трлн кубометров. Согласно данным американского агентства ЕІА на сегодняшний день доказанное количество данного топлива составляет 187,5 трлн кубометров. Таким образом, можно сказать, что запасы сланцевого газа в несколько раз превышают залежи традиционного газа, которые составляют порядка 36 трлн баррелей. Самые крупные месторождения сланцевого газа расположены в КРН - 19,3 % о общего объема мировых запасов, в Аргентине – 11,7%, в Мексике – 10,3%, в ЮАР – 7,3%, Австралии – 6%, Канаде – 5,9%, сланцевый газ США составляет 13%. Однако, эти данные со временем могут значительно измениться после получения новых данных о залежах сланцевого газа.

Таким образом, главной особенностью добычи данного горючего выступает именно технология горизонтального бурения, которая состоит в горизонтальном продвижении бура после того, как будет сформирована одна вертикальная скважина до необходимой глубины. Но, не смотря на этом, все таки, присутствует много различных особенностей, которые следует четко соблюдать пи бурении, чтобы весь процесс завершился успешно. Так, к таким нюансам относится соблюдение соответствия уровня наклона бура к углу наклона сланцевого пласта. Добывающим компаниям приходится использовать данную технологию по причине того, что залежи сланцевого газа располагаются на существенной глубине в изолированных камерах и в очень малом количестве. Скважину при добыче данного вида топлива можно эксплуатировать на протяжении  5 – 12 лет, в то время как скважины при добыче традиционного голубого топлива могут эксплуатироваться около 30 – 50 лет. Горизонтальная длина скважины может достигать 12 км. Именно такой рекорд был установлен во время бурения на Сахалине.

Как уже упоминалось выше, что в связи с глубоким залеганием сланцевого газа в породах, которым свойственна очень низкая пористость, традиционные методы для извлечения данного топлива не подходят. В связи с этим активно применяется технология гидроразрыва (фрекина). Пробуренная скважина оборудуется несколькими слоями стальных труб, а межтрубное пространство заполняется цементом, что осуществляется с целью изоляции газа и жидкости для гидроразрыва пласта от пластов почвы, содержащих воду. По трубам к газовым залежам осуществляется закачка воды, химических реагентов, а также специальных гранул, диаметр которых составляет порядка 0,5 – 1,5 мм. Данные гранулы могут состоять из керамики, стали, пластика или песчинок. Благодаря закачке подобной смеси происходит химическая реакция, в результате которой и происходит гидроразрыв пласта. Таким образом, в породе, содержащей газ, формируется множественное количество трещин, которые заполняются песчинками. Далее происходит откачка жидкости, а сланцевый газ выкачивается на поверхность через трубы.

В основе смеси для гидроразрыва лежит вода, которая составляет почти 98,5% от общего объема всей смеси. Около 1% смеси занимает песок, и еще 0,5% приходится на химические соединения, которые оказывают воздействие на водопроницаемость породы. В противном случае, без какого-либо из указанных элементов, гидроразрыв произвести невозможно.

На протяжении последних нескольких лет ведется активная дискуссия о том, насколько вредно для экологии использование жидкостей для гидроразрыва пласта. В связи с проведенными исследованиями, ряд европейских стран, среди которых Франция, Болгария, Италия, запретили проводить на своей территории гидроразрывы. А вот США был принят закон, согласно которому компании, осуществляющие добычу сланцевого газа, обязаны публиковать всю информацию о том, какой состав имеют жидкости, применяемые при гидроразрыве пласта. Однако, стоит сказать, что технология гидроразрыва в настоящее время также используется и при добыче обычного традиционного природного газа. Так, ее активно применяет компания «Роснефть».

Сланцевый газ в России в настоящее время пока не добывается. Однако, в стране ведется активный учет месторождений сланцевого газа и при необходимости, его добыча может быть начата в любой момент.

Состав газа разрабатываемых сланцевых плев США
№ Скв.Состав газа, % об.
С1С2С3СО2N2
  BARNET Texas
1 80,3 8,1 2,3 1,4 7,9
2 81,2 11,8 5,2 0,3 1,5
3 91,8 4,4 0,4 2,3 1,1
4 93,7 2,6 0,0 2,7 1,0
  MARCELLUS western Pennsylvania, Ohio, and West Virginia
1 79,4 16,1 4,0 0,1 0,4
2 82,1 14,0 3,5 0,1 0,3
3 83,8 12,0 3,0 0,9 0,3
4 95,5 3,0 1,0 0,3 0,2
  NEW ALBANY Southern Illinois extending through Indiana and Kentucky
1 87,7 1,7 2,5 8,1 0,0
2 88,0 0,8 0,8 10,4 0,0
3 91,0 1,0 0,6 7.4 0,0
4 92,8 1,0 0,6 5,6 0,0
  ANTRUM Michigan
1 27,5 3,5 1,0 3,0 65,0
2 67,3 4,9 1,9 0,0 35.9
3 77,5 4,0 0,9 3,3 14,3
4 85,6 4,3 0,4 9,0 0,7

mining-prom.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *