Сланцевый газ: география и особенности добычи
14 мая 2015, 13:20
Сланцевый газ — разновидность природного газа (метана). Отличается способом добычи. В обычных месторождениях природный газ сосредоточен в подземных ловушках (в том числе порах в породе) или в виде «газовой шапки» над нефтяными залежами. В подземных пластах он находится под сильным давлением и поэтому при добыче сам поступает наверх в скважину.
Читайте также
Федун: средняя рентабельность добычи сланцевой нефти в США снизилась до уровня $55-57
Сланцевый газ распределен в небольших порах осадочных пород: горючих сланцев или уплотненных песчанников. Если в обычных месторождениях поры в породе обычно соединены между собой и выдают большой приток газа на поверхность (дебит), то в сланцевых месторождениях поры изолированы друг от друга, поэтому добывать газ из них нужно с помощью особой технологии — гидроразыва пласта (ГРП, также называется фрекингом). Эта технология подразумевает закачку в скважину под большим давлением жидкости (воды или особых гелей).
Она создает трещины в породе, по которым газ из пор поступает на поверхность.
По данным «Газпрома», из-за необходимости проводить ГРП, себестоимость добычи сланцевого газа может в два и более раз превышать стоимость добычи нефти традиционным способом.
По данным Администрации энергетической информации (АЭИ) Министерства энергетики США на 2013 г., общие доказанные запасы сланцевого газа в мире оцениваются в 206,7 трлн куб. м, примерно столько же, сколько запасов «традиционного» газа.
В отличие от традиционных газовых месторождений, залежи горючих сланцев с содержанием газа широко распространены по всему миру и имеются в КНР (оценка извлекаемых месторождений по данным АЭИ — 31,5 трлн куб. м), Аргентине (22,7 трлн куб. м), Алжире (20 трлн куб. м), США (18,8 трлн куб. м), Канаде (16,2 трлн куб. м), Мексике (15,4 трлн куб. м), Австралии (12,3 трлн куб. м), ЮАР (11 трлн куб. м), России (8 трлн куб. м), Бразилии (6,9 трлн куб. м), а также во Франции, Германии, Великобритании, странах Прибалтики, на Украине (всего порядка 8 трлн куб.
м — по данным Международного энергетического агентства). При этом в настоящий момент не везде его добыча является экономически целесообразной.
Читайте также
Доклад: снижение цен на нефть ставит под удар разработку сланцевых месторождений в США
В настоящее время, по данным АЭИ, сланцевый газ в коммерческих объемах производится только в трех странах мира — США, Канаде и Китае. Наибольший объем в 2014 г. был произведен в США (333,4 млрд куб. м), в Канаде было добыто около 4 млрд куб м. сланцевого газа, в Китае — около 2,5 млрд куб м. В настоящее время в США добыча сланцевого газа составляет примерно половину от общей добычи газа. В 2014 г. рост добычи сланцевого газа позволил США занять первое место в мире по объему добычи газа.
Планируется, что рост объемов добычи позволит Соединенным Штатам до 2018 г. стать чистым экспортером газа. Помешать этим планам могут низкие цены на нефть, которые также влияют на газовые цены: по различным оценкам, самоокупаемость добычи сланцевого газа достижима только при ценах на нефть выше 60-80 долларов за баррель.
У добычи сланцевого газа имеются экологические риски: закачка химических веществ в скважину может приводить к заражению водоносного горизонта и наносить ущерб экологии. Также добыча газа таким способом может вызывать землетрясения. При этом добыча сланцевого газа приводит к практически тому же объему выбросов в атмосферу парниковых газов, что и добыча обычного природного газа.
Читайте ТАСС
Новости
Дзен
Сланцевый газ: мифы и реальность — Актуально
Запасы сланцевого газа
Сланцевый газ (shale gas) состоит из метана с примесями углекислого газа, азота и сероводорода. Его источником являются газоносные сланцы — самая распространённая в мире осадочная порода, поэтому можно считать, что такой газ имеется повсеместно.
Залежи сланца, из которого можно добывать сланцевый газ, весьма велики, однако достоверных данных о его геологических ресурсах и разведанных запасах в мире не существует. Все публикации и рассуждения на эту тему носят лишь оценочный характер, причём большинство подобных работ базируются на исследовании Ханса-Хольгера Рогнера «Оценка мировых ресурсов углеводородов» (Hans-Holger Rogner «An Assessment of World Hydrocarbon Resources»), выполненном в 1996-1997 гг.
В настоящее время мировые запасы сланцевого газа оценены в 456,3 трлн. куб.м, при этом ресурс технически извлекаемого сланцевого газа по последним данным составляет 200 трлн.куб.м. Следует отметить, что по ходу проведения геологических работ в различных странах мира эти значения постоянно корректируются, причем в некоторых государствах в результате использования более точной техники они существенно сокращаются.
Ниже приведены данные Международного энергетического агенства о ресурсах технически извлекаемого сланцевого газа по регионам мира, из которых следует, что на сланцевый газ приходится ¼ общемировых газовых ресурсов.
Таблица 1 – Ресурсы технически извлекаемого газа в мире, трлн.куб.м
|
|
Всего |
Нетрадиционный |
|||
|
традиционный |
нетрадиционный |
газ плотных пород |
сланцевый газ |
угольный метан |
|
|
В. |
144 |
44 |
11 |
12 |
20 |
|
Ближний Восток |
125 |
12 |
|
4 |
- |
|
АТР |
43 |
94 |
21 |
57 |
16 |
|
Америка-ОЭСР |
47 |
67 |
11 |
47 |
9 |
|
Африка |
49 |
40 |
10 |
30 |
0 |
|
Латинская Америка |
32 |
48 |
15 |
33 |
- |
|
Европа — ОЭСР |
24 |
22 |
4 |
16 |
2 |
|
МИР |
462 |
328 |
81 |
200 |
47 |
Европа/Евразия
Первыми ставку на добычу сланцевого газа сделали США — самые крупные в мире потребители природного газа с ежегодным объёмом потребления более 650 млрд.
м³. На территории Соединённых Штатов пять крупных месторождений газоносных сланцев: Barnett, Haynesville, Fayetteville, Marcellus и Woodford. США активно занимаются разведкой сланцевых месторождений: залежи газоносной породы обнаружены уже в 23 штатах. Вместе с тем, в 2011 году многие газосланцевые компании и члены правительства США начали признавать, что объявленные ранее ресурсы сланцевого газа завышены и не так оптимистичны. И уже через год, в Annual Energy Outlook 2012, по данным на 1.1.2010 г., их официальная оценка составила только 481,8 трлн. куб. футов (17 трлн. куб. м)
Крупными запасами сланцевого газа обладают Канада, Австралия, Индия, Китай, а также некоторые страны Европы — Германия, Польша, Украина, Венгрия, Австрия, которые, как известно, являются импортерами российского природного газа.
Технологии добычи сланцевого газа
Бум добычи сланцевого газа произошел благодаря внедрению новых технологий — гидроразрыва пласта (фрекинга).
Суть технологии гидроразрыва пласта заключается в создании в породе трещин, позволяющих высвободить скопления залегающего в ней газа. Для этого пробуривается вертикальная скважина, от которой на большой глубине расходятся горизонтальные тоннели длиной до 2—3 км. В тоннели закачивается смесь песка, воды и химикатов. Затем внутри тоннелей производится взрыв. Гидроудар разрушает перегородки газовых карманов и газ поступает в тоннели, откуда его можно откачать.
Данный метод добычи сланцевого газа уже получил промышленное применение в США, однако он не лишен целого ряда недостатков. Во-первых, при гидроразрыве закачиваемая в пласты смесь воды с химикатами выкачивается обратно и если на поверхности вдруг произойдет разлив химикатов, возникают экологические проблемы. Плюс смесь создает большую нагрузку на породы, что также может привести к загрязнению грунтовых вод химическими реагентами.
Себестоимость добычи сланцевого газа методом «фрекинга» зависит от целого ряда факторов, но определяющим параметром является стоимость скважины.
Средняя себестоимость 1 тыс. куб.м сланцевого газа в США составляет 150-250 долл/ куб.м.
РИС. 1. Буровая на месторождении сланцевого газа в Пенсильвании (США)
Технология 3D-сейсмики позволяет составлять трёхмерные модели подземных пластов, что значительно повышает точность бурения. В сочетании с горизонтальным бурением трёхмерная сейсмика позволяет выявлять участки с небольшими объёмами ископаемых, которые невозможно разведать традиционными способами. В традиционной нефте- и газодобыче 3D-сейсмика позволяет эффективно выявлять месторождения-сателлиты, сопутствующие основному месторождению.
Совершенствование технологии добычи сланцевого газа идет в направлении замены смеси воды с химикатами гелями из сжиженных углеводородов – метана или пропана.
В новом методе весь жидкий метан (пропан), закаченный в пласт, переходит в газообразное состояние и выводится вместе с добываемым сланцевым газом.
Этот процесс впервые был использован канадской компанией GASFRAC четыре года назад, и с тех пор по этой технологии были разработаны более 1300 скважин в Канаде и США. Однако метод безводного разрыва сланцевых пород также нельзя считать экологичным из-за взрыво- и пожароопасности используемых углеводородных гелей (в Канаде произошли две аварии на скважинах, разрабатываемых по этой технологии), поэтому именно развитие технологий добычи сланцевого газа будет определять масштабы его добычи, особенно в странах Европы, где экологические запреты наиболее жесткие.
Следует также отметить тот факт, что несмотря на технологические усовершенствования процессов добычи сланцевого газа в районах его добычи усиливается возможность землетрясений. Так, с 2001 года число землетрясений в центральной части США (где активнее всего идет бурение) с магнитудой три балла по шкале Рихтера резко выросло.
В 2011 году число землетрясений в шесть раз превысило среднегодовой уровень за ХХ век. По оценкам Центра исследований землетрясений Университета Мемфиса, землетрясения вызываются закачиванием воды в глубокие слои недр под высоким давлением. Исследование в Британии подтвердило, что два землетрясения у Блэкпула на северо-востоке Англии были вызваны именно этой технологией. И хотя большинство из них незначительны (всего три-пять баллов по шкале Рихтера), экологи предупреждают, что бурение сланцевого газа может оказаться бомбой замедленного действия.
Как же решается проблема добычи сланцевого газа в странах-импортерах природного газа?
США: В США сланцевая революция началась с разработки месторождения Barnett в Техасе. В 2006 году было добыто 20 млрд. куб.м сланцевого газа, в 2007—2008 годах уже 43 млрд. куб.м, в 2009 г. – 51 млрд.куб.м.
Благодаря разработке нетрадиционных источников газа, в 2009 году США практически полностью вышли на самообеспечение природным газом и возглавили список крупнейших газодобывающих стран.
Добыв 624 млрд.м³ газа, Соединенные Штаты опередили Россию, чья газодобыча в том же году составила 582,3 млрд. м³.
Развитию добычи сланцевого газа в США способствуют следующие факторы:
-
разветвленная инфраструктура — любой производитель, где бы он ни начал бурение, может быть уверен, что в радиусе 10—20 км он может легко присоединиться к действующему магистральному газопроводу;
-
относительно небольшая глубина залегания газоносных пластов;
-
высокая геологическая изученность территории;
-
специальный налоговый режим;
-
свободный рынок сбыта.
Важным фактором развития процесса добычи сланцевого газа стал приход на смену небольшим независимым компаниям крупных добывающих холдингов, что повлекло за собой ряд слияний и поглощений.
Крупнейшей сделкой стало приобретение компанией ExxonMobil лидера американского рынка добычи сланцевого газа — XTO Energy. Покупка фирмы, стоимость акций которой в 2009 году выросла в два раза, обошлась ExxonMobil более чем в 40 млрд.долл. На американский рынок вышли французская Total и норвежская StatoilHydro (совместные проекты с американской добывающей компанией Chesapeake), индийская нефтеперерабатывающая компания Reliance Industries Ltd (RIL). Заниматься добычей сланцевого газа в США решили British Gas, ConocoPhillips, японская Mitsui, British Petroleum (BP) и итальянская Eni. Имеется информация о том, что о возможной покупке сланцевых активов в США заявил также российский «Газпром».
В 2011 г. добыча сланцевого газа в США выросла до 141,6 млрд. куб. м (до 23% всей добычи газа в стране), а в целом за 2000-е годы прирост составил 17 раз!, доказав, что сланцевый газ в США – не миф, а реальность. В2020 году доля сланцевого газа в США от общей добычи газа прогнозируется на уровне 27 %, далее – не менее 1/3 рынка (есть оценка, в соответствии с которой этот показатель к 2035 году достигнет 50%!), причем уже в 2016 году, когда будут достроены экспортные газовые терминалы, Соединенные Штаты смогут начать поставки газа на экспорт.
Экспортный потенциал США оценивается на уровне 100 млрд. м³ в год, при этом в качестве потенциальных рынков сбыта рассматриваются не только Япония и Юго-Восточная Азия, но и страны Европы.
Канада: Два крупных месторождения сланцевого газа Северной Америки разрабатывает Канада — это сланцевые поля Horn River и Montney. В 2006—2007 годах Канада начала бурение в районе Horn River и . В 2010 году компания TransCanada Corp. начала строительство первого газопровода для транспортировки сланцевого газа с месторождения Montney в магистральную сеть.
К 2015 году объем добычи сланцевого газа в Канаде может составить 40 млрд. м³, к 2020 году он возрастет до 200 млрд. м³, что позволит создать экспортный потенциал: в 2016-2017 годах Канада планирует экспортировать примерно 40 млрд. м³ газа в год в Японию и Юго-Восточную Азию.
Китай: По оценке Международного энергетического агенства запасы сланцевого газа в Китае достигают 26 трлн.
куб.м, то есть в 1,5 раза превышают запасы этого газа в США. При этом подтвержденные геологическими разработками запасы составляют всего 600 млрд.куб.м, а пригодные для коммерческой деятельности при современных технологиях его добычи – 200 млрд.куб.м.
Для Китая добыча сланцевого газа является приоритетным направлением и занимает особое место в планировании развития страны на ближайшие 5 лет. В соответствии с планами, в 2015 г. годовые объемы добычи сланцевого газа достигнут 6,5 млрд. куб.м. Общий объем производства природного газа в стране вырастет на 6% с текущего уровня. К 2020 г. Китай планирует выйти на уровень добычи в диапазоне от 60 до 100 млрд. куб.м сланцевого газа ежегодно.
В марте 2012 г. национальный концерн China National Petroleum и датская компания Royal Dutch Shell подписали первый в истории Китая контракт по разработке месторождений сланцевого газа. Компания Shell вложила почти 400 млн. долл. в сланцевые проекты и совместно с китайскими компаниями будет осваивать район Фушунь-Юнчуань площадью 3,5 тыс.
кв. км, причем уже в 2012 году здесь пробурят как минимум 25 скважин.
Shell собирается использовать технологию гидравлического разрыва пластов, которая сейчас принята на вооружение в США и Канаде. С одной стороны, это позволяет существенно ускорить добычу сланцевого газа, с другой – такая технология вызывает резкие протесты со стороны экологов, но пока вероятные экологические проблемы Китай не смущают. Потребности страны в энергоресурсах постоянно растут примерно на 2-3% в год и освоение сланцевых месторождений может стать хорошим дополнительным источником топлива.
Вместе с тем, по оценке американской консалтинговой компании Mackenzie к 2030 году объем добычи сланцевого газа в Китае позволит покрыть потребности внутреннего рынка в газе лишь на ¼ (будут на уровне 110 млрд. куб.м), то есть темпы прироста спроса на энергоносители в Китае будут превышать темпы добычи сланцевого газа и страна не сможет перейти на режим самообеспечения энергоресурсами.
Евросоюз: По данным Международного энергетического агентства (IEA) европейские запасы сланцевого газа насчитывают 35 трлн. куб.м, добыча которого позволила бы европейским странам примерно 40 лет не закупать газ за пределами Евросоюза, и прежде всего у России (на рис.2 желтым цветом выделены основные скопления сланцевого газа на территории Европы).
Рис.2 – География залежей сланцевого газа в Европе
Предполагается, что запасы сланцевого газа в Европе в шесть раз больше, чем запасы традиционного. Однако, в отличие от американских месторождений, европейские отличаются глубоким залеганием газоносных пластов, что существенно увеличивает издержки его добычи (стоимость бурения скважин и обустройства месторождений в 4 раза дороже, чем в США) и ставит под вопрос коммерческую целесообразность развития данного процесса.
Кроме того, процесс добычи сланцевого газа в Европе отягощается дополнительными проблемами: трудностями нахождения свободных земель для бурения скважин из-за густонаселенности, недостаточными объемами воды, а также сложностью получения лицензии на освоение месторождений (правами на разработку владеет государство).
По мнению европейских экспертов добыча сланцевого газа в Евросоюзе начнется не ранее 2025 года и к 2030 г. объем его выработки составит всего 15 млрд. куб. м в год. По оценкам ВР, опубликованным в январе 2012 года, суммарная добыча всех видов нетрадиционного газа (сланцевого, метана угольных пластов и др.) к 2030 г. будет на уровне 50 млрд. куб. м в год, то есть в этой группе энергоресурсов на сланцевый газ будет приходиться 30%. Поэтому импортный газ ещё долгое время будет играть главную роль в газоснабжении Европы. По оценкам той же ВР, в 2030 г. на него будет приходиться 75% всего европейского газопотребления. И более половины (почти 60%) импортного газа будет поступать по трубопроводам.
Тем не менее разведкой газоносных сланцев занимаются практически все члены Евросоюза. Сланцевую тему в Европе разрабатывают такие компании как ExxonMobil, Shell, OMV, ConocoPhillips, Chevron Corp., Marathon и др.
Польша: Самые крупные в Европе запасы сланцевого газа обнаружены в Польше, причем по своему геологическому строению польские месторождения газоносных сланцев оказались похожи на техасские залежи.
Польшу авансом назвали будущей газовой житницей всей Европы и долгое время польское руководство всячески подчеркивало будущее сланцевое величие их государства. Началась геологоразведка и оказалось, что оценки запасов сланцевого газа в Польше весьма неоднозначны: Управление энергетической информации США оценило их на уровне 5,3 трлн.куб.м, российские специалисты — всего на уровне 1,1 трлн.куб.м, а сами поляки оценили свои запасы еще скромнее –563 -770 млрд. м³ и в надежде увеличить свой потенциал, продолжают геологоразведку.
Сланцевые месторождения Польши делятся на два крупных бассейна — Балтийский и Люблинский. На сегодняшний день Польша выделила по договорам концессии 22 компаниям для бурения 90 участков, которые покрывают 30-40% территории страны.
В Польше сланцевый газ уже стал национальной идеей и правительство Польши строит весьма амбициозные планы в области «сланцев», рассчитывает на то, что промышленное производство сланцевого газа объемом до 10 млрд.
куб.м начнется уже в 2015 году, а далее Польша станет крупным поставщиком этого энергоносителя в страны Европы. Экспортные потоки сланцевого газа будут ориентированы на разные рынки сбыта, в частности:
Вместе с тем, многие польские ученые и экономисты считают, что говорить о перспективах «сланца» в Польше пока рано. Во-первых, себестоимость добычи сланцевого газа в разы превышает себестоимость обычного природного газа, во-вторых, есть опасения загрязнений земель химическими реагентами во время работы скважин и уже в настоящее время «зеленые» проводят акции протеста против добычи сланцевого газа. Поэтому вопреки ожиданиям правительства Польши, процессы бурения и дальнейшего освоения сланцевых месторождений идут вяло, а некоторые компании даже уходят из этой сферы.
Американская энергетическая компания Chevron приобрела пять лицензий на добычу сланцевого газа в Польше и пока пробурила только две скважины в Люблинском бассейне в целях оценки запасов сланцевого газа.
Другая американская компания ExxonMobil, также проявившая интерес к польским месторождениям сланцевого газа и закупившая 6 лицензий на разведку, вообще отказалась от планов его добычи из-за нерентабельности проектов.
РИС. 3. Процесс бурения скважины для добычи сланцевого газа в Польше
Украина: Украина в своем стремлении освободиться от энергозависимости от России также пытается разыграть сланцевую карту. Запасы сланцевого газа по оценке Управления энергетической информации США составляют 1,2 трлн.куб.м., то есть страна занимает 4-е место в Европе по запасам данного газа после Польши, Франции и Норвегии.
Осенью 2011 года Посольство США и американская компания Chevron в целях привлечения инноваций в добычу сланцевого газа в Западной Украине (в Ивано-Франковской, Львовской и Тернопольской областях) провели во Львове конференцию. В феврале 2012 года Украина выставила на конкурс два месторождения газоносных сланцев: Олесское (Западная Украина) и Юзовское (на территории Донецкой и Харьковской областей).
С победителем конкурса — компанией Chevron, — подписано соглашение о разделе продукции на Олесской площади. В соответствии с соглашением, Chevron вложит в геологоразведочные работы 200 млн.долл., а в промышленное производство, которое предположительно стартует в 2017 году, — 3,8 млрд.долл.
Интерес к сланцевому газу в Украине имеет и такой крупный концерн как Shell, который готов вложить в этот бизнес примерно 3,5 млрд.долл. Однако это лишь намерения развивать в Украине добычу сланцевого газа и многие эксперты оценивают их весьма скептически.
Другие страны Европы: Разведка сланцевого газа идет и в других странах Европы, но из-за экологических рисков Франция, Болгария и Швейцария ввели мораторий на разработку сланцевых месторождений, в Германии бундестаг прекратил выдавать лицензии на добычу сланцевого газа, Чешское Министерство окружающей среды не собирается разрешать разведку сланцевого газа. Британия хотя и ведет добычу сланцевого газа, но в очень ограниченных масштабах.
Таким образом, добыча в Европе сланцевого газа в объемах, достаточных для снятия энергетической зависимости от России, весьма призрачна: по оценкам профессиональных европейских организаций, объемы возможной добычи сланцевого газа в Евросоюзе составят к 2030 году лишь 15 млрд. куб.м и поэтому «Газпром» не придает серьезного значения развитию этого процесса.
Россия: Как известно, в России сосредоточены крупнейшие в мире запасы природного газа. Однако сланцевый бум дошел и до нашей страны: Министерство энергетики предлагает разведать, сколько в России сланцевых запасов всего, но заняться добычей газа (и нефти) на сланцевых месторождениях не по всей стране, а только в районах, не подключенных к магистральным газопроводам.
Таким образом, в мире формируется рынок нетрадиционного энергоресурса – сланцевого газа. Но каковы будут масштабы этого рынка?
По оценке Международного энергетического агентства (IEA) в 2020 году, когда сланцевый газ кроме США и Канады начнут активно добывать и такие страны как Австралия, Индия, Индонезия и Китай, его доля возрастет до 32%.
При современном технологическом уровне добычи сланцевого газа его себестоимость на 30-40% выше себестоимости традиционного природного газа, однако эта разница компенсируется продажей газового конденсата, получаемого одновременно со сланцевым газом, цены на который высокие. В результате цены на традиционный и сланцевый газ практически одинаковы и сланцевый газ пробивает свою нишу на газовом рынке, который разделен на 3 крупных региональных сектора: американский, азиатский и европейский.
Для России наибольшую значимость имеет европейский газовый рынок. По оценке аналитика Raiffeisenbank при цене сланцевого газа на рынке США в 150 долл. за 1 тыс.куб.м его стоимость для европейского рынка составит около 300 долл. с учетом сжижения, транспортировки и разжижения. При этом средняя цена компании «Газпром» для потребителей газа в этом регионе во втором квартале 2012 года составила 380 долл. за 1 тыс.куб.м, то есть конкурентное преимущество российской монополии может попасть под удар.
Ослабление позиций «Газпрома» могут привести к финансовым потерям не только компании, но и всего российского бюджета, поскольку «Газпром» является его крупнейшим донором.
В августе 2012 года Министерство экономического развития предупредило компанию «Газпром» об опасности, которая может возникнуть в связи с планами США экспортировать сланцевый газ после 2016 года. Однако намерение США экспортировать газ по ценам, ниже поставляемых по долгосрочным контрактам в Европу из России по трубопроводам, в «Газпроме» подвергается сомнению. В середине июля 2012 года топ-менеджер компании «Газпром экспорт» Сергей Комлев в интервью американскому агентству Platts заявил, что США, скорее всего, не смогут организовать выгодный экспорт сланцевого газа за рубеж, поскольку стоимость добычи газа будет догонять его рыночную цену, а экологическая составляющая на 150 процентов превысит выручку.
Статья «Сланцевый газ: мифы и реальность» опубликована в журнале «Neftegaz.
RU» (№12, 2012)
Что такое сланцевый газ, как его добывают с помощью фрекинга и каковы последствия фрекинга?
11 февраля 2022 г.
Что такое сланцевый газ и сколько его в мире?
Сланцевый газ — это форма природного газа (в основном метан), обнаруженная под землей в сланцевых породах. Он классифицируется как «нетрадиционный», потому что он находится в сланце, менее проницаемом скальном образовании, чем песчаник, алевролит или известняк, в котором находится «обычный» газ, и обычно распределен на гораздо большей площади. Сланец представляет собой мелкозернистую осадочную породу с меньшими пространствами или порами, содержащими газ, и эти пространства относительно не связаны друг с другом. Поэтому природный газ не проходит легко через сланцы.
Оценки объема сланцевого газа могут быть выражены по-разному. «Оценка ресурсов» относится к количеству природного газа, которое, как предполагается, существует в конкретном месте. В некоторых случаях можно оценить технически извлекаемые ресурсы.
«Оценка запасов» относится к количеству газа, добыча которого технически и экономически целесообразна. Запасы обычно составляют небольшой процент ресурсов и могут быть надежно оценены только на основе детальной разведки и оценки, включая бурение. Коэффициенты извлечения сланцевого газа намного ниже, чем для обычного газа.
В 2015 году общий объем «недоказанных технически извлекаемых ресурсов» сланцевого газа оценивался в 214,6 трлн кубометров (ткм) в 46 странах.
Самые большие оценочные ресурсы находятся в Китае (31,6 трлн м3), за которым следуют Аргентина (22,7 трлн м3), Алжир (20 трлн м3), США (17,6 трлн м3) и Канада (16,2 трлн м3). В Европе наибольшие оценочные ресурсы находятся в Польше (4,1 трлн м3) и Франции (3,9 трлн м3), а в Соединенном Королевстве — 0,7 трлн м3. (Все цифры предоставлены Управлением энергетической информации США.)
Согласно прогнозам Управления энергетической информации США на 2016 год, к 2040 году на долю сланцевого газа будет приходиться 30 процентов мировой добычи природного газа.
Глубокие скважины бурятся в сланцевой породе, после чего проводится горизонтальное бурение, чтобы получить доступ к большему количеству газа, поскольку запасы сланца обычно распределяются по горизонтали, а не по вертикали. Жидкости для гидроразрыва пласта, содержащие песок, воду и химические вещества, затем закачиваются под высоким давлением в пробуренные скважины, открывая трещины в породе, позволяя захваченному газу течь в сборные скважины. Оттуда он направляется для коммерческого использования.
Каково основное воздействие гидроразрыва на окружающую среду?
Гидроразрыв пласта может вызвать различные локальные воздействия на окружающую среду. Исследование, опубликованное в 2016 году Агентством по охране окружающей среды США в 2016 году, показало, что фрекинг потенциально может привести к загрязнению питьевой воды. В отчете, опубликованном в 2012 году Королевским обществом и Королевской инженерной академией, сделан вывод об очень низком риске загрязнения питьевой воды при гидроразрыве пласта в Великобритании, учитывая расстояние между водоносными горизонтами и глубину, на которой происходит гидроразрыв пласта.
Эти исследования показывают, что загрязнение воды может также происходить из-за разливов на землю или из-за трещин в колодцах, допускающих утечку — риски, возникающие при любой добыче нефти и газа, — и могут быть приняты превентивные меры. Для гидроразрыва пласта требуется относительно большое количество воды, поэтому добыча воды может повлиять на снабжение на местном уровне.
Хотя природный газ выделяет значительно меньше углекислого газа, чем уголь при его потреблении для выработки электроэнергии, существуют опасения, что добыча сланцевого газа может подорвать цели по сокращению выбросов, если он заменит использование возобновляемых источников энергии. Кроме того, при добыче сланцевого газа возможна некоторая утечка метана, мощного парникового газа, поэтому требуется тщательный мониторинг и проверки.
Другие опасения включают воздействие на местное население из-за потенциального шумового загрязнения, увеличения дорожного движения (из-за движения грузовиков), ущерба окружающей среде и пространства, необходимого для буровых площадок.
Может ли фрекинг вызывать землетрясения?
В отчете, опубликованном в 2012 г. Королевским обществом и Королевской инженерной академией в Великобритании в 2011 г., сделан вывод о том, что добыча сланцевого газа, при которой под поверхность закачивается большое количество воды, в принципе может вызвать небольшие локальные подземные толчки при определенных условиях. но это вряд ли приведет к повреждению. В нем указывалось, что любые толчки будут вызваны закачиваемыми жидкостями, активирующими ранее существовавшие разломы в породе, а не разрушением пород во время самого гидроразрыва. В отчете отмечается, что риск сейсмической активности был выше там, где существовали предварительно напряженные разломы, выявленные как произошедшие в 2011 году на площадке Preese Hall в Ланкашире, Великобритания. избегать.
Геологическая служба США отметила, что с 2009 года в штате Оклахома наблюдается рост сейсмичности вокруг операций по добыче сланцевого газа, но в основном это связано со сбросом сточных вод, а не с гидроразрывом пласта.
Что такое сланцевый газ?
Главная » Нефть и газ » Что такое сланцевый газ?
Переиздано из выпуска «Кратко об энергетике» за декабрь 2010 г. Управления энергетической информации
| Карта месторождений сланцевого газа в нижних 48 штатах |
Карта основных месторождений сланцевого газа в нижних 48 штатах, включая содержащие их осадочные бассейны. Нажмите, чтобы увеличить.
РЕКЛАМА
Что такое сланцевый газ и почему он важен?
Сланцевый газ относится к природному газу, заключенному в сланцевых пластах. Сланцы представляют собой мелкозернистые осадочные породы, которые могут быть богатыми источниками нефти и природного газа.
Горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта
За последнее десятилетие сочетание горизонтального бурения и гидроразрыва пласта позволило получить доступ к большим объемам сланцевого газа, добыча которых ранее была нерентабельной.
Добыча природного газа из сланцевых пород омолодила газовую промышленность США.
| Презентация сланцевого газа в США |
В этом видеоролике представлен обзор сланцевого газа, начиная с первой газовой скважины недалеко от Фредонии, штат Нью-Йорк, в 1821 году и заканчивая январем 2010 года, а также основными месторождениями сланцевого газа. Докладчиком является Джон Кертис, профессор геохимии и директор Агентства потенциальных газов горной школы Колорадо.
США обладают богатыми запасами сланцевого газа
Из природного газа, потребленного в США в 2009 г., 87% было произведено внутри страны; таким образом, предложение
природного газа не так зависит от иностранных производителей, как поставки сырой нефти, и система доставки
меньше подвержен прерыванию. Наличие больших объемов сланцевого газа позволит Соединенным Штатам
Штаты потребляют преимущественно внутренний газ.
Согласно Ежегодному энергетическому прогнозу EIA за 2011 год, Соединенные Штаты обладают 2 552 триллионами кубических футов (Ткф) потенциальные ресурсы природного газа. Природный газ из сланцевых ресурсов, еще несколько лет назад считавшийся нерентабельным, составляет 827 триллионов кубических футов этой оценки ресурсов, что более чем вдвое превышает оценку, опубликованную в прошлом году.
РЕКЛАМА
Хватит на 110 лет использования
В 2009 г.потребления в США (около 22,8 трлн куб. футов в год), 2 552 трлн куб. футов природного газа достаточно для снабжения около 110 лет использования. Оценки ресурсов и производства сланцевого газа значительно увеличились между отчетами «Перспективы» за 2010 и 2011 годы и, вероятно, будут расти в будущем.
| Знаете ли вы? |
Осадочные горные породы – это горные породы, образованные накоплением отложений на поверхности земли и в водоемах. Обычные осадочные породы включают песчаник, известняк и сланец. |
| Схематическая геология ресурсов природного газа |
Диаграмма, показывающая геометрию традиционных и нетрадиционных ресурсов природного газа. Изображение EIA. Нажмите, чтобы увеличить.
Что такое сланцевая «Игра»?
Сланцевый газ находится в сланцевых «залежах», которые представляют собой сланцевые формации, содержащие значительные скопления природного газа и обладающие схожими геологическими и географическими свойствами. Десятилетие производства пришлось на спектакль Барнетта Шейла в Техасе. Опыт и информация, полученные при разработке Barnett Shale, повысили эффективность разработки сланцевого газа по всей стране.
Другими важными месторождениями являются сланцы Марцеллуса и сланца Ютика в
восточная часть Соединенных Штатов; а также сланцы Хейнсвилля и Фейетвилля в Луизиане и Арканзасе. Геодезисты и геологи определяют подходящие места для скважин в районах с потенциалом экономичной добычи газа, используя как методы наблюдения на уровне поверхности, так и компьютерные карты недр.
РЕКЛАМА
Горизонтальное бурение
Для добычи сланцевого газа используются два основных метода бурения. Горизонтальное бурение используется для обеспечения более широкого доступа к газу, захваченному глубоко в продуктивном пласте. Сначала бурят вертикальную скважину до целевого пласта породы. На желаемой глубине буровое долото поворачивается, чтобы пробурить скважину, которая проходит через резервуар горизонтально, открывая скважину большему количеству продуктивного сланца.
| ГРП |
Схема, показывающая концепцию горизонтальной скважины с зоной ГРП. Правообладатель иллюстрации Geology.com.
Гидроразрыв пласта
Гидравлический разрыв пласта (обычно называемый «фракинг» или «гидроразрыв пласта») представляет собой метод, при котором вода, химикаты и
песок закачивается в скважину, чтобы высвободить углеводороды, захваченные в сланцевых породах, открывая трещины (трещины) в породе и позволяя природному газу течь из сланца в скважину.
При использовании в сочетании с горизонтальным бурением гидроразрыв пласта позволяет производителям газа добывать сланцевый газ по разумной цене. Без этих методов природный газ не может быстро поступать в скважину, и из сланца нельзя добывать промышленные количества.
| Традиционный газовый резервуар |
Традиционные газовые резервуары образуются, когда природный газ мигрирует к поверхности Земли из богатого органическими веществами материнского пласта в высокопроницаемую породу-коллектор, где он захватывается вышележащим слоем непроницаемой породы.
Сланцевый газ в сравнении с традиционным газом
Обычные газовые резервуары образуются, когда природный газ мигрирует к поверхности Земли из богатой органическими веществами исходной формации в высокопроницаемую породу-коллектор, где он захватывается вышележащим слоем непроницаемой породы. Напротив, ресурсы сланцевого газа формируются в богатой органическими веществами сланцевой материнской породе.
Низкая проницаемость сланца сильно препятствует миграции газа к более проницаемым породам-коллекторам. Без горизонтального бурения и гидроразрыва пласта добыча сланцевого газа была бы экономически нецелесообразной, поскольку природный газ не вытекал бы из формации с достаточно высокими скоростями, чтобы оправдать затраты на бурение.
| Знаете ли вы? |
| Сланцевый газ в 2009 году составлял 14% от общего объема поставок природного газа в США. Ожидается, что добыча сланцевого газа будет продолжать расти и составит 45% от общего объема поставок природного газа в США в 2035 году, согласно прогнозу EIA Annual Energy Outlook 2011. |
| Прогноз по сланцевому газу |
Диаграмма, показывающая прогноз по сланцевому газу из EIA, Annual Energy Outlook 2011. Изображение EIA.
Природный газ: экологически чистое топливо
Природный газ горит чище, чем уголь или нефть.
При сжигании природного газа выделяется значительно меньше основных загрязняющих веществ, включая двуокись углерода (CO 2 ), оксиды азота и двуокись серы, чем при сжигании угля или нефти. При использовании на эффективных электростанциях с комбинированным циклом при сжигании природного газа на единицу выделяемой энергии может выделяться менее половины CO 2 по сравнению с сжиганием угля.
Экологические проблемы
Однако существуют некоторые потенциальные экологические проблемы, связанные с добычей сланцевого газа. Бурение сланцевого газа вызывает серьезные проблемы с водоснабжением. Для бурения и гидроразрыва скважин требуется большое количество воды. В некоторых районах страны значительное использование воды для добычи сланцевого газа может повлиять на доступность воды для других целей и повлиять на водную среду обитания.
При бурении и гидроразрыве пласта также образуется большое количество сточных вод, которые могут содержать растворенные химические вещества и другие загрязняющие вещества, требующие очистки перед удалением или повторным использованием.
Из-за количества используемой воды и сложности, связанной с очисткой некоторых используемых химических веществ, очистка и удаление сточных вод является важной и сложной проблемой.
При неправильном обращении жидкость для гидравлического разрыва может быть выброшена в результате разливов, утечек или других путей воздействия. Использование потенциально опасных химических веществ в жидкости для гидроразрыва означает, что любой выброс этой жидкости может привести к загрязнению прилегающих территорий, в том числе источников питьевой воды, и может негативно повлиять на естественную среду обитания.
| Больше масла |
Найдите другие темы на Geology.com:
|
|
