Константин Галла Профессионал

Сланцевый газ. Каковы плюсы и минусы его использования?

В наше время тема ресурсов и добычи сланцевого газа получила широкое распространение. Причём большинство людей она волнует не только с экономической и технологической точки зрения, но и с точки зрения воздействия добычи газа на экологическую ситуацию.

NorGal Shutterstock.com

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.

Статья размещена на сайте 13.11.2014

Комментарии (6):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Василий Пупищев Василий Пупищев Читатель 23 ноября 2014 в 11:33 отредактирован 23 ноября 2014 в 11:49

    Согласен Ходорковский ворюга тот еще и собрал вокруг себя достуйную его шайку. Если бы его вовремя не закрыли так и были бы мы страной 3го мира а не 6й экономикой мира.
    Гидроразрыв увеличивает приток нефти и газа который бы и без него шел к скважине только медленнее так как происходит все это в прессованом песчанике-камне типа засохшего строительного раствора. Скважина стоит опорядка 50млн руб а баррель нефти около 4000руб поэому окупить скважину можно не менее чем десятком тысяч баррелей нефти. Гидроразрыв таким образом уменьшает срок окупаемости и в том его основное назначение. А нефти будет примерно столько же. Трещины конечно идут обычно по слабой породе по тому же песчанику но не факт и тогда возможно нефтяная ловушка разрушится и нефтепродукты уйдут в другие пласты и оттуда их уже не извлекешь. Такие случаи нередки и при этом нарушается добыча и в соседних скважинах. В этом риск.
    Самый простой гидроразрыв-с использованием воды и песка -вода заносит песок в трещины и они остаются открытыми после снятия давления. Естественно вода используется не чистая, могут быть добавлены утяжелители которые по сути тяжелые минералы и тоже могут быт безвредны.
    О герметичности. Мы с вами говорим о разных вещах и к счастью к сланцевому газу сильного отношения не имеющим. Нефть на материке у нас обычно залегает на глубине около 2км, а трещины гидроразрыва идут максимум сотни метров в плоскости пласта-коллектора нефтепродуктов так как он обычно рыхлее. Соответственно прихорошем цементаже обсадной трубы самопроизвольный выход на поверхность нефтепродуктов либо какойто химии исключен. Погуглив по теме выяснил что сланцевый газ залегает еще глубже чем обычная нефть и поэтому вреда именно от многочисленных гидроразрывов также не будет. Я ошибочно предполагал что сланцевый газ -чтото типа угольного метана, который лежит очень близко к поверхности земли, добывается как и сланцевый, и там реально трещины могли бы привести к попаданию химии и прочей гадости в водоемы и водяные скважины, которые редко превышают глубины в десятки и и сотни метров.
    Почитав я выяснил следующее чтобы много не писать изложу тезисы: сланцевый газ залегает глубже обычного газа, распределен в породе неравномерно и в малых концентрациях, извлечение требует использования очень дорогого и сложного высокотехнологичного оборудования, своего такого оборудования у России нет, при гидроразрыве используется очень сильная химия которая извлекает из пород различные токсичные соли металлов и вещества сложные в утилизации, сланцевый газ есть практически везде, скважины на сланцевый газ истощаются за несколько лет в то время как обычные могут эксплуатарирваться десятки лет,весь сыр-бор в прессе по поводу этого газа из-за того сто США своим сланцевым газом разрушили все планы Газпрому особенно тем что сильно обрушили цены на газ.
    Так что для нас это дополнительный источник энергии в будущем, будем ждать новостей по телевизору о освоении технологий глубинного бурения и постройке отечественных нефтедобывающих плавучих платформ. Статье поставил 5 не за содержание а за попытку хоть както разъяснить суть

    Оценка статьи: 5

  • Абсолютно уверен. Думаю и вам будет полезно узнать что просто вертикальных скважин сейчас практически нет, разве что параметрические да разведочные. Большинство скважин наклонно-направленные - h-, s-направленные, горизонтальные итп, т.к. бурение ведестся с одной буровой на разные места продуктивного пласта расположенные в разных сторонах от места забурки с удалением по горизонтали обычно до 2-3км. То есть профиль их может идти по разному - сначала вертикально потом под углом или горизонтально потом опять вертикально - как рассчитает скважину проектная организация.
    Гидроразрыв делается в любых скважинах для интенсификации притока продукта(нефти, газа) а не специально для добычи именно сланцевого газа. Вы сами сказали что концентрации газа не так высоки поэтому гидроразрывом обеспечивается легкий приток газа с большего объема породы и именно для сланцевого требуется гидроразорыв по большому объему.
    О герметичности. Обсадная труба которая спускается в скважину после окончания ее бурения до проектной глубины заливается цементом и потому изначально герметична. Это одно из условий добычи нефтепродукта иначе бы газ или нефть могли бы под собственным давлением уходить в пласты с более низким давлением, или наоборот заполниться например водой из пластов с более высоким давлением. При негерметичности газ мог бы выходить на поверхность по затрубью или при откачивании газа поступала вода из других пластов или воздух с поверхности. Это уже позже делаются отверстия в нужный пласт либо прострелом стенок трубы на нужной глубине либо спуском хвостовика-трубы с готовыми отверстиями. Теперь о самом пласте. Газ и нефть не появляются где попало, должна возникнуть т.н. "нефтяная ловушка" -пористый пласт отграниченный сверху и снизу непроницаемыми, например глиной и иметь выпуклость вверх в виде линзы где и собирается нефтепродукт за миллионы лет. Соответственно этот продуктивный пласт также в определенной степени герметичен, особенно учитывая на каких глубинах они находятся. Гидроразрыв делает трещины протяженость до сотен метров и с большой глубины трещины не дойдут до поверхности.
    Извиняюсь за длинные разъяснения, обьяснил как можно проще, на самом деле все гораздо сложнее. Таким образом, прочитав в вашей статье что наблюдались случаи отравления людей, ухудшения общей экологии я предположил что сланец залегает не так глубоко и, возможно, происходит частичное попадание содержимого продуктивного пласта например в соседни близкие скважины для добычи воды для питья, водоемы и воздух. Ведь кроме нужного газа там могут быть ядовитые вещества например сероводород, сера, соли тяжелых металлов итп. Собственно вот чему был посвящен мой коммент, так как я не располагаю данными о глубинах залегания сланцевого газа.

    Оценка статьи: 5

    • Игорь Вадимов Игорь Вадимов Грандмастер 22 ноября 2014 в 08:47 отредактирован 22 ноября 2014 в 08:49

      Василий Пупищев, Вы подняли интереснейшую проблему.
      Гидроразрыв пласта на газовых скважинах в России начали практиковать во времена Ходорковского (если не помните, были такие времена беспредела в России, когда страной правила кучка воров, эти времена начались в конце 80х, полного абсолюта достигли в 92, к концу 90х воры, пришедшие к власти украли уже практически все, до чего можно было легко дотянуться и по этой причине они решили несколько дистанцироваться от власти - 31го декабря 1999 ("я устал, я ухожу - и не уговаривайте..."(с)), но и до сих пор в правительстве России такие ходорки (только не слишком наглые, с признаками ума) продолжают воровство).
      В Википедии есть очень интересная статья о том, как Ходорковский внедрял этот прогрессивный западный метод на сибирских газовых промыслах. Написано там и о том, что ныне каждая скважина Газпрома начинает свою эксплуатацию с процедуры гидроразрыва... И ссылочки даются. А в ссылочках говорится о временах позднего Ходорковского, говорится о "колониальном способе добычи газа", мол травятся при этом недра земли, мол ядовитая жидкость, применяемая при гидроразрыве создает трещины - и по этим же трещинам уходят яды и прочее - в водоносные горизонты, отравляя воду...
      Не говорится при этом о том, что в газовых скважинах (времен позднего ходорка) гидроразрыв делался до начала откачки газа, 1 раз, а при добыче сланцевого газа гидроразрыв делается несколько раз, до того, как газ из скважины окончательно иссякнет - через год-два после начала эксплуатации.
      Из соображений демократичности в Википедии не могли умолчать про движение в Америке против добычи сланцевого газа. У них там, в десятках километров от скважин вода становится непитьевой, с содержанием толуола, фракций нефти. Людям привозят воду за десятки километров. А природа - просто гибнет.
      Так что про "герметичность-негерметичность" мы с Вами просто о разном говорим. Вы - о том, что труба хорошо загерметизирована. А я о том, что при гидроразрыве появляются трещины (для них его и делают) - а какие они, сколько их, какой они длины и куда идут - об этом люди не знают и могут только надеяться, что "хороших трещин" будет много, а "плохих" не будет вовсе... Или вовсе об этом не думать - сделан гидроразрыв, дебит скважины увеличился, выпили привозной воды и поехали дальше. Как будут жить местные жители, что станется с природой - не их проблема.

      Оценка статьи: 3

  • Хорошая статья. Я немного в теме и потому было бы интересно узнать почему портится экология при разработке сланцевого газа? Известно что рядом с обыкновенными скважинами после их освоения и обвязки трубами такого не может произойти, так как эти трубы и все оборудование герметично и выдерживает давление порядка сотни атмосфер и больше. Утечка при использовании исправного оборудования практически исключена. Я думаю что дело в глубине добываемого газа, у нас он добывается с глубин порядка 1-2 км по вертикали. Возможно сланцевый газ добывают в породах близких к поверхности(?) и происходят утечки, так как при ГРП на породы производитя воздействие в несколько сотен атмосфер.

    Оценка статьи: 5

    • Э-э-э-э... Вы уверены, что Вы - в теме?
      Ведь для получения сланцевого газа раз в несколько месяцев производят т.н."гидроразрыв" - в скважину под большим давлением закачивают специальные токсичные химикаты под большим давлением для обеспечения необходимого уровня трещиноватости сланцев.
      И скважины для сланцевого газа отличаются от скважин для добычи "газа-просто", они вначале идут вертикально, а потом - горизонтально, по слою сланцев.
      О какой тут герметичности может идти речь?

      Оценка статьи: 3

  • Комментарий скрыт