Разница между сланцевым и природным газом

Сланцевый газ. Каковы плюсы и минусы его использования?

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.

Как добывают сланцевый газ

Разница между сланцевым и природным газом

Многие люди ошибочно считают, что сланцевый газ является чуть ли не отдельным энергоносителем, но приставку «сланцевый» он получил лишь потому, что залегает в сланцевом слое осадочной породы, а по своему составу отличается от природного газа повышенным содержанием метана, углекислого газа, аммиака и сероводорода. Как же все-таки добывается этот источник топлива и чем технология его добычи отличается от традиционного газа?

Главное отличие — особенности его залегания. Традиционный газ добывается из пористых коллекторов, глубина залегания которых колеблется от 700 до 4000 метров. Из-за большого количества пор коллекторы имеют высокую проницаемость (около 25%) и голубое топливо легко выкачивать после того, как скважина будет пробурена.

Сланцевый газ в свою очередь залегает на глубине от 2500 до 5000 метров в породах с низкой пористостью (3–4%), поэтому его разведка обходится гораздо дороже, а технология добычи намного сложнее.

Краткий экскурс в историю

Впервые добывать газ из сланцевого слоя осадочной породы начали почти 200 лет назад. Это произошло в США в 1821 году.

Этот вид топлива использовался и в СССР: после окончания Великой Отечественной Войны он добывался в Эстонии и поставлялся по газопроводу в Ленинград.

Но вскоре советские власти, как и правительства многих других стран мира, поняли, что добыча и транспортировка сланцевого газа обходится значительно дороже традиционного природного, поэтому разработка месторождений была остановлена.

Вторую жизнь идея добычи сланцевого газа обрела в начале двухтысячных годов, когда стали активно применяться технологии горизонтального бурения и многостадийного гидроразрыва пласта, которые позволили значительно увеличить объемы добычи, снизив ее себестоимость.

Технология разведки

Поиск месторождений сланцевого газа требует гораздо больших затрат по сравнению с разработкой традиционного голубого топлива, а технология разведки пока далека от совершенства. Из-за большой глубины залегания многие традиционные методы исследования оказываются неэффективны.

Если смотреть упрощенно, разведка сланцевого газа происходит следующим образом:

в предполагаемом районе его залегания бурится скважина, в которой производится гидроразрыв;
полученный газ анализируется, и на основании результатов анализа определяются оборудование и технология, которые необходимо будет применять для его добычи ;
продуктивность скважин определяется опытным путем, а не при помощи точных гидродинамических исследований, как при добыче обычного природного газа.

Оценка рентабельности добычи сланцевого газа

Показатели рентабельности скважин зависят от многих факторов, не только от уровня цен на природный газ. Главной из них является возможность одновременной добычи газа и нефти из низкопрофильных коллекторов (ее еще называют сланцевой нефтью ).

По оценке авторитетного консалтингового агентства CERA , добыча такого газа в США останется рентабельной, если цены на традиционный газ Henry Hub останутся в пределах 108 долларов за тысячу кубометров.

А по прогнозам Международного энергетического агентства американским газовым компаниям имеет смысл продолжать добычу, если стоимость газа будет составлять 178,6 долларов за тысячу кубометров.

Если же одновременно со сланцевым газом добывается и нефть (хотя бы 25% от общего уровня добычи), скважина остается рентабельной и при цене газа в 126 долларов за тысячу кубометров.

Мировая статистика запасов

Прогнозируемые запасы сланцевого газа составляют 760 триллионов кубометров, доказанные, по данным американского агентства EIA , — 187,5 триллионов кубометров. Для сравнения, мировые запасы газа, по мнению самого читаемого журнала в мире по нефтегазовой тематике Oil & Gas Journal , составляют чуть более 36 триллионов баррелей.

Крупнейшими месторождениями сланцевого газа обладают КРН — 19,3 % от мировых запасов, США — 13%, Аргентина — 11,7%, Мексика — 10,3%, ЮАР — 7,3%, Австралия — 6%, Канада — 5,9%.

Эти оценки с течением времени могут кардинально измениться, ведь, как уже упоминалось, разведка запасов сланцевого газа только начинает развиваться и пока продуктивность скважин определяется только опытным путем.

Сейсмическое моделирование

Для построения геологических моделей резервуаров газа применяется технология сейсмического моделирования, которая позволяет сделать процесс бурения максимально эффективным. Еще одной целью сейсмического моделирования является прогноз сейсмической активности после проведения гидроразрыва пласта. Ведь фактически он представляет собой искусственно вызванное микроземлетрясение.

Бурение и прокладка труб

Особенностью добычи сланцевого газа является технология горизонтального бурения.

Ее суть заключается в том, что после того, как была пробурена одна вертикальная скважина до глубины залежей сланцевого газа, бур начинает идти горизонтально.

Однако существует множество нюансов, которые необходимо соблюдать при бурении, например, необходимо следить, чтобы уровень наклона бура соответствовал углу наклона сланцевого пласта и т. д.

Добывающие компании вынуждены применять такую технологию, так как газ залегает на значительной глубине в изолированных карманах в очень небольших объемах.

Срок эксплуатации скважин невелик — от 5 до 12 лет. Для справки, срок эксплуатации скважины природного газа — от 30 до 50 лет.

На крупнейшем разрабатываемом месторождении СГ в мире — BarnettShale — количество скважин уже превысило 17 тысяч.

Горизонтальная длина скважины может достигать 12 километров (этот рекорд был установлен при бурении на Сахалине ).

В пробуренную скважину устанавливаются стальные трубы в несколько слоев. В пространство между ними и почвой заливается цемент, чтобы изолировать газ и жидкости для гидроразрыва пласта от пластов почвы, в которых содержится вода.

Гидроразрыв

Поскольку сланцевый газ залегает в породе, имеющей низкую пористость, извлекать его традиционными методами невозможно. Именно поэтому для добычи сланцевого газа активно применяется технология гидравлического разрыва пласта (фрекинга).

По трубам к залежам газа закачивается вода, химические реагенты (ингибаторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды и множество других химических элементов, общее число которых может доходить до 90 наименований ) и специальные гранулы диаметром 0,5–1,5 миллиметра, которые могут состоять из керамики, стали, пластика или песчинок. Вся эта смесь создает химическую реакцию, которая и приводит к гидроразрыву. В результате в породе, которая содержит газ, образуется множество мелких трещин, в которых застревают гранулы, чтобы трещины уже не могли сойтись.

Затем вода откачивается назад (она фильтруется и повторно используется для нового ГРП), а сланцевый газ, благодаря перепаду давления, выкачивается через трубы на поверхность.

Жидкости для гидроразрыва

Основой жидкости для гидроразрыва является вода (98,5% от общего объема). Порядка 1% состава — «расклинивающий» трещины элемент (обычно им является песок). Оставшиеся 0,5% — химические соединения, воздействующие на водопроницаемость породы. Без них гидроразрыв просто невозможен.

В течение последних лет велось много споров о вреде для экологии жидкостей для ГРП. Поднятая шумиха привела к тому, что многие европейские страны (Франция, Болгария, Италия ) запретили проводить на своей территории гидроразрывы, а в США законодатели вынудили компании, занимающиеся добычей сланцевого газа, публиковать информацию о составе жидкостей для ГРП.

Но технология гидроразрыва, а соответственно и жидкости для них, используются и при добыче обычного природного газа. Например, ее активно применяет компания «Роснефть» , производившая две тысячи гидроразрывов в год еще несколько лет назад.

Транспортировка и очистка

Доставлять сланцевый газ обычными способами до конечных потребителей невозможно, так как стандартные газопроводы рассчитаны на давление в 75 атмосфер. В сланцевом газе этот показатель гораздо ниже из-за повышенного содержания аммиака, сероводорода, азота и углекислого газа и при прокачке его через газопроводы для природного газа может произойти взрыв.

Существует два решения проблемы транспортировки: cтроить заводы по очистке, что позволит сделать состав сланцевого газа приближенным к природному и затем доставлять его по уже существующим газопроводам, или создавать отдельную инфраструктуру для транспортировки сланцевого газа.

Первый вариант требует значительных расходов и делает добычу сланцевого газа просто нерентабельной. А вот второй способ все более активно используется странами, добывающими сланцевое топливо. Причем все они предпочитает доставлять газ на небольшие расстояния потребителям, которые находятся недалеко от месторождения, что делает транспортировку сланцевого газа максимально дешевой.

Именно так поступают в США, где добытый газ транспортируется пока только по коротким локальным газопроводам низкого давления или закачивается в баллоны. Такой же политики придерживается и Китай, начавший строительство первого сланцевого газопровода в провинцию Юньнань, длина которого составляет всего 93 километра.

Что касается транспортировки сланцевого газа на дальние расстояния, то при отсутствии разветвленной сети газопроводов наиболее перспективным способом на данный момент является его преобразование в специальных терминалах в сжиженный газ и отправка покупателям при помощи танкеров. По прибытии в пункт назначения продукт перекачивается в резервуары для хранения, а затем преобразуется обратно в газообразное состояние и доставляется по газопроводам конечным потребителям. В настоящий момент строительством подобных терминалов активно занимаются в США. Первый объект, через который будет производится экспорт топлива в страны Юго-Восточной Азии, планируется ввести в эксплуатацию уже в конце 2015 года. Ожидается, что все построенные к 2020 году терминалы позволят экспортировать 118 миллиардов кубометров сланцевого газа.

Главное ноу-хау современной добычи

Экологический вред от гидроразрыва можно свести к минимуму при помощи применения технологии пропанового фрекинга.

От обычного гидроразрыва она отличается тем, что вместо воды и химикатов к местам залежей сланцевого газа закачивается пропан, который, в отличие от традиционных жидкостей для ГРП, не оседает в почве после гидроразрыва, а полностью испаряется, поэтому загрязнять землю или воду он никак не может.

Эта технология серьезно изменила отношение многих европейских стран, заботящихся о своей экологии, к проведению гидроразрывов. Британские власти уже сняли запрет на ГРП , другие страны ЕС только рассматривают эту возможность.

Правда, у пропанового фрекинга есть и существенный минус, перечеркивающий всю его хваленую экологичность. Применение этого метода обходится в полтора раза дороже обычного гидроразрыва. Поэтому использовать подобную технологию можно только на месторождениях, имеющих высокую рентабельность.

Александр Якунин, пронедра.ру

Чем отличается добыча сланцевого и природного газа – UkrNews24.net

Разница между сланцевым и природным газом

В 2002-2004 годах в абсолютно новую отрасль – добычу сланцевого газа – начинают вкладывать деньги. Не только в бурение и разработку месторождений, но и в пиар. Сланцевый газ стал брендом; чем менее понятным и более «научным» выглядит бренд, тем легче его продать.

Сланцевый бренд получился сильным. Он нагружен сложной технической и наукоподобной информацией, ассоциируется с большими деньгами, связан с мировой политикой (рост экономики США, удар по Катару и России). Как и любой раскрученный бренд, он начал жить собственной жизнью. Против него начинают выступать нонконформисты, экологи и просто оригиналы: модно.

Исторически сложилось, что в кампании продвижения сланцевого бренда активно использовалась технологическая терминология.

Этими терминами, и кроющимися под ними технологическими особенностями теперь начинают оперировать неспециалисты. Отсюда путаница в терминах, демонизация процесса.

Термин «гидроразрыв пласта» (ГРП) и прочие виды наклонного бурения вызывают у неспециалистов, к примеру, филологов или экологов, бессознательный страх.

Добыча сланцевого газа – рутинный процесс, который во многом схож с добычей классического природного газа. Бурится стандартная скважина, на определенной глубине ее направляют под углом к вертикали (в этом тоже нет ничего нового), проводится «сакральный» гидроразрыв пласта, который еще 40 лет назад делали в СССР.

А в Белоруссии, например, проводят несколько десятков гидроразрывов в год. Разница между добычей сланцевого газа и обычного только в том, что в сланце содержание газа в разы ниже, чем в породах, из которых состоит классическое газовое месторождение.

Термин «сланец», кстати, тоже весьма условное обозначение – в Украине это, скорее всего, будет не «сланец», а «плотный песчаник».

Различия в добыче классического и сланцевого газа

Классический природный газСланцевый газ

Вертикальный ствол скважины	Есть	Есть
Горизонтальный участок	Редко	Всегда
Гидроразрыв пласта	Редко. В качестве одного из методов интенсификации добычи	Всегда
Возможность консервации скважины	Есть	Нет
Удельная стоимость скважины ($ за 1 погонный метр)	1500	3300
Качество газа	Близкий к ГОСТ. Возможно поставлять в единую систему после незначительной подготовки	Требует значительной переработки и подготовки
Производственная себестоимость добычи (без налогов, рентных платежей и инвестиций), $ за 1 тыс. куб. м	30-60	100-150
Средние глубины бурения	От 700 до 4000	От 2500 до 5000
Количество скважин на месторождении	От трех до нескольких десятков	От 100 до нескольких тысяч
Динамика добычи газа из скважины	Равномерная первые 2-3 года с плавным затуханием в течение 5-10 лет	80-90% добычи газа в первый год после ГРП с последующим резким сокращением

Добыча газа из «классических» месторождений дешевле, проще, качество газа лучше, себестоимость добычи и переработки ниже, он удобен для продажи – возможно кратковременное сокращение добычи, вплоть до остановки.

Зачем разрабатывать сланцевые месторождения, располагая классическими газовыми? Крупные классические газовые месторождения истощены, а потребность в газе растет – добывающим компаниям приходится заниматься проектами с более низкой рентабельностью. Но даже несмотря на сравнительно высокую себестоимость добычи газа из сланцев, разработка месторождений в Европе – привлекательный для инвестиций бизнес.

В Украине при стоимости газа почти в $500 за 1 тыс. куб. м с НДС и рентными платежами – при себестоимости добычи даже в $200 за 1 тыс. куб. м запаса рентабельности хватит для привлечения денег в отрасль.

Три сценария развития

Смогут ли сланцевые проекты помочь Украине – поднять энергонезависимость, нарастить поступления в бюджет, ускорить развитие промышленности, создать рабочие места?

Польский опыт показывает: сланцевый газ есть не везде. До прошлого года бытовало мнение, что в Польше огромные запасы сланцевого газа. Польша готовилась превратиться из импортера газа в экспортера.

В стране было выдано 68 лицензий на поиск сланца, пробурено 40 скважин, сделано четыре гидроразрыва пласта, инвестиции в разведку достигли около $400 млн. Из 40 пробуренных скважин только одна дала незначительный дебит.

В июне 2012 года ExxonMobil отказалась от планов добычи сланцевого газа в Польше, признав проекты нерентабельными. Chevron страдает от войны польской общественности с гидроразрывами.

Двадцать первый век начался Сланцевым Бумом.

Разница между сланцевым и природным газом

В современных СМИ и общественных дискуссиях сланцевый газ часто противопоставляется природному. В чем особенности обоих типов полезных ископаемых?

статьи

Сланцевый газ — это, так или иначе, природный газ, но добывается он особым способом — посредством извлечения из газоносных осадочных пород. Которые в земных недрах представлены главным образом горючими сланцами. По химическому составу является, как правило, метаном.

Сланцевый газ начал активно добываться сравнительно недавно — в 2000-х годах. Наибольших масштабов его извлечение достигло в США, которые стали мировым лидером по производству данного вида топлива.

Однако себестоимость его добычи в большинстве случаев ощутимо выше, чем та, что характеризует извлечение из недр «обычного» природного газа.

Как считают многие современные эксперты, наибольший процент извлекаемых запасов соответствующей разновидности «голубого топлива» находится как раз таки в Северной Америке. Этим и может быть обусловлен тот факт, что мировым лидером в добыче сланцевого газа стали США.

Сланцевый газ залегает на рассредоточенных месторождениях с относительно небольшими запасами — порядка 0,5-3 млрд куб. м/кв. км.

Наиболее распространенные технологии добычи сланцевого газа — гидроразрыв пласта (считающийся крайне неэкологичным), иногда используется пропановый фрекинг (который может значительно увеличивать себестоимость добычи «голубого топлива» в соответствующей разновидности).

При добыче сланцевого газа в структуре скважин в большинстве случаев присутствуют горизонтальные участки. Консервация объектов газодобычи, как правило, осложнена. Общее количество скважин на месторождении сланцевого газа — порядка нескольких сотен. Ресурс одной скважины — около 1-2 лет.

Сланцевый газ во многих случаях требует последующей обработки в целях приведения к установленным промышленным и потребительским стандартам.

Факты об «обычном» природном газе

Традиционный природный газ — тот, что извлекается из особых газовых залежей либо отдельных участков нефтяных месторождений, так называемых газовых «шапок», иногда — из газогидратов. Как и сланцевая разновидность «голубого топлива», представлен в основном метаном, иногда — этаном, пропаном либо бутаном.

Традиционный природный газ залегает на глубине 1 км и более. Для того чтобы извлечь его, газодобывающие компании используют главным образом вертикальные скважины. Поступление природного газа на поверхность земли осуществляется за счет давления в пластах, в которых он залегает. Ресурс одной скважины в месторождениях соответствующей разновидности топлива — порядка 5-10 лет.

Наличие горизонтальных участков нехарактерно для структуры скважин, которые пробуриваются на месторождениях традиционного природного газа. Метод гидроразрыва пластов при добыче соответствующего вида топлива применяется редко. Общее количество скважин на одном месторождении традиционного газа обычно не превышает нескольких десятков.

Рассматриваемый вид «голубого топлива» требует, как правило, минимальной переработки в целях приведения к потребительским и промышленным стандартам.

Сравнение

Главное отличие сланцевого газа от природного — в специфике месторождений. «Голубое топливо» первого типа залегает в осадочных породах.

Традиционный природный газ, в свою очередь, добывается из особых газоносных залежей, отдельных участков нефтяных месторождений, а также газогидратов.

Данный фактор предопределяет прочие различия между рассматриваемыми разновидностями топлива. Такие как, в частности:

технология добычи;
ресурс скважины;
качество добытого газа;
себестоимость.

Изучив то, в чем разница между сланцевым и природным газом прослеживается принципиально, зафиксируем выводы в небольшой таблице.

Таблица

Сланцевый газ	Природный газ
Что между ними общего?
Сланцевый газ — разновидность природного
Оба вида «голубого топлива» представлены главным образом метаном
В чем разница между ними?
Добывается из осадочных пород	Добывается из газоносных залежей, газовых «шапок» нефтяных месторождений, газогидратов
Добыча предполагает бурение скважин с горизонтальными участками с применением гидроразрыва пласта (реже — пропанового фрекинга)	Добыча по наиболее распространенной схеме предполагает бурение вертикальных скважин без гидроразрыва пласта
Добыча чаще всего предполагает бурение нескольких сотен скважин на одном месторождении	Добыча предполагает бурение, как правило, нескольких десятков скважин на одном месторождении
Ресурс одной скважины — 1-2 года	Ресурс одной скважины — 5-10 лет
Как правило, требует достаточно глубокой обработки после извлечения в целях приведения к потребительским стандартам	Обычно требует минимальной обработки после извлечения
Характеризуется относительно высокой себестоимостью добычи	Характеризуется относительно невысокой себестоимостью добычи

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Разница между сланцевым и природным газом

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

Краткая характеристика сланцевого газа

Физические свойства сланцевого газа

История добычи сланцевого газа

Технология добычи сланцевого газа

Преимущества добычи и использования сланцевого газа

Проблемы добычи сланцевого газа

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

Краткая характеристика сланцевого газа:

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

В основе механизма образования сланцевого газа лежат анаэробные химические процессы. Многочисленные органические вещества разлагаются в толще земельных пластов без участия кислорода, что приводит к образованию множества других веществ.

Сосредоточения ископаемого обычно расположены в глинистых сланцах. Последние представляют собой вид глины, видоизмененный метаморфическими природными процессами, протекающими в глубинах земли. Пласты, оказавшись под действием высоких температур и давления, утрачивают свойственную им пластичность, истончаются, обретают хрупкость.

Они покрываются трещинами, при этом их проницаемость уменьшается до самых низких показателей. Газовый сланец обладает высокой горючестью, т.е. способен самостоятельно воспламеняться и гореть длительное время, чем и отличается от обычного глинистого.

Это свойство он приобретает благодаря содержанию в нем керогена – полимерного органического вещества, схожему по своему молекулярному составу с углем.

Именно концентрация керогена в сланцевом газе считается основным параметром его эффективности. Последних насчитывают три:

– III тип – наиболее термически зрелый, практически «сухой газ»;
– II тип – средне термически зрелый, который при горении выделяет примеси в виде влажного конденсата;
– I тип – наименее зрелый сланец, включающий нефтеносные сланцы, считающихся одними из ее разновидностей.

Изучая месторождения сланцевого газа, геологи, в первую очередь, оценивают толщину глинистого пласта, т.к. чем она больше, тем выше в нем концентрация природного ископаемого. Так, наиболее выгодной разработке, с экономической точки зрения, подлежат толстые пласты III типа.

Основу сланцевого газа обычно составляет водород (Н2) от 25 до 40% и метан (СН4) от 14 до 17%, но это не единственные газы в его составе. В разных количествах он включает:

– оксид углерода (угарный газ, СО) – 10-20%;
– углекислый газ (СО2) – 10-20%;
– этилен (С2Н4) и другие углеводороды – 4-5%;
– азот (N2) – 22-25%;
– кислород (О2) – содержание не превышает 1%.

Согласно данным экономических отчетов, общие запасы сланцевого газа в мире составляют около 456 триллионов кубических метров. На территории России объемы этого природного ископаемого, согласно экспертной оценке специалистов, насчитывают 83,7 миллиардов кубических метров.

Физические свойства сланцевого газа:

Наименование параметра:	Значение:
Плотность, кг/м3 (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм. )	от 0,7 до 0,9
Агрегатное состояние	газ
Внешние признаки	без цвета, запаха и вкуса
Удельная теплота сгорания, МДж/м³	12,6-14,3

Первым месторождением сланцевого газа, разработанным и освоенным в коммерческих целях, стала пробуренная под руководством Вильяма Харта в 1821 году скважина на территории США. Однако полномасштабная добыча началась лишь в 80-х годах XX века, когда на территории штата Техас стали появляться вертикальные скважины небольших размеров, из которых добывали сланец каменноугольного возраста с тем, чтобы позже получить из них газ.

Подобные технологии были весьма затратные и приносили малую прибыль, т.к.

для получения газа требовалось пробурить множество неглубоких скважин методом гидравлического разрыва пластов – в газовую горную породу приходилось подавать воду под высоким давлением, чтобы образовалась необходимая трещина, из которой впоследствии откачивался газ.

С годами технологии совершенствовались, что повышало себестоимость добытых природных ресурсов, и, начиная с 2002 года, стало приносить хорошую прибыль. Эту дату считают отправной точкой новой технологической стадии в добыче газовых ресурсов, т.к.

новейшие разработки позволили бурить глубокие скважины с гидроразрывом на нескольких стадиях одновременно, а вместо воды закачивать проппанты. Проппанты – гранулообразный материал – дал возможность закреплять полученные трещины, не позволяя им смыкаться под давлением пластов земной коры.

Активная добыча сланцевых месторождений привела к так называемой «газовой революции» (“сланцевой революции“), благодаря которой Соединенные Штаты Америки были признаны самым крупным добытчиком и поставщиком всех видов голубого топлива. Так, только в 2009 году объем добытого газа составил более 745 миллиардов кубических метров, из которых больше 40% составляли новые виды природных ископаемых – непосредственно сланцевый газ и метан, добытый в угольных месторождениях.

Хотя США и стали «отцами добычи» сланцевого газа, уже через несколько десятков лет подобные разработки стали проводиться в других странах. Сегодня добыча из имеющихся месторождений ведется на всех континентах.

Как и природный газ, жизнь без которого сегодня не представляют жители цивилизованных стран, сланцевые месторождения порождены недрами нашей планеты.

Технологии, применяемые для его добычи сегодня, значительно отличаются от используемых почти 200 лет назад: вместо одной неглубокой горизонтальной скважины сейчас получают одну достаточно длинную, имеющую несколько горизонтальны ответвлений, часто достигающих 2-3 тысяч метров.

В полученную бурением шахту закачивают «гремучую смесь»: массу из воды, песка и различных соединений, которые в результате сложных химических реакций провоцируют мощный гидравлический удар. Последний сокрушает и разваливает стены коллекторов, хранящих природные ископаемые, что позволяет откачать топливо для дальнейшего использования.

Разработка горизонтальных ветвей осуществляется при помощи современных технологических достижений, основное из которых – методика сейсмического моделирования 3D GEO, объединяющая в себе всесторонние геологические исследования, компьютерный анализ и обработку данных, благодаря чему есть возможность получить как компьютерную карту месторождения, подлежащего разработке, так и вид образовавшейся скважины.

Одним из основных параметров, который специалисты обязаны тщательно просчитать перед началом разработки горизонтальной ветви, считается определение верного угла бурения – он должен точно соответствовать углу наклона самого сланцевого пласта.

Второй параметр – расположение горизонтальной шахты: ее прохождение должно быть четко посередине, с равным и достаточным отступом от границ сланцевого пласта. Несоблюдение данных правил станет причиной утечки метана в щели и трещины, имеющиеся во всех слоях земной коры, т.е.

потерю природного ископаемого.

Кроме сланцевых пластов, большие объемы сланцевого газа сосредоточены в газовых коллекторах. Эти «природные хранилища» тоже имеют свои особенности, и их необходимо учитывать при добыче. Так, концентрация возможна в:

пористых слоях сланцевых пластов, по структуре схожих с плотным песком;
небольших коллекторах, расположенных вблизи источников органических веществ (как в случае с метаном, содержащемся в пластах каменного угля);
естественных изломах земной коры.

Газ – «подвижное» ископаемое, чье движение подчиняется законам физики, поэтому он легко перемещается из одного пласта в другой, если давление в первом увеличивается. Эту особенность тоже стоит учитывать при разработке месторождений, т.к. для полноценной добычи потребуется создать зону с переменным давлением.

Уровень сегодняшнего технического прогресса позволяет получать глубокие скважины как с несколькими горизонтальными ответвлениями – мультиотводами на одном уровне, так и ступенчатые отводы, протяженность которых ограничивается 2 километрами.

Сланцевый газ – редкое ископаемое, запасы его в одном природном хранилище незначительные, в среднем, это 0,2 – 3,2 млрд м3/км2. Поэтому для коммерческой разработки, обусловленной получением прибыли, бурение ведется на значительных по площади территориях.

Преимущества добычи и использования сланцевого газа:

Газодобыча – одна из важных отраслей экономики любой цивилизованной страны. В добыче сланцевой разновидности голубого топлива имеется ряд преимуществ:

его разработка допускается в районах с большим количеством населения;
газ добывается достаточно быстро, при этом потери, обусловленные парниковым эффектом, практически отсутствуют;
газодобыча позволяет создать новые рабочие места с высоким уровнем заработной платы.

Сланцевый газ – альтернативный тип топлива, позволяющий получить тепловую энергию в обход центральных магистралей. Это дает возможность обеспечить топливом самые отдаленные районы страны, не подключая их к центральным газопроводам, что экономит время на подачу ресурса и бюджетные средства.

Проблемы добычи сланцевого газа:

Несмотря на явные плюсы для экономики и страны в целом, вокруг добычи сланцевого ископаемого ведутся серьезные споры. Это обусловлено рядом проблем, возникающих при разработке месторождений и использовании самого топлива.

Методика гидроудара, применяемая при бурении скважин, весьма затратная, т.к. включает использование крупных запасов водных ресурсов. Чем дальше они располагаются от залежей ископаемого, тем больше средств требуется потрать на их поставку к месту разработки.

Кроме воды (в среднем, около 7500 тонн), смесь для разрыва включает песок и вредные химические вещества, которые после удара скапливаются на близлежащих с местом добычи территориях. Это является серьезным ущербом по экологии района, т.к.

утилизировать жидкость с использованием всех норм и требований достаточно затратно, и данное правило газодобывающими компаниями обычно игнорируется.

Объем залежей сланцевого газа, по сравнению с природным, невелик, поэтому максимальный срок их разработки ограничивается 10-15 годами. Как результат – более частое бурение скважин, что отражается и на финансовых затратах, и на экологии территории, где происходит добыча.

Ни одна газодобывающая компания, проводящая разработку сланцевых месторождений, не афиширует состав смеси для гидравлического удара, скрывая данные о химических составляющих, входящих в ее основу.

Однако есть данные, что это большое количество токсинов и отравляющих компонентов, число которых может превышать восемь десятков.

Оценить, какой урон экологии наносит подобная мера, может каждый, особенно если учесть, что только для одного взрыва требуется от 80 до 300 тонн таких составляющих.

Нарушение методики разработки способно привести к потере метана (его самостоятельному перекачиванию в другие слои земной коры), что усиливает парниковый эффект, также нарушающий экологический баланс.

Затраты на разработку сланцевых месторождений значительно превышают стоимость откачки природного голубого топлива, поэтому экономически выгодно его добывать только при условии, что спрос на альтернативное топливо и его конечная цена велики.

Однако самый существенный недостаток – это серьезный вред как здоровью людей, так и всей окружающей среде, о чем неустанно говорят экологи. Яркий пример – штат Пенсильвания (США), где пробы земли, воды и воздуха возле сланцевого бассейна свидетельствуют не просто об экологическом дисбалансе, а носят характер настоящей экокатастрофы.

Разрушение природы, как и использование огромных объемов воды для гидравлического удара – основные проблемы в регионах добычи сланцевого газа.

Хотя газодобывающие компании оправдывают свои действия тем, что разрывы пластов выполняются значительно ниже уровней, где проходят грунтовые воды, не отметить тот факт, что последние страдают от сильнейшего загрязнения химикатами, невозможно.

Так, в некоторых водоемах уровень химических веществ настолько велик, что жидкость можно легко поджечь. Вместе с водой страдает и почва, на которой произрастают растения, плоды которых позже употребляются в пищу людьми и животными, и воздух, необходимый для дыхания всем живым существам планеты.

Некоторые месторождения отличаются и высоким радиационным фонон.

Это связано с тем, что после гидроразрыва радиоактивные вещества, вместе с другими токсинами, проникают во все слои почвы и грунтовых вод, и неизменно выходят на поверхность земной коры, в воздух.

Такая особенность присуща месторождениям, относящимся к мезозойской и палеозойской эрам, и, как это не прискорбно, именно они являются наиболее выгодными с экономической точки зрения.

– биодизель,

– биотопливо,

– газойль,

– горючие сланцы,

– лигроин,

– мазут,

– нефть,

– попутный нефтяной газ,

– природный газ,

– свалочный газ,

– сланцевая нефть,

– сланцевый газ,

– синтез-газ.

карта сайта

добыча запасы залежи проблемы последствия технология добычи месторождения карта новости сланцевого газа
как где добывают сланцевый газ и нефть сша америка в европе россии на украине донбассе 2018 в китае в мире википедия цена разработка видео вред опасен состав реферат перспективы
донецкий сланцевый газ и природный газ отличие