Содержание
Раздел 1. Сценарий развития добычи сланцевой нефти.
Сланцевая нефть - полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к черного золота). Из одной тонны обогащенного черным золотом сланца при помощи новейших технологий можно добыть только 0,5-1,25 барреля черного золота . Кроме того, горно-проходческий метод добычи наносит большой вред природе.
Сценарий развития добычи сланцевой нефти
США достигли больших успехов в освоении технологий добычи сланцевого газа. В связи с этим возникли разговоры о возможном переделе мирового рынка газа. Если и нефтяники совершат подобный прорыв, то это повлечет еще большие изменения. Однако эксперты успокаивают: резких перемен на рынке черного золота и газа в ближайшие годы ожидать не стоит.
Сейчас ученые разных стран решают технологические задачи, возникшие при начале добычи сланцевых газа и черного золота. В том числе, идет поиск возможности сократить затрата воды при добыче методом гидроразрывов пластов. Ожидается также снижение исходной стоимости добычи.
Внедрение новых технологий (разработок) в добыче земляного масла и газовой отрасли одновременно с экономией энергии в сфере потребления в скором времени радикально изменят мировой энергетический рынок , подчеркивается в ежегодном докладе Международного энергетического агентства. Соединенные штаты выйдут на 1-е место в мире по уровню добычи нефти, потоки ближневосточной черного золота направятся в основном в азиатские страны , а Россия опустится на 3-ю позицию в мире по объему добычи земляного масла после США и Саудовской Аравии.
Базовый вариант прогноза Международного энергетического агентства (МЭА) предполагает быстрый - на одну треть - рост спроса на традиционные , в частности, ближайшие два десятилетия. Альтернативные источники энергии в течение этого периода не смогут занять существенную долю в глобальном энергетическом балансе. Причем 60% увеличения мирового спроса обеспечат , и .
За последний год американцам удалось значительно увеличить добычу сланцевого газа , поэтому некоторые эксперты заговорили о «сланцевой революции», когда люди научатся добывать не только сланцевый газ , но и сланцевую нефть. Это повлечет серьезные изменения в всемирной экономике, ведь в этом случае странам уже не нужна будет альтернативная энергия и .
По данным журнала «Однако», добыча одного барреля сланцевой нефти в штате Техас стоит всего 15 долларов, а в последующие годы упадет примерно в 2 раза. В Саудовской Аравии сланцевая нефть стоит 7 долларов , а в Российской Федерации - примерно 20 долларов . Более того, залежи сланцевых углеводородов распределены по территории нашей планеты равномерно, поэтому доступны в каждой стране.
Откуда журнал получил такие данные - неизвестно, ведь на самом деле мало кто располагает достоверной информацией о реальной стоимости сланцевой нефти.
Более правдоподобной кажется Г.Бирга. Он утверждает, что сланцевая нефть сейчас стоит не 15 долларов, а 70-90, что намного больше стоимости добычи обычной черного золота. по черного золота и газу банка Москвы Д.Борисов стоимость черного золота высчитывает по затратам добычи крови земли в Гвинейском или Мексиканском заливах. Сейчас они составляют примерно 80 долларов за , что соответствует текущей стоимости черного золота.
По всей видимости, утверждение «Однако» о равномерном распределении углеводородов тоже не имеет под собой никаких оснований. Г.Бирг отметил, что сланцевая нефть есть далеко не во всех странах. 70% запасов такой черного золота находится в США , а 7% (второе место) - в Российской Федерации . Наиболее крупные залежи сланцевой нефти в нашей стране находятся в Баженовской свите (Западная Сибирь).
Кстати, отраслевые эксперты неоднозначно относятся к термину «сланцевая нефть». «Обычно говорят о тяжелой битумной черного золота или нефтяных песках», - пояснил Д.Борисов.
По словам Г.Бирга, мировые запасы такой черного золота превышают 3 триллиона баррелей , а запасы обычной черного золота составляют 1,3 триллиона баррелей. Кроме того, многие эксперты имеют основания надеяться на технологический прогресс в данной сфере.
Самую большую надежду дает прорыв американцев в области добычи сланцевого газа, однако подобного процесса на рынке черного золота пока не наблюдается. Дело в том, что пока не появились новые альтернативные технологии добычи, а все существующие способы добычи в несколько раз дороже традиционных.
По мнению руководителя аналитического управления инвестиционной организации «Атон» В.Бунькова, пока невозможно представить, чтобы добыча сланцевой нефти в будущем будет стоить дешевле, чем добыча традиционной черного золота. Все потому, что процесс добычи сланцевой нефти более сложный. К примеру, чтобы добыть битумную нефть, нужно закачать в пласты огромное количество воды. Сланцевая нефть сможет окупить себя, если черного золота на рынке поднимется выше 150 долларов за баррель.
По мнению В.Бирга, в ближайшие пару десятков лет российским экспортерам черного золота со стороны «сланца» угрожать не будет. Более того, если цены на нефть будут расти, а также появятся новые технологии (разработки) добычи сланцевой нефти, то Россия от этого только выиграет.
Сланцевая нефть (Shale oil) - это
Правда, мнение Д.Борисова по этому поводу куда менее оптимистично. Он считает, что удешевление технологий добычи сланцевой нефти приведет к падению мировых цен на нефть и нефтяных доходов Российской Федерации, которые сегодня составляют значительную часть бюджета. Восполнить финансовые потери при помощи увеличения добычи нефти непросто. Аналитик также выразил уверенность, что снижение цены на добычу сланцевого газа и черного золота не приведет к большим переменам в мировом нефтегазовом рынке, ведь процесс добычи этих труднодоступных полезных ископаемых на самом деле таит в себе множество подводных камней.
Быстрое наращивание добычи нефти и газа в Соединенных штатах, полагают специалисты МЭА, вызовет кардинальные перемены в мировых торговых потоках: Подавляющая часть (90%) добываемой на Ближнем Востоке черного золота будет поставляться в страны Азии уже к 2035 году.
В результате у США отпадет необходимость столь активно заниматься обеспечением безопасности морских коммуникаций, по которым сейчас проходят главные нефтяные потоки. Безопасность судоходства в этих регионах станут во все возрастающей степени обеспечивать азиатские страны. В самих Соединенных Штатах некоторые эксперты уже сегодня поднимают вопрос о целесообразности присутствия американского военного флота в Персидском заливе. По мере нарастания дискуссии о путях сокращения бюджетного дефицита эта тема будет становиться все более актуальной.
Глобальный на , прогнозируют аналитики МЭА, будет расти более быстрыми темпами, чем потребность в черного золота. К 2035 г. он увеличится на 50% и достигнет 5 трлн куб. м. Примерно половину прироста добычи голубого топлива обеспечат сланцевые месторождения в США, Австралии и Китае. Наиболее активно наращивать потребление газа будут быстрорастущие приростаи Индии и Китая.
Еще одной тенденцией мирового энергетического рынка, по прогнозу МЭА, станет снижение роли атомной энергетики. По вполне понятным причинам после недавней аварии на Фукусиме решения об отказе от АЭС уже приняли многие страны, на территории которых располагается пятая часть всех атомных станций. Главной альтернативой АЭС станет голубое топливо, добыча которого будут расти во многих государствах, прежде всего, в Китае, США и Австралии .
Тем не менее, эксперты МЭА полагают, что активное внедрение энергосберегающих технологий может снизить глобальный рост спроса на энергоносители почти вдвое. Эффективное использование энергоресурсов может создать условия для снижения мирового спроса на энергоносители на 20%, что даст совокупный экономический эффект в размере 18 трлн дол. Самый большой выигрыш от борьбы за снижение затраты энергии могут получить США, Индия и Китай .
В Российской Федерации среднесуточная будет составлять свыше 10 млн баррелей ориентировочно до 2020 г.. Затем этот показатель начнет снижаться и к 2035 г. будет равняться порядка 9 млн баррелей в сутки. Это позволит нам сохранить почетное, но все же лишь третье место по уровню добычи нефти в мире после Соединенных штатов и Саудовской Аравии .
Вместе с тем наша страна будет оставаться одним из крупнейших экспортеров энергоносителей, ее профит от поставок топливных ресурсов (черного золота, Природного газа , угля) на мировые рынки к 2035 г. увеличится до 410 млрд дол. в год.
Некоторые эксперты традиционно выражают сомнения в прогнозах МЭА, которое представляет интересы стран - потребителей черного золота, и напоминают, что за последние 15 лет трудно вспомнить, чтобы эти прогнозы сбывались даже наполовину. В то же время ряд Analystov, в частности, руководитель фонда «Институт энергетической политики» Владимир Милов, отмечают, что сомневаться в объективности экспертов МЭА не стоит, учитывая их квалификацию и многолетний опыт разработки прогнозов развития международного энергетического рынка.
В США цены почти не зависят от напряженности на Ближнем Востоке, тогда как в Европе и Азии - это главный фактор ценообразования. По мнению Аналистов агентства, такая ситуация сохраниться, пока «сланцевые технологии» из Америки не распространяться на весь мир.
По расчетам МЭА ситуация изменится в 2035 году - именно к этому сроку сланцевая революция охватит весь мир.
В Российской Федерации тоже есть сланцевая нефть, это так называемая Баженовская свита - расположенный в Западной Сибири слой, разрабатывать который пока мы не можем. Технологии создать по силам и Российской Федерации.
Но это требует гигантских инвестиций. Леонид Федун полагает: игра стоит свеч, потому что запасы свиты колоссальны. Пока же, подчеркивает он, отечественный ТЭК всерьез инновационными разработками не занимался.
Правда, на данный момент большинство Analystov всетаки считают, что в течение ближайших 20 лет (именно на столько, по расчетам, хватит в Российской Федерации разведанных и доказанных запасов нефтепродуктов) исходная стоимость сланцевой нефти не удастся сделать ниже традиционной. Тот же Г. Бирг называет в качестве реальной в настоящее время начальная стоимость ее в 70-90 долларов за баррель, что явно уступает стоимости добычи «обычного нефти».
Такая ситуация. 10-20 лет дают нам сегодня аналитики - это время, за которое наша страна должна модернизировать свою экономику.
"Газпром", ранее публично открестившийся от добычи сланцевого газа, неожиданно обратил внимание на другой нетрадиционный, но перспективный ресурс - нефть из все тех же горючих сланцев. Нефтяная "дочка" монополии "нефтяная « »" взялась за разработку гигантских залежей сланца в Западной Сибири вместе с организацией Shell. По предварительным оценкам, запасы разрабатываемого объекта превышают резервы крупнейшего работающего месторождения в мире ни много ни мало в 30 раз.
Сланцевый газ в 2000-е годы по сути взорвал весь мировой газовый . Благодаря широкому внедрению технологии фрекинга, или гидроразрыва пластов, американцы научились добывать газ из сланцевых пород, существенно снизив . Дешевый газ хлынул на рынок США и завоевал его в течение какой-то пары лет. Америка стала добывать больше, а импортировать, соответственно, меньше, что оказало сильнейшее давление на цены по всему миру. "Газпрому", основному европейскому поставщику, пока удается удерживать высокие цены, привязанные к стоимости черного золота, но изменение такого порядка вещей становится, видимо, вопросом времени. Тем более, что в гонку за сланцевым газом включаются все новые спекулянты - такие, например, как Китай .
Сланцевая нефть - совсем другое дело. Хотя многие фирмы интересуются перспективой ее разработки, активно она добывается в немногих местах. Самая крупная площадка - формация Баккен, расположенная в американских штатах Монтана и Северная Дакота, с частичным заходом в канадские провинции Альберта и Саскачеван. Массовая добыча там началась в 2000 году.
Сланцевая нефть (Shale oil) - это
Поначалу показатели были скромными и в первые годы не превышали 50 тысяч баррелей в сутки. Однако по мере развития инфраструктуры и совершенствования технологий Баккен привлекал все больше инвестиций. Все это вылилось в локальный нефтяной бум в Северной Дакоте. В сентябре 2012 года суммарные показатели добычи сланцевой нефти превысили 600 тысяч баррелей в сутки, что составило порядка 8 процентов от общего объема добычи нефти в США.
Общие запасы Баккена оцениваются в 24 миллиарда баррелей (3,3 миллиарда тонн), что соответствует крупнейшим традиционным месторождениям. К примеру, знаменитое мексиканское Кантарелль первоначально содержало около 5 миллиардов тонн. Примерно столько же хранил и отечественный Самотлор, на протяжении десятилетий являвшийся лидером западносибирской нефтяной добычи. Сейчас оба этих месторождения в значительной степени исчерпаны, показатели их производства стабильно снижаются. Новых же нефтяных полей с сопоставимыми резервами на горизонте не видно.
С учетом экономических и энергетических затрат сложно сказать, смогут ли указанные запасы Баккена использоваться в полной мере. Однако пока производство растет, и многие миллионы тонн добытой там черного золота полностью оправдали интерес и масштабные . Это подтверждает, что у сланцевой нефти, несомненно, есть будущее.
Наша страна, к слову, была одним из пионеров в разработке горючих сланцев. К примеру, во времена СССР в Эстонии разведали и начали добывать сланец - комбинат работает до сих пор. Это, конечно, другая технология, так как нефть извлекалась уже на производстве, а не прямо в недрах. Кроме того, и сами сланцы использовались как топливо. Тем не менее движение в этом направлении могло бы обеспечить раннюю эксплуатацию месторождений вроде Баккена.
Но не сложилось. И вполне понятно почему - со времен Второй мировой войны мир жил в условиях избытка дешевой, легкодоступной черного золота. Цены на нее повышались по большей части искусственно, к примеру, в рамках нефтяного эмбарго арабских стран в 1970-е годы. Для нефтедобывающих стран более актуальным был вопрос "как избежать перенасыщения рынка?", а не "где искать новые месторождения?"
Но всемирная экономика росла, в игру вступили новые индустриальные державы, спрос на горючее быстро увеличился. "Конвенционной" черного золота больше не стало. Некоторые ученые выдвинули теорию "пика черного золота", который должен был наступить в мировом масштабе уже в 2000-е годы (в США локальный пик был достигнут в 1970 году). Не исключено, что он и наступил - но только в отношении традиционных нефтяных месторождений.
Сланцевая нефть (Shale oil) - это
В условиях, когда цена на нефть, несмотря ни на какие кризисы, колеблется в районе 100 долларов за баррель, нетрадиционные источники вызывают совсем другой уровень интереса. Их разработка постепенно превращается в жизненную необходимость. В особенности это касается США, которые в отличие от Европы и Японии, не торопятся идти по пути энергосбережения, а уповают на высокие технологии в сфере добычи.
Что характерно, все большее количество американских компаний начинает переключаться с добычи сланцевого газа на сланцевую нефть, причем на тех же самых месторождениях. Объясняется это просто: из-за "сланцевой революции" цены на газ в США резко пошли вниз, тогда как нефть остается чрезвычайно дорогой. Хотя и цена разработки по-прежнему высока - минимальная стоимость компании добычи нефти на сланцевом месторождении составляет 15 долларов за каждый добытый баррель, средняя - около 60 долларов.
В Российской Федерации "Газпром" многие обвиняют в том, что прорыв в отрасли сланцевого газа он упустил. В этих упреках есть доля истины, но не будем забывать, что Россия была и остается лидером по запасам традиционного Природного газа - и помимо сланцев есть что добывать. То есть претензии стоит предъявлять к эффективности производства, ценообразованию, но в куда меньшей степени - к самому отсутствию изысканий в области сланцевого газа. С черным золотом иная картина: добыча хотя и держится на рекордном уровне в 500 (плюс-минус) миллионов тонн в год, но принципиально уже не растет, а по прогнозам Аналистов индустрии, вышла на плато, после которого неизбежно последует падение. Неслучайно правительство так сильно озаботилось льготами по налогам для нефтедобытчиков.
Льготы по распространяются и на так называемую Баженовскую свиту - гигантскую платформу горных пород в Западной Сибири. Именно там планируют работать "НК «Газпром нефть» " и Shell. Площадь платформы многократно больше формации Баккен и составляет около миллиона квадратных километров - это больше всей площади Техаса. Если свита так же насыщена черным золотом, как и Баккен, то ее потенциал превышает возможности североамериканского месторождения в 30 раз. Таких запасов Российской Федерации могло бы хватить на многие десятки лет добычи.
Кроме того, по оценке геологов, нефть, содержащаяся в Баженовской свите, относится к легким и по своей консистенции напоминает высококачественную североморскую Brent. Впрочем, специалисты к конкретным показателям объема запасов (фигурируют цифры от 20 до 100 миллиардов тонн) склонны относиться крайне осторожно, говоря о том, что возможности формации толком не разведаны.
Именно этим и предстоит заняться российско-британскому партнерству в ближайшие годы. К слову, "ОАО «Газпром нефть» " и Shell - не единственные охотники до западносибирских сланцев. Одним из условий договора между "Открытым акционерным обществом Роснефть" и американской ExxonMobil являлось как раз совместное изучение возможностей Баженовской свиты. Что из всего этого получится - узнаем через несколько лет. Практика показывает, что в вопросах геологии первоначальные восторженные ожидания сбываются редко, но прогресс, тем не менее, идет.
Добыча сланцевой нефти ведется из сланцевых месторождений, образовавшихся миллионы лет назад из остатков древней флоры и фауны. Эти месторождения пребывают в жидком или же твердом состоянии. В некоторых случаях, сланцевые породы могут отличатся низкой проницательностью и добываться шахтным способом, а после, перерабатываться на особых установках. Чаще всего, добыча сланцевой нефти производится при помощи бурения в пласте горизонтальных скважин, после которого производятся его многочисленные гидроразрывы. Но этот метод наносит огромный вред экологии.
На сегодняшний день известны два вида запасов сланцевой нефти. К первому виду относится обычная имеющая легкие фракции, которые располагаются в коллекторах с низкой проницаемостью. Основной метод их добычи – бурение горизонтальных скважин и последующий гидроразрыв пласта.
При втором способе добычи, сланцевая нефть извлекается из керогена, который находится в породах сланца. Кероген – вещество находящееся в процессе превращения в нефть, но еще не успевшее ее стать. Для ускорения процесса превращения, кероген подвергается термической обработки, которая разлагает его на составляющие. Процесс извлечения такой нефти является недешевым удовольствием. Так как требуется не только «нагреть» скважины, но еще создать вокруг них «замораживание».
Технология добычи сланцевой нефти
На сегодня, технология добычи сланцевой нефти оказывает очень негативное влияние на состояние окружающий среды. Это происходит из-за несовершенства технологии добычи которая включает в себя:
- Бурение вертикальной скважины на расстоянии в 3-4 км;
- После этого производится горизонтальное бурение;
- После этого, в полость имеющуюся под землей закачивается особый раствор, который состоит из химикатов, воды и песка;
- После этого, из-за действия этого раствора, возникает большое давление и в земле появляются трещины, по которым на поверхность поступает сланцевая нефть.
Загрязнение окружающий среды
Подобная технология носит название – гидравлический разрыв пласта. Она имеет большое число негативных последствий:
- Для одной пробуренной скважины необходимо огромный объем воды, которого хватит для потребления в течении года тысячи человек.
- Раствор закачиваемый в скважину насыщен огромным количеством вредных химических, радиоактивных веществ и нефтепродуктов.
- Большая часть химических элементов при испарении образуют в воздухе вредные канцерогены.
- Тяжелые металлы содержащиеся в закачиваемом под землю для гидравлического разрыва раствор, впоследствии остаются под землей, что вызывает огромный риск заражения воды предназначенной для питья.
Кроме того, вблизи от месторождений сланцевой нефти должны располагаться не только огромные запасы воды, но также – песка и химикатов. После отработки, остаются огромные объемы загрязненной воды, которая оказывает негативное влияние на состояние окружающий среды, так как она не подвергается утилизации.
Кроме того, организации проводящие добычу сланцевой нефти не разглашают перечень химических и радиоактивных веществ используемых для гидроразрыва.
Добыча сланцевой нефти несет за собой большое загрязнение грунтовых вод такими химическими веществами как бензол, толуол, этилбензол, мышьяк и т.д. Довольно часто для гидравлического разрыва применяется кислотно-соляной раствор, в состав которого входят полимеры. Для одного гидроразрыва требуется примерно 300 тонн химических веществ.
Также во время добычи сланцевой нефти происходит большая потеря метана, которая значительно усиливает парниковый эффект.
Добыча сланцевой нефти в мире
Именно эти негативные последствия, которые сопровождают извлечение на поверхность сланцевой нефти, послужили причиной того, что многие страны Европы, к примеру, Франция, Германия, Италия и другие, запретили разрабатывать на своей территории месторождения сланцевой нефти до того момента, пока не будут разработаны более совершенные способы ее добычи, не наносящие такого вреда экологии как те, которые применяются сейчас.
В России, разработка как сланцевой нефти, так и сланцевого газа не производится. Хотя иногда такой вопрос и поднимается. Наиболее активно он добывается американскими компаниями, как на территории США, так и в других странах. К примеру, такие восточноевропейские страны как Польша, Чехия, Украина, Румыния, проводят активную разведку сланцевых месторождений и планирует приступить или же уже приступили к добычи сланцевой нефти и газа, несмотря на непоправимый вред, который наносится окружающий среды.
Несмотря на активную добычу США сланцевой нефти, она пока не в состояние конкурировать с обычной нефтью, добываемой в России и ближневосточных странах.
Сланцевый газ в России пока не добывается, но время от времени этот вопрос обсуждается правительством. Активная добыча этого вида ископаемого идет в США, но пока в Европе он не составляет конкуренцию российскому природному газу.
Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш
Одной из наиболее важных тенденций, наблюдаемых в настоящее время в нефтедобывающей отрасли, является снижение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение запасов традиционной нефти вынуждает нефтяные компании обращать все большее внимание на альтернативные источники углеводородов. Одним из таких источников, наряду с и природными битумами, являются горючие сланцы . Их имеющиеся объемы на порядок больше, чем открытые нефтяные запасы.
Горючие сланцы относятся к твердым каустобиолитам и представляют собой органоминеральные образования, сформированные в водных условиях. Геологи определяют горючие сланцы как осадочные породы, содержащие в основном аквагенное органическое вещество (вымерших морских и озерных животных, альгу и т.п.), что роднит их с нефтью. Горючие сланцы имеют чаще всего тонкослойное строение.
При нагреве сланцев без доступа воздуха образуются жидкие и газообразные углеводороды (20-70% от первоначальной массы). Жидкие углеводороды представляют собой сланцевое масло – смолу, которая близка по составу нефтяным углеводородам и, по сути, может считаться нетрадиционной (сланцевой) нефтью.
По оценкам специалистов общие запасы горючих сланцев в мире составляют порядка 650 трлн. т. Из них можно получить до 26 трлн. т сланцевой нефти. Таким образом, объема нефтеподобного сырья, содержащегося в сланцах, и условно называемого сланцевой нефтью , вероятно в 13 раз больше, чем запасов традиционной нефти. При нынешнем уровне потребления, этих энергоресурсов с лихвой хватит на 300 лет непрерывной добычи.
Но не все так радужно. Необходимо отметить, что запасов сланцевой нефти, добыча которой экономически оправдана, гораздо меньше. По данным компании Shell, экономически целесообразна добыча лишь на наиболее богатых месторождениях, с содержанием нефти от 90 литров на тонну сланца. Кроме того, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров. Только треть запасов сланцевой нефти сосредоточена в месторождениях с содержанием нефти в 90 и более литров на тонну. И далеко не все эти месторождения могут похвастаться толщиной пласта в 30 и более метров.
Основные запасы горючих сланцев сосредоточены в США - порядка 450 трлн. т (24,7 трлн. т сланцевой нефти). Значительные запасы горючих сланцев сосредоточены в Бразилии и Китае. Россия также располагает обширными запасами горючих сланцев (порядка 7% от мировых запасов).
Существует два основных способа получения необходимого сырья из горючих сланцев. Первый – это добыча сланцевой породы открытым или шахтным способом с ее последующей переработкой на специальных установках-реакторах, где сланцы подвергают пиролизу без доступа воздуха, в результате чего из породы выделяется сланцевая смола. Этот метод активно развивался в СССР. Хорошо известны также проекты по добыче сланцев в провинции Фушунь (Китай), на месторождении Ирати (Бразилия). В целом метод добычи сланцев с последующей его переработкой является весьма затратным способом с высокой себестоимостью конечной продукции. Себестоимость барреля нефти на выходе оказывается 75-90 долл. (в ценах 2005 года).
Второй способ - добыча сланцевой нефти непосредственно из пласта. Метод предполагает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. Часто (хотя, судя по всему не всегда) необходимо проводить термический или химический разогрев пласта. Очевидно, что такого рода добыча существенно сложнее и дороже добычи традиционной нефти вне зависимости от прогресса технологий. Поэтому себестоимость сланцевой нефти, так или иначе, будет заметно выше традиционной. По оценкам самих добывающих компаний, добыча сланцевой нефти рентабельна при минимальном уровне цен на нефть в 50-60 долл. за баррель.
Оба способа страдают теми или иными существенными недостатками. Развитие добычи горючих сланцев с их последующей переработкой в значительной степени сдерживается проблемой утилизации большого количества углекислого газа (СО 2), выделяющегося в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Проблема утилизации CO 2 до сих пор не решена, а его выпуск в атмосферу грозит масштабными экологическими катастрофами. Решение этой проблемы недавно предложили ученые из Стэнфордского университета. Новая технология EPICC, сочетающая производство электроэнергии и захват углекислого газа, может сделать доступными ныне закрытые запасы энергоресурсов.
При добыче сланцевой нефти непосредственно из пласта возникает другая проблема. Это высокий темп падения дебитов пробуренных скважин. В начальный период скважины благодаря горизонтальному заканчиванию и множественным гидроразрывам характеризуются очень высоким дебитом. После этого (примерно через 400 дней работы) происходит резкое снижение (до 80%) объемов добываемой продукции. Для компенсации такого резкого падения и выравнивания профиля добычи скважины на сланцевых месторождениях вводят поэтапно.
Развитие технологий добычи сланцевой нефти в США
Наиболее удачным примером успешного применения технологий добычи сланцевой нефти считается месторождение Баккен (Bakken) в Северной и Южной Дакоте. Разработка этого месторождения породила своего рода эйфорию на рынке нефти Северной Америки. Если 5 лет назад добыча сланцевой нефти на этом месторождении составляла 60 тысяч баррелей в сутки, то сегодня 500 тысяч. По мере проведения разведочных работ запасы нефти этого месторождения увеличились со 150 млн. баррелей до 11 млрд. баррелей нефти.
Наряду с месторождением Баккен добыча сланцевой нефти ведется также на месторождениях Eagle Ford в Техасе, Bone Springs в Нью-Мексико и Three Forks в Северной Дакоте.
Развитие технологий добычи сланцевого газа и адаптация их для добычи нефти из плотных коллекторов позволило США переоценить свои извлекаемые запасы нефти. А с ними и перспективы наращивания добычи нефти и снижения зависимости от импорта углеводородов. С помощью технологий горизонтального бурения и гидроразрыва пласта США планируют к 2035 году увеличить добычу нефти из плотных сланцевых пород вдвое.
Сверим термины
Необходимо сказать несколько слов о понятии сланцевая нефть . В Америке, где сланцевая нефть стала играть существенную роль в повышении нефтедобычи, под этим термином часто понимают нефть двух видов. Сланцевой называют нефть, получаемую из горючих сланцев, которая по своим свойствам (плотности, вязкости) значительно отличается от традиционной легкой нефти. Одновременно с этим часто тем же самым термином обозначают нефть по свойствам аналогичную обычной легкой нефти, но содержащуюся в плотных низкопористых низкопроницаемых коллекторах (сланцах). Чтобы разделить эти два вида нефти (оба из которых добываются из сланцев) специалисты пользуются двумя терминами: shale oil – для высоковязкой сланцевой смолы из горючих сланцев, требующей дополнительной обработки для превращения ее в нефть и tight oil – для легкой нефти, содержащейся в коллекторах с низкими фильтрационно-емкостными свойствами.
Поскольку основная цель этой статьи показать наличие альтернативных источников углеводородного сырья, для упрощения и та и другая нефть здесь преимущественно называется сланцевой. Даже, несмотря на то, что для извлечения shale oil и tight oil требуются разные технологии и подходы.
Новая жизнь старых запасов?
В России начальной точкой отсчета в развитии сланцевой промышленности можно считать 1918 год, когда было принято постановление о добыче и переработке горючих сланцев, организованы систематическое изучение, разведка запасов и их промышленная разработка. Наиболее активно сланцевая промышленность развивалась в 1960-1990 гг. В эти годы велась активная разработка месторождений Прибалтийского и Волжского бассейнов (Эстонское, Ленинградское, Кашпирское, Общесыртовское месторождения). Разработка месторождений велась посредством добычи горючего сланца с последующей его переработкой. Пиковый уровень добычи в СССР достигал 36 млн. тонн горючего сланца в год. Значительная часть добычи приходилась на Эстонскую ССР. Добыча и переработка горючего сланца продолжается в Эстонии и по сей день. В России же большая часть сланцевых шахт закрылась ввиду экономической неэффективности.
На сегодняшний день ex-situ process , т.е. добыча сланцевой породы для извлечения из нее углеводородного сырья является низкоэффективной. Основные перспективы связаны с in-situ process , т.е. добычей сланцевой нефти непосредственно из пласта (либо сразу, если это достаточно легкая нефть, либо после предварительного термического или химического воздействия на углеводородный и/или органический материал, содержащийся в пласте).
Вслед за успехами США в развитии технологий добычи сланцевого газа и успешной адаптации этих технологий для добычи нефти из плотных коллекторов в России также обращают все большее внимание на развитие соответствующих технологий. В настоящее время в России наиболее перспективной считается так называемая Баженовская свита в Западной Сибири. Эти отложения покрывают площадь в 2,3 млн км2, что примерно соответствует площади американского штата Техас и Мексиканского залива вместе взятых. И это в 80 раз больше площади месторождения Баккен, с которым в США связывают огромные перспективы. Баженовскую формацию в перспективе планирует разрабатывать компания Роснефть совместно с американской ExxonMobil и норвежской Statoil.
Сланцевая нефть - один из важнейших «резервов» для дальнейшего развития топливно-энергетического комплекса.
На сегодняшний день технологии добычи сланцевой нефти все еще находятся в начальной стадии развития. Себестоимость получаемого сырья хотя и имеет тенденцию к снижению, но, тем не менее, значительно выше себестоимости добычи традиционной нефти. Поэтому сланцевая нефть остается пока скорее перспективным резервом на будущее и вряд ли значительно повлияет на существующий рынок нефти. Такой же «революции», какая случилась на газовом рынке в связи с развитием добычи сланцевого газа, на рынке нефти ждать не приходится.
Из геологического словаря:
Горючие сланцы – осадочная порода, глинистая, известковистая, кремнистая, тонкослоистая, при выветривании листоватая или массивная, содержащая органическое вещество (кероген) в количестве от 10-15 до 60-80%. Горючая часть сланцев сапропелевая или гумусово-сапропелевая. Органическое вещество равномерно распределено в обычно преобладающей пелитовой, реже раковинно-детритовой минеральной массе.
Атланты держат небо…
Сланцевая нефть — это полезное ископаемое, получаемое из залежей органического происхождения, представляющих собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов под воздействием геологических факторов.Различаются два типа запасов сланцевой нефти. Первый тип представляет собой обычную нефть легких фракций, находящуюся в низкопроницаемых коллекторах. Добывают её с помощью бурения горизонтальных скважин и гидроразрывов пласта. В США этот тип нефти обозначен термином «tight oil» (tight — малопроницаемый).
Второй тип сланцевой нефти представляет собой нефть «shale oil», получаемую из находящегося в сланцевой породе керогена. Кероген – это вещество, которое еще не успело стать нефтью, но находящееся в процессе превращения в неё. Для того, чтобы ускорить это превращение кероген необходимо термически обработать, термическая обработка разлагает его на составляющие. Добыча подобной нефти — дорогое удовольствие, потому что мало просто «нагреть» скважины (что само по себе сложно), но и вокруг создать «замораживающие».
Существуют два способа добычи сланцевой нефти. Первый – это добыча сланцевой породы открытым способом. Нефтенасыщенная порода добывается при помощи буровзрывных работ, грузится в забое и через шахтный ствол подаётся на поверхность, где перерабатывается на специальных установках с выделением нефтяных фракций.
Второй предполагает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. Для разрыва пласта вводятся смеси воды, песка и химических веществ в газоносные породы под огромным давлением (500-1500 атм). Основная опасность для экологии при этом заключается в использовании большого количества химикатов, которые смешиваются с водой и песком. Химическая смесь пропитывает породу, что ведёт к загрязнению больших территорий, а также грунтовых вод.
Оба способа высокозатратные. Себестоимость первого 90-100 долларов за баррель, второго 50-60 долларов.
«Классическая» нефть, извлекаемая в России, обходится примерно в 15 долларов за баррель. В Саудовской Аравии — 8
Крупнейшие места добычи сланцевой нефти в США
- Баккен (Bakken). Штат Северная Дакота (3,65 млрд баррелей)
- Игл Форд (Eagle Ford). Техас (3 млрд баррелей).
- Монтерей. Центральная Калифорния (600 млн. баррелей)
Сланцевой революции мир обязан Джорджу Митчеллу
В последние 10 лет устоявшуюся мировую систему добычи углеводородов буквально взорвало появление новых технологий разработки месторождений сланцевой нефти и газа. В средствах массовой информации возникло новое понятие: сланцевая революция . Родиной этой революции стали Соединённые Штаты Америки , и именно там мы видим самые впечатляющие её результаты. Сланцевая нефть и сланцевый газ в США позволили этой стране обогнать Россию по общему объёму добычи углеводородов, снизить стоимость топлива внутри страны и стать экспортёром газа и нефти.
Огромные запасы нефтяных сланцев разведаны во многих странах мира, и их разработка может совершенно изменить мировую карту добычи энергоносителей.
Богатейшие в мире запасы сланцевой нефти находятся в России (месторождения Баженовская свита и Ачимовская свита в западной Сибири ).
США обладают вторым по величине разведанным запасом нефтяных сланцев. Большие залежи сланцевой нефти и ещё больше - сланцевого газа обнаружены в Китае . Очень перспективной считается Аргентинская формация Vaca Muerta oil field. Нефтяные сланцы только этого месторождения в 8 раз увеличивают запасы нефти в Южной Америке.
Распределение самых больших в мире запасов сланцевой нефти (по состоянию на 2013 год) представлено в следующей таблице:
В таблице использована общепринятая единица измерения нефтедобычи – американский нефтяной баррель, содержащий примерно 159 литров.
Сланцевая нефть: технология добычи
Месторождения сланцевой нефти известны ещё с XIX века. Однако попытки их промышленной разработки долгое время были бесплодны. Вертикальные нефтяные скважины, через которые ведется добыча из обычных месторождений нефти, на сланцах не давали экономически оправданного дебита (поступления нефти). Дело в том, что сланцевые нефтяные залежи сильно отличаются от обычных.
Оба вида нефтяных запасов образуются из органических остатков.
Однако традиционные нефтяные месторождения возникают в случае, если рядом с нефтеносными пластами есть коллекторы – хорошо проницаемые для нефти породы, через которые нефть может двигаться. Такой коллектор должен быть прикрыт «покрышкой» – плохо проницаемым пластом породы. Тогда под покрышкой и образуется традиционная нефтяная залежь. Но в таких месторождениях сосредоточена совсем небольшая часть общих запасов нефти на Земле – по разным оценкам, всего от 1 до 3 процентов. Гораздо более значительные запасы нефти сосредоточены в низкопроницаемых сланцевых породах. Но извлечь оттуда нефть долгое время не удавалось.
Прорыв наступил, когда американцу Джорджу Митчеллу удалось применить сочетание двух технологий добычи – горизонтальное (или наклонное) бурение и гидравлический разрыв пласта породы (фрекинг).
Суть технологии такова. Сначала бурят вертикальную скважину, пока она не достигнет слоя нефтяных сланцев. В этом слое направление бурения меняется на горизонтальное, что создаёт горизонтальный участок скважины. Затем в скважину под большим давлением закачивают водный раствор специальных химических реагентов вместе с песком. Происходит гидравлический разрыв: жидкость под давлением разрывает нефтеносный пласт. За счёт образовавшихся при разрыве трещин создаётся искусственный проницаемый коллектор. Чтобы трещин было больше, процесс проводят в несколько стадий. По этим трещинам заключённые в породе нефть и природный газ начинают стекать в скважину. А песок не даёт трещинам снова сомкнуться.
Почему Гринпис против добычи сланцевого газа и нефти?
Доклад с таким названием всемирно известная экологическая организация Гринпис выпустила 10 июня 2014 года . Гринпис не выступает против добычи сланцевой нефти как таковой. Гринпис заявляет об экологической опасности фрекинга . Выявленные экологические последствия фрекинга вызывают вопрос.
А нужна ли человечеству нефть такой ценой?
Когда добыча сланцевой нефти ведётся в промышленном масштабе, для гидравлического разрыва в скважину закачиваются миллионы тонн водного раствора химикатов. Этот раствор содержит огромное количество опасных для человека веществ (до 700 наименований). Там присутствуют:
- канцерогены, вызывающие рак
- мутагены, вызывающие непредсказуемые генные мутации
- вещества, вредно действующие на эндокринную систему человека
- вещества, которые организм человека не может вывести естественным путем
После закачивания под землю раствор дополнительно загрязняется ядовитым для человека метаном и радиоактивными веществами горных пород. И вот эта смертельно опасная смесь начинает просачиваться на поверхность земли вместе с метаном, который не удаётся выкачать через скважину. По пути раствор проходит через водоносные пласты, отравляя воду. В США после сланцевой революции в местах добычи нефти питьевую воду из-под крана можно поджигать - настолько она смешана с метаном. Из-за отравлений метаном и другими токсичными веществами жители таких районов теряют здоровье.
Кроме того, в процессе фрекинга потребляется колоссальное количество пресной воды. А ведь проблема нехватки питьевой воды становится острее с каждым годом. И не только в Азии и Африке – в богатейшем штате США Калифорнии возникла реальная угроза ввода ограничений на потребление воды. Естественно, что местные жители районов, где ведётся или планируется добыча сланцевой нефти и газа, протестуют против применения технологии фрекинга. Правительства некоторых стран (Нидерланды, Франция, Болгария) издали законы о полном запрете этой технологии.
Сланцевая революция: надежды и разочарования
Единственная страна, в которой сланцевая революция действительно состоялась – это США . В 2002 году впервые была применена технология фрекинга при горизонтальном бурении, после чего объёмы добычи сланцевой нефти и газа в США резко пошли вверх.
В 2009 году по добыче природного газа США обогнали Россию, а по объёмам добычи нефти приблизились к Саудовской Аравии – мировому лидеру по её экспорту.
Впервые за 40 лет США начали экспорт энергоносителей. Однако после осеннего падения цен на нефть стало очевидно, что американские компании по разработке нефтяных сланцев ожидают большие трудности. Часть компаний может вообще уйти с рынка.
Экономические трудности связаны с высокой себестоимостью получения сланцевой нефти. Сланцевая скважина сразу после проведения гидроразрыва начинает давать промышленную отдачу - дебит. Но очень быстро этот процесс заканчивается – часто скважина на сланцах истощается в течение года. Иногда удаётся выкачивать нефть два-три года, но после года эксплуатации добыча падает в лучшем случае на 40 процентов. Кроме того, нефть удаётся извлечь из сланцевого месторождения далеко не полностью (процент извлечения гораздо ниже, чем для обычных месторождений). Поэтому приходится бурить новые и новые скважины, а это стоит больших денег (средние затраты - 8,5 млн. долларов на одну скважину). Для примера приведём данные за 2012 год: США пробурили за этот год 45468 скважин, а все остальные страны мира (за исключением Канады) – всего 3921. Увеличивает себестоимость и тот факт, что сланцевая нефть почти всегда содержит растворённый природный газ. Из-за этого необходима её добавочная обработка перед транспортировкой. В противном случае нефть становится взрывоопасна (и уже известны случаи взрыва цистерн со сланцевой нефтью).
В последнее время часть экспертов начала говорить об искусственном занижении себестоимости добычи сланцевой нефти американскими компаниями. Цель – раздувание сланцевого бума для увеличения государственной поддержки и объёма кредитования иностранными кредиторами. Занижение себестоимости и большие различия параметров сланцевых месторождений привели к тому, что большинство прогнозов о развитии добычи сланцевой нефти в других странах оказались ошибочными.
Соединённые Штаты интенсивно продвигали идею разработки сланцевой нефти в Европе. Считалось, что в результате Европа может получить независимость от российских поставок газа. Самые большие запасы сланцевой нефти в Европе разведаны в Польше, поэтому там и начали пробные бурения, вложив около миллиарда долларов. Было пробурено 69 скважин, но для промышленной добычи ни одна скважина оказалась не пригодна.
Довольно большие запасы сланцевых углеводородов обнаружены на Украине . Однако все разведанные месторождения находятся в районе Донбасса .
Планировать там какие-либо работы в свете событий последнего года ни одна компания не берётся. Грандиозные планы добычи сланцевого газа были у Китая. Но и там в последние время они были сильно скорректированы в сторону уменьшения из-за нерешённой проблемы дефицита воды, которая в Китае стоит весьма остро.
Перспективы и прогнозы
Кроме высокой себестоимости, одним из главных ограничений на увеличение добычи сланцевой нефти является большой расход пресной воды . В настоящее время недостаток пресной воды становится проблемой всей планеты. По этой причине сланцевая нефть остаётся недоступной во многих странах, где разведаны её значительные запасы. Китай, Иордания, Монголия, Израиль из-за нехватки воды не могут приступить к разработкам своей сланцевой нефти.
Но есть надежда на решение проблемы: Израиль приступил к разработке безводной технологии добычи сланцевой нефти.
В случае успеха (по прогнозу результаты работ будут известны к 2020 году) будут сняты и все экологические ограничения. Новая технология может стать более экономичной, чем традиционная добыча нефти и газа. Тогда будет возможен новый всемирный сланцевый бум .
В настоящее время себестоимость добычи сланцевой нефти в несколько раз больше, чем у обычной нефти. Страны Персидского залива готовы к дальнейшему понижению цен вплоть до 40 долларов за баррель. С такими ценами сланцевая нефть не может конкурировать.
- По сведениям на апрель 2015 года, впервые за последнее десятилетие в США прекратился рост добычи сланцевой нефти, а на некоторых месторождениях добыча даже снизилась.
- С конца 2014 года в США уменьшилась и интенсивность горизонтального бурения.
Можно сказать, что в настоящий момент сланцевая нефть проигрывает войну традиционным месторождениям. Однако появление новых технологий может всё изменить.