«Сланцевая революция» произошла для многих неожиданно. Некоторые «аналитики» еще буквально год назад называли возможность добычи сланцевой нефти не иначе как «блефом». Однако теперь весь мир наблюдает падение цены на нефть, а США продолжают пополнять свои нефтяные хранилища. Так что же такое сланцевая нефть, в чем состоит технология ее добычи и как оказалась возможной «сланцевая революция»?
Существует 2 вида так называемой «сланцевой» нефти. Первая по составу похожа на нефть традиционную, залегает на глубине 2-3 км. и добывается из низкопроницаемых коллекторов. Технология добычи достаточно сложна, потому что требует не традиционного вертикального, а горизонтального бурения по площади залегания. Кроме того, процесс бурения сопровождается гидравлическими разрывами почвы.
Сам процесс бурение выглядит так:
- Сначала пробуривают вертикальную скважину;
- Бур поворачивается вдоль пласта и бурит горизонтальную скважину;
- Затем производят гидроразрыв и получают сырье.
Основные залежи такой сланцевой нефти в США — месторождения Bakken и Eagle Ford , которые собственно и сделали «сланцевую революцию» возможной.
Второй вид сланцевой нефти добывать еще сложнее. Потому как ее требуется получить из керогена — вещества, составляющего основу нефти, который как раз и содержится в горючих сланцах. Пласты с керогеном залегают ниже уровня залегания традиционных углеводородов и фактически являются их донорами. Для получения нефти кероген подвергают термической обработке прямо в сланцевом пласте. Получившееся вещество поднимают на поверхность, вытесняя веществом-агентом, а затем породу охлаждают.
При таких способах добычи актуальной остается проблема экологии. После гидроразрывов остаются реагенты, а также выделяется значительное количество метана. Кроме этого для добычи сланцевой нефти требуется огромное количество воды и энергии, что значительно увеличивает необходимый уровень инвестиций в разработку месторождений.
Прогнозы по сланцевой нефти
Общие объем сланцевых запасов по некоторым оценкам составляют более 20 трлн. тонн, что превышает запасы традиционных углеводородов в 12 раз. Этого должно хватить примерно на 300 лет. Однако достоверной методикой оценки запасов обладают пока лишь немногие страны, поэтому такие прогнозы можно пока считать лишь очень примерными.
Себестоимость добычи сланцевой нефти пока остается выше добычи нефти традиционной. Можно сказать, что на сегодняшний день США обладают технологиями, достаточными, чтобы при цене нефти $50 за баррель добыча сланцевой нефти оставалась рентабельной. Именно это показал 2014 и 2015 год. Лишь при цене ниже $40 американские компании стали «замораживать» некоторые скважины. Для сравнения примерная себестоимость добычи традиционной нефти в Саудовской Аравии — $6 за баррель, в России — $15.
Между тем технологии постоянно развиваются и себестоимость добычи «сланца» в ближайшие годы будет только падать. Уже сейчас США превратились из импортеров энергоресурсов в крупнейших экспортеров, а объем запасов в хранилищах достиг в 2015 году рекордных значений. При этом в спину американцам начинает дышать Китай и некоторые европейские страны. Среди тех, кто активно интересуется сланцевой нефтью гиганты индустрии – BP, Shell, Total, PetroChina.
Прогноз добычи «сланца» не добавляет оптимизма участникам рынка традиционной нефти. В перспективе добыча будет расти на десятки процентов ежегодно. Именно для того, чтобы оттянуть этот спринт, Саудовская Аравия и предприняла в 2014 году попытки манипулирования ценами.
Что это означает для России?
По некоторым данным Россия обладает самыми большими запасами (до 75 млрд. барр.) сланцевой нефти в мире, которые находятся в так называемой Баженовской свите в Западной Сибири. Проблема состоит в отсутствии технологии дешевой добычи. На данный момент себестоимость добычи одного барреля нефти для сибирских и для арктических месторождений оценивается экспертами на уровне $70, что значительно выше рыночной цены. При этом отсутствие технологической поддержки в текущем моменте не позволяет прогнозировать развитие подобных проектов на ближайшую перспективу. Относительно успешные попытки добычи сланцевой нефти в России предпринимали «Сургутнефтегаз», «Газпром нефть», «Роснефть» и «ЛУКОИЛ», однако о массовом производстве говорить пока не приходится.
Сланцами называют широко используемый в качестве строительного и отделочного материала камень. Однако, некоторые разновидности сланцев нашли свое широкое применение и в энергетике. Сланец может быть использован при производстве графита кварца, граната, бумаги, а также в качестве источника магния и кремния. В зависимости от условий образования сланцы подразделяются на:
- глинистые;
- аспидные;
- кристаллические;
- углистые;
- хлоритовые;
- горючие;
- вельдские;
- тальковые и другие.
Образованные на достаточно больших глубинах в условиях высокого давления и температуры сланцы имеют кристаллическую структуру, которая имеет четко выраженные слои.
В связи с такой востребованностью, сланцевая добыча ведется на территории многих стран, среди которых Мексика, США, Колумбия, Венесуэла, Новая Гвинея, Россия, Северная Африка и т.д.
Во многих странах сланцевые месторождения используются в качестве источника для добычи нефти и газа.
Добыча сланцевой нефти
Сланцевой нефтью принято называть нефть, основным источником для добычи которой выступают сланцевые залежи, находящиеся в твердом или жидком состоянии и образованные в течение достаточно длительного времени растительными и животными остатками.
Такая нефть находится в пластах породы, для которой характерна низкая плотность и проницаемость. Кроме того, порода, содержащая сланцевую нефть, также имеет огромное количество примесей, которые называются нефтяными песками или тяжелой битумной нефти. Переработать такой продукт представляет собой очень дорогостоящую процедуру, в результате которой образуется материал в несколько раз дороже, чем обычная нефть. Это связано с тем, что технология сланцевой добычи до сих пор остается несовершенной и проходит только свою начальную стадию развития. В связи с этим, сегодня сланцевая нефть больше является перспективным резервом на будущее и никоим образом пока не может повлиять на существующий нефтяной рынок.
Не смотря на дороговизну продукта, сланцевая нефть продолжает добываться. Существует два метода, которые пользуются преимуществом во время добычи данного продукта:
- Открытый (шахтный) способ. В данном случае порода после изъятия из земных недр попадает на дальнейшую переработку в специальные установки-реакторы. Данные установки используются для пиролиза сланцев без доступа воздуха. Этот процесс приводит к выделению сланцевой смолы. Стоит отметить, что открытый способ отличается своей дороговизной и, соответственно, дорогим конечным продуктом.
- Добыча из пласта путем гидравлического разрыва (или фрекинга). При данном способе бурятся горизонтальные скважины, и производится множественные гидроразрвы пласта. Часто перед этим существует необходимость проведения термического или химического разогрева пласта. Не смотря на дороговизну открытого способа добычи сланцевой нефти, данный метод является еще более сложным, и, соответственно, более дорогостоящим.
Кроме того, во время извлечения сланцев для получения нефти вторым способом возникает серьезная проблема, заключающаяся в очень быстром падении дебитов пробуренных скважин. Если в самом начале работы скважины характеризуются достаточно высоким дебитом, что связано с горизонтальным закачиванием и множественными гидроразрывами, то спустя 400 рабочих дней наблюдается резкое падение количества добываемого сырья (до 80%). Во избежание подобной ситуации во время сланцевой добычи введение скважин в эксплуатацию осуществляется поэтапно.
Стоит отметить, что сланцевые отложения содержат достаточно низкую концентрацию газа. Он собирается, как правило, в коллекторах, которые разбросаны по всех толще породы. Таким образом, в каждом отдельном коллекторе содержится очень малое количество газа. Но, если их все собрать воедино, то получаются даже очень большие его запасы.
Сланцевый газ добывается несколькими способами:
- Горизонтальным бурением. В основе данного метода лежит применение специальных буровых установок. Данный способ наиболее распространен и считается приоритетным во время добычи сланцевого газа.
- Гидроразрывами пласта. Суть способа заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте с целью выделения из него сланцевого газа. Данный метод используют тогда, когда обычные способы уже неэффективны.
- Сейсмическим моделированием. В данном методе сочетаются геологические исследования с картированием и компьютерной обработкой данных, в том числе и с визуализацией.
Стоит отметить, что сегодня существуют современные технологии добычи сланцевого газа, при которых конструируется специальная буровая установка, содержащая одну вертикальную скважину и несколько горизонтальных, длина которых может составлять порядка 3 км. Скважины заполняются специальной смесью, в состав которой входит вода, песок и химреагентов, благодаря чему происходит гидроудар. В результате этого повреждаются газовые коллекторы и, содержащийся в них газ, высвобождается и откачивается.
При добыче сланцевого газа, как и при разработке стандартных газовых месторождений, создаются области переменного давления. Таким образом, газ перемещается в зависимости от давления. С этой целью используются горизонтальные скважины, которые имеют несколько отводов на одной глубине. Также допустимо формирование многоступенчатых скважин, имеющих горизонтальный отвод протяженностью 2 км.
Наибольший опыт в разработке сланцевых месторождений характерен для США. Так, он показывает, что каждое отдельное такое месторождение имеет свои уникальные геологические параметры, которые влияют на эксплуатацию и добычу материала. Таким образом, в каждом отдельном случае необходим индивидуальный научный подход при добыче газа.
| Сланцевый газ | Природный газ |
|---|---|
| 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 |
Последствия сланцевой добычи
Гринпис на протяжении многих лет ведет агитацию за прекращение добычи сланцевого газа и сланцевой нефти. Это связано с тем, что во время сланцевой добычи используются опасные и малоизученные технологии гидравлического разрыва. В результате экологических исследований был выделен ряд факторов, являющихся свидетельством того, сланцевая добыча негативно влияет на человека и на окружающую среду. К ним относятся:
- Загрязнение воды. Гидравлический разрыв пласта влечет за собой загрязнение токсичными химическими веществами грунтовых вод, а также источников питьевой воды. При фрекинге используются колоссальные объемы воды, что представляет собой опасность для регионов, страдающих от засухи и водного дефицита.
- Загрязнение воздуха. Во время сланцевой добычи в атмосферу выделяется метан и другие газы. Иногда загрязнение настолько сильно, что жители, живущие вблизи мест, где добываются сланцы, вынуждены носить респираторы.
- Загрязнение почвы. Токсичные жидкости, используемые при добыче сланцев, могут проникнуть в почву.
- Землепользование. Сланцевая добыча влечет за собой сильное разрушение ландшафта, в результате чего также наносится вред и сельскохозяйственным угодьям. На территории площадью 140-400 км 2 формируется порядка 3000 скважин.
- Шумовое загрязнение. Относится, главным образом, к фрекингу. Наносит вред местным жителям, домашним и диким животным.
- Сейсмическая активность. Утилизация загрязненной воды осуществляется путем ее закачивания под землю, что существенно повышает риск возникновения землетрясений.
- Изменение климата. Парниковые газы, которые выбрасываются в атмосферу в процессе сланцевой добычи, во много раз превышают количество выделяемых парниковых газах при добыче традиционных полезных ископаемых. Было проведено множество исследований на этот счет, в результате чего ученые пришли к выводу, что во время добычи сланцевого газа происходит утечка метана, втрое превышающая его утечку во время извлечения природного газа.
- Социально-экономические проблемы. Добыча таких ископаемых, как сланцевый газ, может стать причиной экономического бума в том регионе, где происходит его добыча. Однако, это явление очень кратковременное, а нанесенный от такой добычи ущерб колоссальный.
Таким образом, сланцевая добыча может нанести серьезные необратимые последствия, как для экологии, так и для человечества в целом.
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.
Сланцевая нефть, является полезным ископаемым, которое добывают из залежей органического происхождения, которые представляют собой остатки животного и растительного происхождения под воздействием времени и геологических факторов.Сланцевая нефть делиться на два вида:
Первый вид - это обычная нефть состоящую из легких фракций,которая располагается в низко проницаемых коллекторах.Такой вид нефти принято добывать при помощи гидроразрыва пласта и бурения горизонтальных скважин.В Соединенных Штатах подобный вид нефти называют термином "Малопроницаемая Нефть" (tight Oil)
Второй вид сланцевой нефти называется "Сланцевая нефть"(shale oil),которую добывают из расположенного в сланцевой породе особого вещества - керогена.
Что такое кероген?
Это вещество,которое находиться в процессе превращения в обычную нефть.Что бы ускорить процесс превращения керогена в нефть,его термически обрабатывают.При термической обработке кероген разлагается на составляющие.Добывать такую нефть удовольствие не из дешевых,ведь нагрев скважины до определенной температуры весьма трудозатратное занятие.На сегодняшний день сланцевую нефть добывают двумя способами
Первый способ - это когда насыщенная нефтью порода грузиться в забое и подается наверх,где ее перерабатывают в особых установках с получением нефтяных фракций.Второй способ
используют,когда нефтеносная порода находиться на большой глубине.Для того,что бы добыть нефть из глубины,бурят горизонтальные скважины,затем в скважину нагнетают воду.Далее создается гидродинамический удар в следствии которого порода в скважине начинает трескаться во множестве мест.В эти трещины и просачивается нефть,которая ранее находилась в породе.
Такая добыча является большой опасностью для региона.Поскольку метан и нефть попадают в грунтовые воды,а затем и водопроводы домохозяйств.Недавно стало довольно популярным видео на ютубе,где человек открывает на кухне кран,начинает течь вода,он подносит зажженную спичку к струе воды и та вспыхивает,как факел.
Эти два способа
добычи сланцевой нефти очень трудозатратны и дороги.Себестоимость первого способа добычи порядка 90-100
долларов за бочку,а второго способа уже гораздо дешевле,50-60
долларов.
Российская нефть,которая добывается в Сибири стоит примерно 15
долларов за бочку.В Саудовской Аравии цена нефти еще дешевле и составляет всего 8
долларов (см. значение слова баррель).
Наиболее крупные места добычи сланца в США:
- Монтерей ,который расположен в Калифорнии (600 миллионов бочек)
- Баккен ,который располагается в Северной Дакоте (3,65 миллиардов бочек)
- Игл Форд расположенный в штате Техас(3 миллиарда бочек)
Собственно появлению относительно простых способов добычи сланцевой нефти мир обязан Джорджу Митчелу.
Хотя этот парень не открыл ни одного месторождения сланцевой нефти и не изобретал способы ее добычи,но имея собственную компанию "Митчел Энерджи",хотел сделать рентабельной добычу сланцевой нефти.С начала 1980 годов его фирма занималась экспериментами с различными типами гидроразрывов на месторождении сланцевой нефти Барнетт,который расположен в Техасе.Хотя было затрачены гигантские усилия и потрачены большие средства,добыча по прежнему оставалась весьма низкой.Инженеры-нефтяники,которые начинали с Митчелом эксперименты,уже потеряли всю надежду и их энтузиазм значительно угас.Совет директоров компании весьма нервно реагировал на отсутствие,каких либо положительных результатов.Однако Митчелу,как говорится "попала возжа под хвост ",он не хотел бросать свои эксперименты.И лишь по прошествии почти двух десятилетий,ему наконец удалось подобрать нужную технологию.И именно с 1998 года добыча на месторождении сланцевой нефти начала бурно развиваться.К тому времени ему исполнилось уже 80 лет,но он осуществил мечту всей своей жизни.
Читайте еще:
Владимир Хомутко
Время на чтение: 4 минуты
А А
Где и как добывается сланцевая нефть?
В последнее время в мировой системе нефтедобычи произошли серьезные изменения, связанные прежде всего с появлением новых технологий . СМИ сразу же окрестили это явление не иначе, как «сланцевая революция», и новости о ней продолжают будоражить мировые информ-агенства. Главными «революционерами» выступили США, которые добились в этой сфере выдающихся результатов.
Именно сланцевая нефть в США дала возможность этой стране войти в число мировых лидеров по объемам добываемого углеводородного сырья, снизить на внутреннем рынке цены на моторные топлива и стать одним из крупнейших нефтяных экспортёров.
География сланцевой нефти
Стоит сказать, что разведанные запасы нефтяных сланцев огромны и находятся не только в США, но и в других странах мира. Их разработка в промышленных масштабах способна кардинальным образом изменить карту мировой нефтедобычи.
Вопреки сложившемуся мнению, самое большое количество разведанных сланцевых месторождений находится не в Америке, а в России. Это – западносибирские месторождения Ачимовская свита и Баженовская свита.
США находится на втором месте в мире по объему разведанных сланцевых запасов. Также большие резервы сланцевой нефти обнаружены на территории Китая. Аргентинская сланцевая формация Vaca Muerta oil field также считается экспертами весьма перспективной, поскольку того эти запасы увеличивают общий объем южноамериканских нефтяных резервов в восемь раз.
Страны с самыми большими залежами сланцевой нефти распределились следующим образом (в скобках – объем разведанных резервов в миллиардах баррелей):
- Россия – 75;
- Соединенные Штаты Америки – 58;
- Китайская Народная Республика – 32;
- Аргентина – 27;
- Ливия – 26.
Технология сланцевой нефтедобычи
Вообще сланцевая нефть известна еще с девятнадцатого века, но в те времена все попытки наладить её промышленную добычу были неудачными. Обычные скважины вертикального типа в данном случае давали слишком маленькую отдачу, что делало разработку сланцев экономически невыгодной. Объясняется это сильными различиями между обычными и сланцевыми структурами нефтеносного слоя.
Традиционные месторождения нефти появляются в тех случаях, когда рядом с нефтеносным пластом есть так называемый коллектор. Это горная порода с хорошей нефтепроницаемостью, через которую жидкая нефтяная смесь может двигаться. Как правило, сверху коллектора находится «покрышка», представляющая собой горную породу с низкой проницаемостью, под которой и скапливается нефть.
Однако, традиционные нефтяные запасы гораздо меньше общемировых. По разным оценкам, такие месторождения составляют от одного до трех процентов всех нефтяных запасов нашей планеты. Гораздо больше углеводородного сырья сосредоточено в низкопроницаемых сланцах, из которых получить его не удавалось довольно долгое время.
Настоящий прорыв произошел после того, когда американский специалист Джордж Митчелл применил сочетание двух добывающих технологий – горизонтального бурения и фрекинга (гидравлического разрыва пласта).
Если коротко описать суть применяемой методики, то на первом этапе до сланцевого слоя бурится обычная вертикальная скважина. В самом слое направление бурения меняется на горизонтальное. В этот горизонтальный участок скважины под сильным давлением закачивается водный раствор, состоящий из особых химических реагентов в смеси с песком, который и обеспечивает гидравлический разрыв породы.
Образующиеся в результате разрыва трещины создают искусственный коллектор, в котором собирается нефть. Для увеличения количества таких трещин процесс проводится в несколько этапов. Через эти трещины жидкие и газообразные углеводороды поступают в скважину, а находящийся в водно-реагентной смеси песок не позволяет этим трещинам смыкаться обратно.
Экологические проблемы, связанные с добычей сланцевой нефти
Новости об экологической опасности таких разработок вызвали широкий общественный резонанс.
Экологи из всемирно известной организации «Гринпис» в 2014-ом году выпустила доклад, суть которого заключалась в следующем. Гринпис не выступил против сланцевой добычи как таковой. Он заявил о высокой степени опасности одной из применяемых технологий – фрекинга, последствия которого абсолютно непредсказуемы и могут угрожать безопасности человека и окружающей его среды.
Дело вот в чем: при промышленных масштабах сланцевой нефтедобычи гидравлические разрывы вызывают миллионами тонн закачиваемых в скважину водных химических растворов, в которых содержится колоссальное количество (порядка 700 наименований) опасных для жизни и здоровья человека веществ.
В их составе есть:
- Вызывающие раковые заболевания канцерогенные вещества;
- мутагены, способные спровоцировать абсолютно непредсказуемые мутации на генном уровне;
- вредные для эндокринной системы человеческого организма вещества;
- вещества, от которых человеческий организм избавиться естественным путем не в состоянии.
Кроме этого, после своего подземного использования эти растворы загрязняются ядовитыми для человека веществами, находящимися в горных породах (например, метаном и некоторыми радиоактивными элементами). Эта смесь становится смертельно опасной и начинает постепенно просачиваться на земную поверхность вместе с газом (метаном), который не получилось выкачать через скважину.
По пути эта гремучая смесь отравляет воду, содержащуюся в водоносных пластах.
К примеру, в Соединенных Штатах рядом с местами промышленной добычи сланцевой нефти воду из-под крана можно поджечь, поскольку она очень сильно перемешана с метаном. Уже сейчас здоровье жителей этих районов Америки значительно ухудшается вследствие отравлений метаном и другими токсинами.
Еще одной проблемой фрекинга является то, что он требует огромных количеств пресной воды, дефицит которой обостряется с каждым годом.
И происходит это не только в бедных странах Африки или Азии. Богатейший американский штат Калифорнии реально может ввести ограничения на водопотребление.
Все перечисленные факторы приводят к протестам жителей тех районов, в которых или уже идет, или только планируется сланцевая нефтедобыча. Более того, некоторые страны (Франция. Нидерланды, Болгария) на законодательном уровне запретили применение фрекинга на своих территориях.
Стоит сказать, что на данный момент является в настоящее время единственной в мире, поскольку в других странах такое сырье не добывают.
В 2009 году благодаря сланцевым месторождениям эта страна обогнала Россию по объемам добычи природного газа, а по нефтедобыче почти догнала мирового лидера в этой области – Саудовскую Аравию.
Это позволило Штатам впервые за последние сорок лет начать экспорт собственных энергоносителей.
Однако, после падения нефтяных котировок, стало ясно, что американские сланцевики столкнулись с серьезными проблемами, связанными с высокой себестоимостью добычи такого сырья. Дело в том, что ходя сланцевая скважина и начинает давать хорошую отдачу сразу после фрекинга, этот процесс очень быстро заканчивается.
Во многих случаях такие скважины перестают приносить сырье уже через год. Иногда получается качать сланцевую нефть в течение двух-трех лет, но даже в этих случаях объем добываемого сырья через год падает минимум на 40 процентов.
Еще одной проблемой является то, что нефть из сланца получается извлечь далеко не всю (процент получаемого сырья по сравнению с общими запасами гораздо меньше, чем при разработке традиционных месторождений). В связи с этим постоянно приходится бурить все новые и новые скважины, а это – большие капитальные вложения (в среднем одна скважина стоит 8,5 миллионов долларов).
Новости об объемах сланцевого бурения поражают своими масштабами. Например, в 2012-ом году в США было пробурено 45 468 скважин, а во всех остальных странах мира (без учета Канады) – 3 921-на.
На удорожание добычи влияет и высокое содержание в сланцевой нефти растворённого природного газа, вследствие чего требуется серьезная подготовка (сепарирование) такого сырья к транспортировке, иначе оно становится взрывоопасным.
Последнее время некоторые эксперты стали говорить о том, что себестоимость сланцевой нефтедобычи в США искусственно занижается, с целью поддержания «сланцевого бума» и получения иностранных инвестиций и господдержки. Такие новости, вкупе с большими различиями параметров конкретных месторождений нефтяных сланцев, привели к тому, что большая часть прогнозов, связанных с бурным развитием такой добычи энергоресурсов в других государствах, не сбылись.
К примеру, США активно подталкивала Европу к сланцевым разработкам, чтобы снять с неё зависимость от поставок российского газа. Больше всего европейской сланцевой нефти нашли в Польше, где и начали пробное бурение. Новости об этом проекте таковы: потратили порядка миллиарда долларов; пробурили 69-ть скважин; для промышленной добычи не подошла ни одна из них.
В заключение можно сказать, что пока сланцевая нефть традиционной проигрывает, однако эта ситуация вполне может измениться. Прогресс не стоит на месте, и появление новых добывающих технологий способно кардинально изменить расклад сил на мировом нефтяном рынке.