Перспективы добычи и использования трудноизвлекаемых углеводородов

В Австралии Добыча МУП ведется  горизонтальными скважинами, пробуренными по пласту на расстояние до 1500 м; газ  поступает на очистительную фабрику, где обезвоживается, фильтруется, сжимается  и далее по газопроводу высокого давления поступает в ряд населенных пунктов.

В Китае добыча метана из угольных пластов с 2005 по 2010 гг. выросла почти  в 100 раз (до 10 млрд. куб. м).

В России в 2010 году на Талдинском угольном месторождении пущен первый завод  по добыче метана из угольных пластов  Кузнецкого бассейна. Проектом предусмотрено  организовать промышленную добычу в  Кузнецком бассейне в объеме 1,5 трлн. куб. м угольного метана. Промышленная добыча метана угольных пластов ведется  также в Австралии, Канаде и Колумбии.

К 2020 г. мировая добыча метана из угольных пластов достигнет 100–150 млрд. куб. м/год, а в перспективе промышленная добыча шахтного метана в мире может  достигнуть до 470–600 млрд. куб. м/год, что  составит 15–20% мировой добычи природного газа.

В России создается новая, высокотехнологичная  отрасль - метаноугольная, и мы превращаем метан из врага шахтеров в полноценный  бизнес, которым можно эффективно распорядиться в условиях растущего  спроса на энергоресурсы во всем мире.

Запасы сланцевого газа в России очень большие, но нет технологий экономически эффективной добычи и  пока еще есть много запасов более  дешевого традиционного газа. У России нет такой острой потребности, как  у США, осваивать сланцевый газ. У Газпрома есть проекты по добыче газа из угольных пластов

1. 3.3. Сжиженный природный газ (СПГ)

Есть еще один вид альтернативного  природного газа. К нему относится  сжиженный природный газ (СПГ, англ. LNG - liquefied natural gas). Он получается при  охлаждении природного газа (метана) до -162. Хранится СПГ, при низких температурах в особых криогенных сосудах, которые  поддерживают низкую температуру газа, при давлении 0.4 МПа. СПГ - самый экологически чистый и безопасный из массово используемых видов топлива. Его преимуществом  является то, что отсутствует проблема транспортировки через третьи страны, для его доставки к потребителю  не нужны большой протяженности  газопроводы, а используют специальные  танкеры. Затем СПГ на специальных  терминалах регазифицируется, то есть переводится из жидкого в газообразное состояние, и уже по трубопроводам  малой протяженности поступает  к потребителям. СПГ целесообразно  использовать как средство повышения  энергетической безопасности. В Польше построен терминал для СПГ из Катара, что позволило снизить цену на газ. В Эстонии с этой целью  предполагается построить региональный балтийский терминал в Палдиски для  приема СПГ. Литва также планирует  построить у себя плавучий терминал для приема СПГ. Китай строит самое  большое хранилище для СПГ.

Сейчас производство СПГ составляет лишь 5% от мирового. Предполагается значительно  увеличить производство СПГ в  России. Намечается широкое использование  городских гибридных автомобилей, которые в качестве топлива применяют  СПГ.

СПГ, как и ПСГ, доставляется потребителю  без применения магистральных газопроводов. В Усть-Луге строится крупнейший в  России комплекс по перегрузке сжиженного углеводородного газа (СУГ). Ежегодно терминал будут перерабатывать до 1,5 млн. т. СУГ. В порту Мууга (Эстония) планируется открыть LPG-терминал, основной деятельностью которого станет транзит  РОССИЙСКОГО и КАЗАХСТАНСКОГО сжиженного газа и поставка LPG (сжиженных углеводородных газов) на рынки балтийского региона. Предполагается построить терминал СПГ и в Палдиске (Эстония). Япония импортирует около 80 млрд куб.м газа в год. Весь свой газ Япония получает в сжиженном виде, занимая первое место в мире по импорту СПГ. СПГ  станет доступным для экономики  большинства стран мира еще нескоро. СПГ перевозят и хранят в криогенных установках. На возведение новой инфраструктуры, постройку заводов по выпуску  СПГ и флота специальных танкеров потребуются миллиарды долларов и десятки лет.

Транспортировка сжиженного газа оказывается  значительно дешевле, и транспортировать его можно по всему миру. Начиная  с 2002-го года, уже 40 стран используют технологии, которые сжижают газ, потому магистральные газопроводы, а также расходы на их строительство  становятся не актуальными для этих стран. Такое развитие газового рынка  не предусматривает заключения многолетних  контрактов, потому для стран, которые  используют эти технологии, цена на газ сегодня не зависит от цены на нефть.

В настоящее время Gazprom Global LNG работает более чем в 25 торговых точках и  подписала 79 рамочных договоров купли-продажи. В декабре 2011 года она зарегистрировала отгрузку 100-й партии СПГ.

1. 4. Экологические угрозы проектов по добыче сланцевого газа

В отличие от обычного, сланцевый  газ сосредоточен не в подземных  ловушках, а распределен в порах  породы на большой глубине. Для его  извлечения был разработан метод  гидроразрыва пласта (ГРП). Основная угроза для окружающей среды, по мнению многих экологов, исходит именно от использования  данного метода для добычи газа. Технология ГРП подразумевает закачку  под большим давлением жидкости разрыва (в качестве которой обычно выступает вода) и так называемого  проппанта - расклинивающего агента, состоящего из смеси песка и химикатов.

 

1. 1) Использование большого количества водных ресурсов

В зависимости от интенсивности  разработки и количества скважин  через несколько лет остро  встанет вопрос о нехватке питьевой воды для населения. Для добычи газа методом гидроразрыва в одной  скважине используется около 20 миллионов  литров воды.

1. 2) Заражение грунтовых вод химическими реактивами для гидроразрыва

Вред окружающей среде и здоровью местных жителей. Обострение хронических  заболеваний, рост числа онкологических заболеваний.

1. 3) Возможность попадания газовых смесей в результате использования метода гидроразрыва в водоносные слои

Повышение уровня метана и других газов в питьевой воде, что делает ее непригодной для питья.

1. 4) Заражение почвы от слива отработанной воды и множества других сопутствующих технологических факторов

Вред окружающей среде и «омертвение» почвы.

1. 5) Разрушительные процессы в грунте

Сейсмическая нестабильность, возможность  землетрясений.

Проседание почвы в местах гидроразрыва. Эффект «лунных кратеров» после  отработки скважины.

1. 6) Загрязнение воздуха выбросами углеводородов и др. веществ (более 170 токсичных), входящих в раствор, закачиваемый для гидроразрыва

Усиление парникового эффекта  из-за увеличения выбросов углекислого  газа. Рост числа респираторных, онкологических заболеваний местных жителей.

1. 7) Хранение и переработка «отработанной» воды, содержащей тяжелые металлы и радиоактивные материалы с месторождений

Вредные испарения из очистных сооружений, угроза здоровью местных жителей, проблема утилизации использованной воды.

1. 8) Износ инфраструктуры

Повреждение дорог от использования  грузовиков и прочей тяжелой техники  для добычи газа.

Влияние на состояние инженерных сооружений, в первую очередь магистральных  нефте- и газопроводов.

Специалисты отмечают недостатки добычи и использования ПСГ:

1. Теплотворная способность ПСГ  в 2 раза ниже, чем у природного - 0,57 против 1,17. Это означает, что  при использовании газа в одной  и той же тепловой машине (двигателе)  с одним и тем же КПД сланцевого  газа потребуется в 2 раза больше.

2. У ПСГ высокое содержание  вредных примесей - углекислого газа, азота, аммиака, сероводорода. Такую  смесь нельзя прокачивать через  газопроводы высокого давления - она взрывоопасна. Очистка же  слишком дорога. Отсюда вывод  - ПСГ - это местное топливо,  которое нельзя доставлять на  большие расстояния.

3. Низкое давление в пластах  создает ситуацию, при которой  извлекаемость сланцевого газа  крайне низка - около 0,1. Максимум - 0,2. Поэтому из месторождения  с доказанными запасами в млрд. куб. извлекается не более 100 млн. куб.

4. ПСГ нельзя использовать в  теплоэлектростанциях, в промышленности. Он пригоден только для бытовых  целей - причем в небольшом  радиусе вокруг места добычи.

Экологические проблемы при добыче сланцевого газа связаны, в первую очередь, с утилизацией отработанной жидкости после ГРП. Кроме воды и песка, в ее состав входят разнообразные  химические добавки для повышения  эффективности ГРП. В США состав добавок часто является коммерческой тайной, а местные очистительные  сооружения бывают не приспособлены  для переработки отработанной ГРП-жидкости. Кроме того, отработанная ГРП-жидкость может вынести на поверхность  растворенные токсичные включения  из сланца, в том числе радиоактивные.

Опасность  загрязнения грунтовых  вод непосредственно из области  ГРП, как правило, отсутствует ввиду  глубокого залегания слоя газоносного  сланца. Однако при нарушении облицовки  ствола скважины ближе к поверхности  или при неправильной утилизации отработанной жидкости опасность загрязнения  присутствует.

Агентство по Защите Окружающей Среды (EPA) США в настоящее время проводит большое исследование по оценке негативных последствий сланцевого бурения. Предварительные  результаты будут опубликованы в  конце года, а финального исследования - в 2014 году.

Научно подтверждена повышенная вероятность  микроземлетрясений в местах, где  производился ГРП, а также в местах, где отработанная жидкость закачивается в подземные полости, например на утилизацию. Однако негативные последствия  от таких землетрясений практически  отсутствуют ввиду низкой амплитуды.

К более долгосрочным и наименее изученным эмпирически проблемам  относится возможность утечек газа в атмосферу на этапе строительства  и эксплуатации скважины. Метан в  несколько десятков раз эффективнее CO2 по парниковому эффекту (сравнительная  парниковая эффективность метана к CO2 зависит от временного промежутка, поскольку метан быстрее удаляется  из атмосферы. Для промежутков в 20 и 100 лет метан соответственно в 100 и 30 раз эффективнее СО). По оценкам Howarth et al., при добыче сланцевого газа утечки в атмосферу могут составлять 4-8% газоотдачи, что на 2 п.п. больше, чем  при добыче традиционного газа. Основные утечки происходят при проведении ГРП  в момент выкачивания смеси и  последующего выбуривания мусора и  технологических перегородок из перфорированного участка скважины, поскольку скважина в этот момент уже дает максимальную газоотдачу, но еще не подключена к системе  переработки газа.

Дополнительно, временный и незначительный по объемам характер добычи на каждой отдельной скважине (дебит скважины быстро падает со временем) создает  предпосылки для недостаточного контроля над соблюдением норм безопасности по окончании эксплуатации скважины, равно как и во время ее эксплуатации. Поэтому роль контролирующих органов  в отрасли добычи сланцевого газа представляется более важной, по сравнению  с традиционным сектором.

В настоящее время основные опасения, вплоть до  введения некоторыми странами запрета на ГРП, связаны с опасностью загрязнения грунтовых вод. Научные  свидетельства неоднозначны, поскольку  довольно сложно постфактум отделить возможное загрязнение в результате непосредственно ГРП от, например, неправильной утилизации ГРП-жидкости после выкачивания на поверхность.

Наличие негативных экологических  эффектов вряд ли сможет остановить развитие отрасли сланцевого газа, во всяком случае, в США, Китае и нескольких других странах. В США, скорее всего, пойдут по пути усиления экологического регулирования отрасли, а не ее полного  закрытия. В конце концов, альтернативные источники газа и нефти, к примеру, глубоководное бурение, также имеют  свои экологические издержки. Только в Европе, с ее традиционно более  серьезным отношением к экологии, соответствующие моменты могут  быть ограничением на развитие отрасли.

1. 5. Мировые запасы газа,

Газоносные характеристики сланцев  в подавляющем большинстве стран  мира мало изучены, поэтому оценки резервов могут сильно меняться со временем. Например, в январе 2012 года Департамент  Энергетики США пересмотрел оценки ТИР сланцевого газа для США (самой  геологически изученной в мире страны!) вниз с 23 до 14 трлн.м3.

Месторождения сланца, из которого можно  добывать ПСГ, многочисленные, и расположены  по многим странам: Австралия, Индия, Китай, Канада, Россия, США, Европа (Австрия, Англия, Венгрия, Германия, Польша, Швеция, Франция). Многие страны, по примеру США, также  начали подготовительные работы по получению  ПСГ из своих месторождений: Германия, Венгрия, Болгария, Польша, Испании, Великобритания, Индия и другие. В Польше сланцевого газа - около 1,36 трлн. куб. м, залежи высокого качества и расположены относительно неглубоко. Сходны с газом сланцевого месторождения Монтней (Montney) в канадских  провинциях Британская Колумбия и Альберта. Имеют невысокую плотность населения. Общие запасы газа в ЕС только из-за ПСГ Польши вырастут сразу на 47%.

 

 

Оценка  ТИР основных известных сланцевых  месторождений, и сравнение с  доказанными резервами газа по странам  на 2011 год, трлн. м³