Добыча сланцевой нефти и газа - уничтожение природы. Добыча сланцевой нефти

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.

И битуминозными песками, относится к трудноизвлекаемым нетрадиционным запасам углеводородов, которыми последнее время все больше интересуются нефтедобывающие компании.

Вследствие «сланцевого бума» и связанного с ним огромного количества сообщений в прессе, произошла некоторая путаница в понятиях. Говоря о сланцевой нефти, чаще всего подразумеваю сразу два вида ресурсов, которые могут быть получены из горючих сланцев. Однако более корректно было бы их разделять. Поэтому для начала следует разобраться в определениях.

Терминология

Сланцы (shale, англ.) - это горные породы, структура которых представляет собой наслоение различных минералов.

Горючие сланцы (oil shale, англ.) - это сланцы, сформировавшиеся главным образом в водных условиях, и содержащие как сформировавшуюся легкую нефть, так и аквагенное органическое вещество – остатки морских и озерных организмов, и водорослей, еще не успевших превратиться в нефть – кероген или «протонефть ».

Кероген как раз и служит исходным сырьем для получения той самой «сланцевой нефти» (shale oil или «сланцевое масло»). Для этого горючие сланцы подвергают специальной обработке - пиролизу, термическому растворению и гидрированию, в результате чего образуются жидкие и газообразные углеводороды с выходом 20 – 70% по массе.

Таким образом, сланцевая нефть - это вещество, близкое по составу к традиционной нефти , получаемое в определенных условиях из керогена, содержащегося в горючих сланцах.

Однако этот термин часто употребляют (особенно в США) и по отношению к традиционной легкой нефти, извлекаемой из тех же сланцевых пластов или прилегающих к ним других низкопроницаемых коллекторов, без проведения каких-либо изменяющих состав добытого вещества процессов, что не совсем корректно.

Для отличия такой нефти от аутентичной сланцевой нефти, Международное Энергетическое Агентство рекомендует использовать термин «light tight oil» (LTO, легкая нефть низкопроницаемых коллекторов ), а Мировой Энергетически Совет использует термин «tight oil».

Тем не менее, даже не смотря на все различия этих двух видов сырья, как по составу, так и по технологиям извлечения, оба они все же относятся к нетрадиционным ресурсам, извлекаемым из горючих сланцев. Поэтому, в частности, оценка запасов, приведенная ниже, объединяет весь объем углеводородных ресурсов, который можно получить из сланцевых пород.

Мировые запасы

По оценкам специалистов мировые запасы горючих сланцев составляют около 650 трлн. тонн, из которых можно получить порядка 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Таким образом, потенциальное количество такой нефти в мире более, чем в 10 раз превосходит запасы традиционной нефти. Однако стоит учесть, что запасов, добыча которых будет экономически рентабельна в разы меньше.

Так, компания Royal Dutch Shell опубликовала исследование, в соответствии с которым добыча целесообразна только на тех месторождениях, где из тонны сланца можно получить не менее 90 литров сланцевой нефти. Таким требованиям по оценкам соответствуют только 30% всех сланцев. Кроме этого, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров, что дополнительно сокращает потенциальные запасы.

По разным оценкам, около 70% горючих сланцев сосредоточены на территории США. Наибольшие запасы LTO в мире сосредоточены в знаменитой Баккеновской формации. Кроме этого стоит отметить месторождения Eagle Fort (Техас) и Bone Spring (Нью-Мехико).

На втором месте, но с серьезным отрывом располагается Россия с 7% мировых запасов. По мнению Управления по энергетической информации США, российские ресурсы, ввиду условий добычи, являются наиболее перспективными для разработки. Наибольшая часть горючих сланцев России сконцентрирована в Баженовской свите месторождений.

Методы добычи

В настоящий момент сырье из горючих сланцев добывают двумя основными способами:

Добычу сырья для извлечения керогена и последующего получения из него сланцевой нефти производят шахтным (открытым) способом. Добываемые таким образом сланцы подвергаются обработке на специальных реакторных установках, позволяющих выделить собственно сланцевое масло. Однако в связи с высокой себестоимостью получаемого сырья, такой метод не пользуется большой популярностью у добытчиков.
Легкую нефть низкопроницаемых коллекторов добывают непосредственно из пласта. Метод предполагает бурение горизонтальной скважины с последующим применением технологии фрекинга - гидроразрыва. По данной технологии в скважину под высоким давлением закачивают специальную "жидкость разрыва", что приводит к разрушению сланцевого пласта и вымыванию сырья из образовавшихся трещин. На сегодняшний день этот метод считается наиболее рентабельным, однако он все равно не может конкурировать с традиционными способами добычи сырой нефти.

Экологические последствия добычи сланцевой нефти

Оба метода разработки горючих сланцев оказывают серьезное негативное влияние на окружающую среду.

Так получение сланцевого масла путем термической обработки керогена связано с выбросами больших количеств углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что предлагаются варианты решения данной (например, технология EPICC с захватом СО 2 , представленная учеными из Стэнфордского университета), серьезных продвижений в данном вопросе нет.

Использование гидроразрыва пласта представляет еще большую экологическую угрозу. В процессе фрекинга в скважину закачивается огромное количество химикатов. Вследствие того, что данную операцию необходимо повторять несколько раз в год, вредные вещества настолько пропитывают породу, что загрязняют не только почву, но и грунтовые воды. Это, в свою очередь, приводит к мору животных, птиц и рыб, и оказывает негативное воздействие на здоровье проживающих вблизи людей.

Стоит отметить, что в некоторых странах, например, Франции, Румынии, Болгарии, фрекинг запрещен вовсе.

Перспективы

Экологические риски - не единственная причина, останавливающая страны развивать добычу сланцев. Дело в том, что существующие технологии находятся на самой начальной стадии развития. Наибольших успехов в этом плане добились только США и Канада, однако используемые ими методы в связи с геологическими различиями могут быть применены далеко не для всех месторождений.

Кроме того существует некоторый порог рентабельности разработки сланцевых пород, что особенно актуально учитывать при нынешней нестабильности цен на нефть.

Однако в случае технологического прорыва, сланцевая нефть может существенно пошатнуть как нефтяной рынок, так и мировую экономику в целом, а кроме этого затормозит вопрос о развитии альтернативной энергетики. По мнению экспертов, сланцевая нефть обладает гигантским потенциалом. Остается вопрос, сможет ли он реализоваться.

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.

Таблица 1. Различия сланцевого и природного 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.

Родоначальником добычи сланцевой нефти и газа стали США, где сланцевый бум показал ошеломляющие результаты. Так, Америке удалось не только уменьшить цену топлива на внутреннем рынке, но и стать экспортером углеводородов, опередив Россию по совокупному объему добычи нефти и газа.

Тем не менее, не многие могут похвастаться, что знают, как добывается и что такое сланцевая нефть, чем она отличается от «обычной» нефти и является ли угрозой для «классических» углеводородов.

Сланцевая нефть – это углеводородное сырье, содержащее в обилии дополнительные примеси. Значительные объемы такой нефти обнаружены в различных странах, и их добыча способна перекроить мировую карту поставщиков энергоресурсов.

Российская Федерация занимает лидирующие позиции по объемам запасов сланцевой нефти и газа, которые сосредоточены в Западной Сибири (Ачимовская и ). На втором месте по объемам разведанных нефтяных ресурсов находятся США. Третья позиция по найденным запасам сланцевой нефти принадлежит Китаю. При этом в КНР объемы залежей сланцевого газа превышают запасы черного золота.

Технология добычи сланцевой нефти

Сланцевая нефть расположена очень глубоко под землей и для ее добычи применяют специальные технологии, являющиеся наиболее перспективными по разработке подобных залежей.

На сегодняшний день сланцевая нефть может быть добыта двумя способами:

шахтный – имеющий разнообразные варианты добычи сырья из скважины;

открытый – широко применялся в прошлом. На сегодняшний день потерял свою популярность из-за высокой стоимости работ.

Традиционные месторождения содержат незначительный объем запасов углеводородов на планете – по мнению различных экспертов 1-3%. При этом низкопроницаемые сланцевые породы вмещают большие объемы топлива. Однако разработка таких месторождений довольно долго не получалась. Ситуация кардинально изменилась после того, как Джордж Митчелл объединил две технологии разработки скважин – горизонтальное бурение и фрекинг (гидроразрыв).

Технология добычи заключается в следующем. В первую очередь пробуривают вертикальную скважину до залегания нефтесодержащих сланцевых пластов. По достижении нефтяных сланцев формируют горизонтальный отрезок скважины путем изменения направления бурения. После чего происходит закачка специального жидкого состава – песок в водном растворе химических реагентов. Поступающее вещество разрывает пласт, в котором находится нефть, создавая множество трещин и образуя проницаемый коллектор. Процедуру гидроразрыва осуществляют несколько раз, увеличивая количество трещин, по которым находящиеся в породе углеводороды стекают в скважину. Песок в составе препятствует закрытию трещин.

Недостатки технологии гидравлического разрыва:

Происходит быстрое старение месторождения. Среднее время «жизни» скважин 1,5-2 года, в течение первого года работы дебет снижается на 80%. Затем добычу останавливают и ищут новую скважину на значительном расстоянии от остановленных разработок.

Отмечают выброс углекислого газа. Тем не менее, сейчас ведутся работы по созданию технологий по захвату выделяющегося газа. В дальнейшем для повышения эффективности разработки месторождений, полученный углекислый газ, планируют перерабатывать в электроэнергию.

Необходимо отметить, что технология разработки сланцевых месторождений находится на этапе своего становления. Затраты на добычу сланцевых углеводородов превышают себестоимость разработки традиционных нефтяных месторождений. В связи с этим в ближайшем будущем повтора сланцевого бума ожидать не стоит, как мы наблюдали с газом, при этом обнаруженные запасы сланцевого черного золота необходимо рассматривать как запасы энергетических ресурсов на будущее.

Современную жизнь невозможно представить без таких важных ресурсов, как нефть и газ. Для человечества они играют важнейшую роль. Энергия расходуется на отопление жилища и приготовление пищи. В давние времена основными источниками энергии были труд людей и домашнего скота, а для обогрева жилища и приготовления еды использовали древесину. Постепенно ручной труд заменялся машинами, а древесина - углем. Но сейчас в топливно-энергетической промышленности нефть и газ вытеснили традиционные уголь и древесину. Кроме того, широко используются продукты бензин, керосин, мазут.

По мнению ученых, запасы нефти огромны, но невозобновляемы. На смену обычной нефти на рынках сбыта и в отраслях экономики большинства стран приходит так называемая сланцевая нефть. Что же это такое и чем она так «необычна»?

Энергоресурсы, их роль в современном мире

Газ - один из важнейших энергоресурсов. По его добыче лидирующими странами являются США (более 20% от мирового запаса) и Россия (более 17%).

Газ широко применяется в промышленности и в быту. Основные преимущества газа:

При полном сгорании он не оставляет после себя золу.
Легкость в разжигании и регулировке величины пламени.
Благодаря развитой системе транспортировки, потребитель получает топливо в кратчайшие сроки.
Применение газа в отопительной системе позволяет существенно снизить расходы по оплате коммунальных услуг.
Современные газовые котлы позволяют оставлять помещение на долгое время, сохраняя тепло.
При горении в окружающую среду выделяется очень мало вредных веществ по сравнению с дровами, углем, нефтью.

Газ применяется во многих отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении энергоресурс используется как топливо для воздухонагревателей, доменных печей. Это увеличивает производительность оборудования и улучшает качество выпускаемой продукции.

На автомобилях газ прекрасно заменяет бензин. Это существенно снижает расходы на топливо, многократно уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу.

Ведущей ролью в экономике большинства развитых и развивающихся стран является добыча нефти. «Черное золото», как ее называют, залегает в основном на глубине 3-5 км. По своему составу это маслянистая горючая жидкость. В природном виде нефть не применяется из-за повышенной взрыво- и пожароопасности. Поэтому первым делом ее отправляют на

Лидирующая страна по запасам и добыче нефти - это Венесуэла (более 17% от мирового запаса). Уступают ей Саудовская Аравия (около 16%) и Канада (10%). Россия в этом списке занимает 6-е место (6%).

Продукты переработки нефти и их применение:

Керосин - авиационное и автомобильное топливо. Помимо этого, огромной популярностью пользуются керосиновые лампы.
Автомобильный бензин.
Мазут - используется как
Битум и гудрон - основное направление применения - дорожные работы. При соединении гравия и песка получается асфальт.
Углеводороды-сырье для получения пластмассы, резины и т. д.

«Нетрадиционная» нефть

Особое место в разработке энергоресурсов занимает добыча сланцевой нефти. В чем ее особенность? Сланцевая нефть - это нефть, добываемая из горючих сланцев с помощью термических процессов:

Пиролиза - нагревания пласта при температуре до 900 градусов Цельсия.
Гидрирования - присоединения водорода к органическому соединению. Реакция протекает при температуре около 400 градусов Цельсия и применяется катализатор (медь, никель, платина).
Термического воздействия - нагревания пласта до 80 градусов Цельсия и дальнейшее его отстаивание, что позволяет сравнительно быстро получить желаемую смолу.

Запасы сланцевой нефти были обнаружены еще в позапрошлом веке. Но предпринятые попытки их разработки оканчивались неудачей. Дело в том, что в месторождениях обычной нефти чистый процент «черного золота» колеблется всего лишь от 1 до 3. Самые богатые залежи расположены в сланцевых породах. Добыть это сокровище гораздо сложнее, чем «обычную» нефть. Прорыв в добыче сланцевой нефти свершился тогда, когда было предпринято горизонтальное бурение (для справки - при добыче нефти ранее в основном применяли вертикальное бурение).

Сланцевая нефть - это самостоятельный вид топлива, но также используются продукты ее переработки. Применяются во всех как и обычная нефть.

Нефтяной прогресс

Сланцевая нефть в мире произвела настоящую революцию. Основная страна, где достигаются огромные объемы ее добычи - это США. Второе место занимает Россия. Бразилия, Австралия, Марокко - эти государства также могут похвастаться большими запасами горючих сланцев. Ее называют «нетрадиционной нефтью» и часто возникает вопрос о том, как добывают сланцевую нефть, в чем ее «нетрадиционность».

Способы добычи «необычной» нефти:

Непосредственно из пласта. Технология добычи сланцевой нефти заключается в том, что пробуриваются горизонтальные скважины и закачивается в них огромное количество воды с примесью песка и химических составляющих. Таким образом создается (фрекинг). Из образовавшихся трещин нефть стекает в специальные резервуары. Песок используется как связующее звено: он не дает трещинам закрыться.
Добыча из керогена. Этот способ намного сложнее, так как кероген содержится непосредственно в горючих сланцах и получить его можно только с помощью термической обработки. Технология такова: пласт нагревают до определенной температуры, при помощи агента вытесняется нужное вещество и поднимается на поверхность, а породу охлаждают. Затем процесс повторяют.

Особенности добычи

Сланцевая нефть - это прорыв в нефтегазовой промышленности, но вместе с тем добыча обусловлена высокой себестоимостью. На данный момент основной способ добычи - это гидроразрыв пласта. Преимущества данного метода:

В сложных условиях залегания пласта (напластования и т.д.) бурение вертикальными (традиционными) скважинами опасно сдвигами трещин в стороны. В таком случае целесообразно применение горизонтальных скважин.
При создается гораздо меньшее давление на горные породы, чем вертикальными скважинами. Образовавшаяся трещина при помощи специальных технологий будет сохранять свою форму и направление, что даст возможность получить гораздо больше нефти.

Основные недостатки:

Раствор, который используется для разрыва нефтеносного пласта, содержит огромное количество вредных веществ, несущих вред человеку и окружающей среде.
Применяемая в данном методе вода существенно сокращает ее запас в мире. Для некоторых стран это становится угрозой мирового масштаба.

Последствия добычи сланцевой нефти

При разработке месторождений «необыкновенной» нефти способом бурения горизонтальными скважинами с последующим разрывом пласта возникают необратимые последствия в экологической обстановке. Основные проблемы, возникающие при добыче нефти:

При переработке сланцев выделяется огромное количество углекислого газа в атмосферу. Вследствие этого - парниковый эффект, изменение климата.
Бурение скважин и последующее их взрывание приводит к разрушению земной коры, землетрясениям в местах добычи.
Применяемые химические растворы отравляют почву. Есть большая вероятность того, что химические составляющие могут попасть в систему водоснабжения населенного пункта. Именно поэтому в некоторых странах (Франция, Швейцария и т.д.) данный метод запрещен.
Необходимы огромные запасы пресной воды при разработке месторождений, которой на планете становится все меньше.

Запасы «необыкновенного черного золота» в России

Как говорилось выше, основная часть добычи сланцев приходится на США. Но самыми большими запасами обладает Россия (более 20% мировых запасов). По запасам сланцевого занимает почетное 9-е место, уступая Китаю.

Сланцевая нефть в России не пользуется такой популярностью, как, например, в США, несмотря на огромные залежи. Одно из основных месторождений находится в районе Сибири (Баженовская свита), но, по оценкам геологов, есть недостаточно данных для разработки этого огромного месторождения.

Добыча сланцевой нефти в России не ведется из-за ее высокой себестоимости, да и большой необходимости в этом нет. Достаточно запасов обычной нефти, которых хватит еще на несколько десятилетий при условиях соблюдения нескольких факторов:

Точная оценка запасов месторождения.
При разработке залежей применять такую технологию добычи, при которой наиболее полно извлекается ископаемое.
Геологическая разведка использует современные методы и технологии для точной оценки запасов и мест их залегания.

Опыт других стран

В Китае сланцевая нефть - это, несомненно, перспективный энергоресурс. Основные запасы месторождения находятся там, где остро встает проблема нехватки воды. Тогда был успешно применен метод экстрагирования нефтяных и газовых запасов двуокисью углерода. Процесс протекает при низких температурах (до 40 градусов Цельсия). Такой способ применим для переработки сырья с невысоким содержанием углеводородов.

Австралия на данный момент имеет более 100 месторождений нефти, которые с успехом разрабатываются и, по оценкам ученых, запасов хватит еще на несколько десятилетий, а то и больше.

Другие способы добычи: преимущества, недостатки

Сланцевая нефть - это альтернатива «обычной» нефти. Запасы «необыкновенного черного золота», по подсчетам ученых, гораздо больше запасов «традиционной» нефти. Но себестоимость добычи достаточно высока. Чтобы приступить к разработке месторождения, нужны точные данные геологоразведки.

При разработке месторождения встает вопрос о снижении потребления воды при применении метода разрыва пласта. Канадскими учеными была разработана технология безводного разрыва пласта. Для этого вместо воды в пласт закачивается сжиженный пропан в виде густого геля. Преимущество его состоит в том, что внутри пласта он полностью растворяется и на поверхность выходит вместе с добытым газом. Такой способ наиболее экономичен и позволяет значительно снизить воздействие на окружающую среду и на человека. Основной недостаток - повышенная взрывоопасность.

Еще один метод безводного разрыва - это использование пены. Трещина наполняется гелевым раствором с азотом или углекислым газом. Образовавшаяся пена выдавливает раствор из пласта и позволяет получить большое содержание углеводородов.

Применение безводного разрыва пласта - это огромный скачок в решении проблемы нехватки пресной воды. Кроме того, данные методы наименее опасны для окружающей среды, что является немаловажным фактором.

Но для применения того или иного способа необходимы точные данные о месте залегания пласта, его строении. При помощи компьютерного моделирования можно отследить возможные последствия при использовании данных методов и при необходимости скорректировать данные.