Как добывают сланцевую нефть технология добычи. Другие способы добычи: преимущества, недостатки
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.
Недостаток технологии.
- это сколько?Использование метода гидроразрыва приводит к достаточно быстрому изнашиванию и старению скважины. Уже спустя год после начала разработки скважины отмечается падение объемов добычи на 80 %. Именно поэтому нефтедобывающие компании используют скважины в течение полутора-двух лет. После чего возникает необходимость остановки добычи и поиска бурения новых скважин на существенном удалении от заброшенных выработок.
Еще одним существенным недостатком использования данной технологии добычи сланцевой нефти является увеличенный выброс углекислого газа. В процессе гидроразрыва количество выделяемого углекислого газа резко увеличивается. Общеизвестно, что углекислый газ приводит к проблемам с озоновым слоем, который является защитой для всей планеты от радиации из космоса. В настоящее время производители нефти и учёные из ведущих университетов разрабатывают специальные технологии, которые позволят осуществлять захват углекислого газа, который выделяется при подрыве пласта. В последующем захваченный углекислый газ будет перерабатываться в электроэнергию. Тем самым планируют повысить эффективность добычи сланцевой нефти.
Атланты держат небо…
Сланцевая нефть — это полезное ископаемое, получаемое из залежей органического происхождения, представляющих собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов под воздействием геологических факторов.Различаются два типа запасов сланцевой нефти. Первый тип представляет собой обычную нефть легких фракций, находящуюся в низкопроницаемых коллекторах. Добывают её с помощью бурения горизонтальных скважин и гидроразрывов пласта. В США этот тип нефти обозначен термином «tight oil» (tight — малопроницаемый).
Второй тип сланцевой нефти представляет собой нефть «shale oil», получаемую из находящегося в сланцевой породе керогена. Кероген – это вещество, которое еще не успело стать нефтью, но находящееся в процессе превращения в неё. Для того, чтобы ускорить это превращение кероген необходимо термически обработать, термическая обработка разлагает его на составляющие. Добыча подобной нефти — дорогое удовольствие, потому что мало просто «нагреть» скважины (что само по себе сложно), но и вокруг создать «замораживающие».
Существуют два способа добычи сланцевой нефти. Первый – это добыча сланцевой породы открытым способом. Нефтенасыщенная порода добывается при помощи буровзрывных работ, грузится в забое и через шахтный ствол подаётся на поверхность, где перерабатывается на специальных установках с выделением нефтяных фракций.
Второй предполагает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. Для разрыва пласта вводятся смеси воды, песка и химических веществ в газоносные породы под огромным давлением (500-1500 атм). Основная опасность для экологии при этом заключается в использовании большого количества химикатов, которые смешиваются с водой и песком. Химическая смесь пропитывает породу, что ведёт к загрязнению больших территорий, а также грунтовых вод.
Оба способа высокозатратные. Себестоимость первого 90-100 долларов за баррель, второго 50-60 долларов.
«Классическая» нефть, извлекаемая в России, обходится примерно в 15 долларов за баррель. В Саудовской Аравии — 8
Крупнейшие места добычи сланцевой нефти в США
- Баккен (Bakken). Штат Северная Дакота (3,65 млрд баррелей)
- Игл Форд (Eagle Ford). Техас (3 млрд баррелей).
- Монтерей. Центральная Калифорния (600 млн. баррелей)
Сланцевой революции мир обязан Джорджу Митчеллу
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.
Сланцевая нефть – энергоресурс будущего, эту трактовку слышали все. Так ли это? Что это за альтернатива традиционной нефти, и какие риски несет в себе ее добыча?
«Сланцевое золото»
Запасы горючего сланца, из которого сегодня добывают сланцевую нефть и газ, образовались около 450 миллионов лет назад на дне доисторического моря из минеральных и органических частей (керогена). Последний, который также часто называют «протонефтью», сформировался из остатков растений и живых организмов. От его «исходного материала» зависит и полезное ископаемое, которое можно получить в результате разработки его месторождения.
Так, кероген I и II типов, состоящий из остатков простейших водорослей или из примести наземных и морских растений, при нагреве образует жидкие углеводороды – смолу, близкую по составу нефтяным углеводородам. Ее-то и называют сланцевой нефтью.
А из типа III, возникшего из древесных пород наземного происхождения, получают газообразные углеводороды – сланцевый газ.
Горючего сланца на порядок больше, чем открытых месторождений традиционной нефти. По нынешним подсчетам, общие объемы сланцевых запасов составляют порядка 650 трлн. тонн, из которых можно получить до 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Это в 13 раз больше, чем запасов традиционной нефти.
При нынешнем уровне потребления такого количества хватит еще на 300 лет постоянной добычи.
Но не все так просто. По данным компании Shell, разработка экономически целесообразна лишь на самых богатых сланцевых месторождениях, с содержанием нефти от 90 литров на тонну сланца и толщиной пласта не менее 30 метров. Лишь треть мировых запасов подходит под данные критерии.
Большая их часть, по оценке аналитика Г. Бирга – около 70% (24,7 трлн. т сланцевой нефти) находится в США. Это такие крупные месторождения, как Bakken в Северной и Южной Дакоте, Eagle Fort в Техасе и Bone Spring в Нью-Мехико. Их разработка и породила всеобщий ажиотаж XXI века, известный как «сланцевая революция».
Россия, по мнению Бирга, занимает твердое второе место – в нашей стране около 7% запасов сланцевой нефти. В основном это залежи Баженовской свиты – месторождения в Западной Сибири. При этом, по мнению Управления энергетической информации США (EIA), запасы России наиболее перспективны из-за условий добычи.
Добыча
Сегодня сланцевую нефть добывают двумя основными способами. Первый, который в свое время активно разрабатывался в СССР, представляет собой добычу сланца через шахту, и его последующую обработку на специальных установках-реакторах, во время которой из породы выделяют саму сланцевую нефть. Этот метод популярностью у добывающих компаний не пользуется из-за своей дороговизны – себестоимость барреля нефти на выходе составляет 75-90 долларов (по ценам 2005 года).
Второй способ – добыча сланцевой нефти сразу из пласта. Обычно для этого применяется фрекинг или технологию гидроразрыва. В прорубленную горизонтальную скважину закачивается «жидкость разрыва» (обычно это либо вода, либо гелий, либо кислота с примесью химикатов), которая при высоком давлении разрушает сланцевый пласт, образуя в нем трещины, и «вымывает» оттуда нефть в более удобные для добычи резервуары.
На сегодняшний день, этот метод считается наиболее выгодным. Он рентабелен при минимальной стоимости нефти – 50-60 долларов за баррель. Но конкурировать с традиционным методом добычи нефти ему все равно не по силам: ни по дешевизне, ни по безопасности.
При нынешнем уровне развития технологий, оба способа в состоянии повлечь за собой экологическую катастрофу. В первом случае, при переработке сланца в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа СО2, что чревато усилением парникового эффекта, глобальным потеплением, таянием ледников и озоновыми дырами в атмосфере. Его утилизация по-прежнему остается нерешенной загадкой для ученых. Кроме того, переработка сланца требует огромного количества воды и производит много отходов – примерно 700 кг на два барреля нефти.
Фрекинг: новая экологическая угроза
Фрекинг грозит еще большими экологическими рисками. Наглядным показателем служит уже то, что в некоторых странах (Франции, Румынии, Болгарии) он попросту запрещен.
Основная опасность для экологии заключается в большом количестве химикатов, которые закачиваются под землю вместе с водой и песком для разрыва пласта. Операцию фрекинга приходится повторять на одной территории до 10 раз в год. За это время опасные вещества пропитывают породу, что приводит к загрязнению не только почвы, но и грунтовых вод. Поэтому в местах добычи сланцевых ископаемых постоянно наблюдается мор животных, птиц, рыб, встречаются «метановые ручьи». У людей, которым не посчастливилось жить рядом с месторождением, наблюдаются частые головные боли, потери сознания, астма, отравления и прочее негативные последствия для здоровья.
Впрочем, как показывает практика, богатая нефтью или газом вода тоже здоровья не прибавляет. Так вода в местах разработки сланца иногда приобретает характерный черный оттенок и способность к возгоранию. В некоторых регионах США даже появилась своя «местная» забава: поджигать воду, текущую из крана.
Отравление окружающей среды – не единственная опасность фрекинга. Экологи предупреждают, что разрыв геологического пласта, который нарушает структуру земной коры, может привести к геологическим сдвигам и крупным землетрясениям в местах добычи.
На стадии разработки
Сланцевая нефть может повлечь за собой настоящую революцию на нефтяном рынке и в мировой экономике. В случае дальнейшей успешной разработки вопрос об альтернативной энергии и биотопливе исчезнет из списка первостепенных задач человечества еще на пару сотен лет. Так что, по мнению экспертов, у сланцевой нефти гигантский потенциал. Но будет ли он реализован?
Экологическая угроза – не единственная причина, почему большинство стран до сих пор не взялись за свои сланцевые запасы. Сегодня технологии их разработки находятся на самой начальной стадии развития. Наибольших успехов в этой области удалось пока добиться только США и Канаде, но их методы пригодны далеко не для всех месторождений в связи с геологическими различиями. Так что, «сланцевая революция» в ближайшее время ожидается не везде.
Останавливает производителей и существенная дороговизна добычи, которая с учетом нынешних цен на нефть и вовсе превратила этот бизнес в нерентабельный.
Так, 4 января 2015 года североамериканская компания WBH Energy, специализирующаяся на добычи сланцевых нефти и газа, подала заявку на банкротство. Как правильно определил эксперт крупной сервисной корпорации Schlumberger Ричард Льюис: «Сланцевые плеи еще находятся на экспериментальной стадии развития».