Сланцевую нефть добывают методом горизонтального бурения с гидроразрывами пласта. Способ наносит непоправимый урон экологии. За десять лет разработки в США вложено на 200 млрд $ больше, чем получено.

Пожалуй, ни одно из полезных ископаемых не вызвало столько разговоров, скандалов, надежд и слухов в двадцать первом веке, как сланцевые нефть и газ. Добыча сланцевой нефти вызывает не менее бурные обсуждения геологами, экологами и экономистами. Запасы сланцевой нефти в природе в 2,3 раза богаче, чем обычной, поэтому даже при большей себестоимости именно с ней связывали дальнейшие перспективы развития добывающей отрасли. В течение почти двух десятилетий технологии нефтедобычи усиленно развивались именно в этом направлении.

В тему: Прогноз по добыче обычной нефти в 2020 г.

Из продуктов нефтепереработки или с их помощью создается сегодня практически каждая вещь, которая нас окружает. Синтетические ткани, пластик, даже парфюмерия и косметика – это продукты нефтеперерабатывающей отрасли. Бурное использование закономерно привело к тому, что запасы природных ресурсов истощаются. Технология добычи усложняется, так как приходится забираться все глубже в недра земли. Сегодня используют не только бедные углеводородами слои, но и вещество, которое, по сути, еще не успело стать настоящей нефтью.

Примерно к 2002 году относят начало того, что получило название «сланцевой революции» –  в США впервые применили технологию наклонно-направленного бурения и гидроразрывов пласта. Выполнено это было на месторождении Барнетт компанией Devon Energy.

Нефть, которая взбудоражила весь мир, содержится в горючих сланцах – горных структурах, образованных наслоениями различных минералов, в основном в водных условиях. Она близка по составу к традиционной, но представляет собой еще не превратившиеся в нефть остатки водоплавающих организмов и водорослей, которые называются керогеном или протонефтью. Сланцевую нефть получают из керогена с помощью пиролиза, термического растворения или гидрирования.

В горючих сланцах содержится также обычная или легкая нефть, только характер ее распространения сильно отличается от традиционного: пласты очень тонкие, порода ей буквально пропитана. По своему составу эти два углеводорода практически одинаковые, способ добычи из горючих сланцев похож, разница только в дальнейшей обработке, поэтому термин «сланцевая нефть» применяется к обоим типам полезных ископаемых.

В тему: Какие минералы и руды относятся к полезным ископаемым.

Есть технология переработки горючих сланцев, добытых шахтным способом, в промышленных условиях, но это крайне дорогостоящая технология, которая на практике не рентабельна и практически не применяется.

Геологоразведка

Запасы горючих сланцев в природе довольно обширны, поэтому сейчас разведка направлена преимущественно на поиск удобных мест разработки. Например, в России до 80% залежей расположено на Дальнем Востоке, поэтому основное внимание уделяется Европейской части, чтобы и без того высокую себестоимость не увеличивать дорогостоящей доставкой.

Разведка проводится стандартными способами:

  • Геологическим – геологи ищут места выхода горючего сланца на поверхность земли.
  • Геофизическим –  по магнитному, электрическому, гравитационному полю Земли и характеру распространения звуковых волн составляются специальные географические карты. На их основании осуществляется дальнейшая разведка.
  • Геохимическим – делается химический анализ воды, почвы и воздуха.

На основании полученных данных производится пробное бурение. На конце бура находится специальная колонковая труба, которая захватывает цилиндрический пласт грунта для пробы – керн.

Попавшие в пробу горючие сланцы анализируют и определяют перспективы дальнейшей разработки скважины. Пробное бурение – дорогостоящий, но самый информативный способ определения перспективности месторождения.

Горизонтальное бурение с ГРП

ГРП – гидроразрыв пласта – это технология управляемых взрывов породы, которые высвобождают углеводороды из сланцев.

Основная сложность нефтедобычи из сланцевых слоев состоит в том, что они залегают на большой глубине, довольно тонкие и малонасыщенные. Чтобы обеспечить хорошую производительность, скважину приходится бурить не только вертикально, но и горизонтально. Технологии, которые позволяют добывать углеводороды подобным образом, еще продолжают развиваться. Каждый год начинают внедрять способы работ, которые еще несколько лет назад считались невозможными.

Суть технологии добычи углеводородов из залежей сланцевых пород:

  • Бурят вертикальную скважину (2-3 километра и более).
  • Дойдя до нефтеносного слоя, продолжают бурение в горизонтальной плоскости (еще на 2-3 километра).
  • Закачивают смесь воды с песком и специальными химическими веществами под давлением до 1500 атмосфер (метод фрекинга).
  • Гидроразрывы породы приводят к образованию трещин, благодаря которым усиливается скорость и объем выделения углеводородов.
  • Сырье поднимают на поверхность для дальнейшей обработки.

Если речь идет о процессе добычи керогена, то бурение производится на значительно большую глубину. Протонефти нужно «дозреть» при высоких температурах, для чего используют одну из технологий:

  • Пиролиз. Пласт нагревают до 900°С.
  • Гидрирование. С помощью катализатора (медь, никель, платина) происходит химическая реакция с водородом, при которой температура поднимается до 400°С.
  • Термическое воздействие. Пласт нагревают до 800°С, после чего дают отстояться.

Поднятая на поверхность нефть-сырец проходит те же процессы, что и добытая обычным способом.

К сожалению, добыча сланцевой нефти ведет к серьезным проблемам с экологией. Взрывы на глубине залегания грунтовых вод приводят к их загрязнению ядовитыми веществами. От отравления гибнет флора и фауна даже на больших расстояниях от места разработки. Кроме того, сейсмологи говорят об опасности применения подобных технологий из-за риска вызова серьезных землетрясений.

Сланцевая нефть в России и в мире

Сланцевая революция зародилась в Соединенных Штатах Америки, однако значение разработки природного ресурса оказалось несколько преувеличенным. По данным РИА Новости, за десять лет нефтедобычи из сланцевых пород в США инвесторами было потрачено на 200 млрд долларов больше, чем получено прибыли.

Таблица 1. Мировые запасы сланцевой нефти

 

Объем запасов, млрд баррелей

Всего в мире

345

США

78,2

Россия

74,6

Китай

32,2

Источник: dprom.online

Общих запасов углеводородов в мире довольно много, вот только добыча большой части нерентабельна. По расчетам ученых запасов может хватить на полвека, однако через несколько лет начнет ощущаться дефицит. Уже сейчас стало ясно, что будущее не за углеводородами, а за альтернативными источниками энергии – солнцем, ветром и другими.