Процесс добычи сланцевого газа

Технология добычи сланцевого газа – горизонтальное бурение с гидроразрывами, дороже, чем природного. Транспортировать его можно только в сжиженном виде, что требует строительства специальных заводов. Однако запасы настолько велики, что разработку ведет все больше стран, которых не страшит вред экологии. В конце 2019 года в Китае были обнаружены крупнейшие запасы, которые могут в очередной раз привести к перераспределению влияния на мировом рынке.

Сланцевый газ отличается от обычного, природного, большим количеством примесей: углекислого газа, аммиака и сероводорода. Название свое он получил из-за особенностей залегания в недрах земли – в пластах сланцев. Добыча сланцевого газа также имеет некоторые отличия, в основном связанные с тем, что сланец – очень плотная порода, с низкой пористостью – всего 3-4%, залегающая глубже, чем месторождения природного газа. Таким образом, чтобы добыть углеводород из сланца, приходится делать более глубокие скважины, кроме того, искать технологии "разрыхления" плотной породы.

Добывать сланцевый газ научились довольно давно – еще в 1821 году в США. Разрабатывали месторождения и в Советском Союзе, но проекты были свернуты из-за низкой рентабельности.

По прогнозам, запасы природного газа в мире составляют порядка 36 триллионов баррелей, а сланцевого, по оценке разных источников – 187-760 триллионов. Глядя на эти цифры, становится понятным желание заниматься разработками и развитием технологий добычи именно этого природного ресурса.

В тему: Сколько в России запасы обычного газа.

Геологоразведка

Как уже было сказано выше, сланец – очень плотная порода, к тому же залегающая на глубине около пяти километров. Это сильно затрудняет его поиск и именно поэтому оценки общего содержания его в земной коре настолько различны. Обычные способы геологоразведки в этом случае дают мало информации. Самый информативный и распространенный – пробное бурение.

По тем или иным признакам геологи предполагают, что в недрах земли возможно залегание сланца, содержащего нужный углеводород. Производится пробное бурение, в ходе которого достают пробы грунта, так называемые керны. После анализа специалисты делают выводы о том, стоит ли продолжать разработку. Если сланцы содержат нужные вещества, производят пробный гидроразрыв и забирают пробу газа. По его анализу делают вывод о том, стоит ли начинать разработку месторождения.

Такой метод геологоразведки довольно дорог, но он полностью окупается после начала разработки, особенно, если кроме газа сланец содержит нефть. Добыча сразу двух полезных ископаемых существенно увеличивает рентабельность работ.

Все прогнозы в данной ситуации носят только опытный характер, точных данных, к сожалению, получить нельзя. Для дальнейшей работы применяют метод сейсмического моделирования. С его помощью не только создают в компьютерной программе геологическую модель пласта, но и прогнозируют сейсмическую активность, так как гидроразрывы, по сути – искусственно вызванные землетрясения в миниатюре.  

Одним из главных аргументов против добычи углеводородов в сланцевых породах как раз является риск вызова землетрясений после серий гидроразрывов необходимых для создания трещин в сланце.

Бурение скважины

Бурение скважины в сланце имеет несколько характерных особенностей:

• Бур двигается как вертикально, так и горизонтально, следуя конфигурации пласта.
• Срок эксплуатации скважины – 5-10 лет (обычной 30-50 лет).
• Большое количество скважин на одном месторождении (до десятков тысяч).

Сначала бурят обычную, вертикальную скважину. Как только бур доходит до нужного слоя сланцевой породы, он разворачивается и продолжает прокладывать путь горизонтально или под наклоном, следуя направлению пласта.

Рекордная длина горизонтального участка скважины – 12 километров, пробурена на Сахалине.

В скважину опускают стальные трубы разного диаметра. Для изоляции от грунтовых вод и пористых почв, пространство между трубой и грунтом заполняется цементом.

Гидроразрыв

Чтобы добыть газ из сланца, надо увеличить проницаемость породы. Для этого требуется нарушить ее целостность. На сегодняшний день этого добиваются множественными разрывами породы с помощью специальной смеси на основе воды. Процесс получил название гидроразрыва или фрекинга.

По проложенным трубам в скважину закачивается смесь, состоящая из воды, химических реагентов и маленьких гранул, размером 0,5-1,5 мм. Количество химических реагентов достигает сотни. Гранулы нужны для того, чтобы не дать после разрыва породе "схлопнуться", для этой цели часто применяют песок, керамику, сталь или пластик.

Смесь в определенных местах скважины вступает в химическую реакцию и происходит гидроразрыв. В породе образуется множество трещин, к которые взрывом заносит гранулы.

Воду откачивают, очищают и используют повторно, а в породе остается множество трещин, из которых выкачивают сланцевый газ.

Транспортировка

Из-за повышенного содержания примесей сланцевый газ во много раз взрывоопаснее, чем природный. Перекачивать его по обычным газопроводам невозможно. Для того, чтобы перевозить его на большие расстояния применяют несколько способов:

• Строят завод по очистке до состояния природного и дальнейшей транспортировке по газопроводам. Из-за низкой рентабельности такой метод практически не применяется.
• Закачивают в баллоны и перевозят.
• Применяют специальные технологии для создания сжиженного газа и перевозят с помощью судов-газовозов.

Экология

Сланцевый газ могли бы добывать в большинстве стран, так как запасы его довольно велики и распространены. Однако последствия для экологии могут оказаться губительными. Из-за протестов экологов и населения разработка запрещена практически во всех европейских государствах.

Основные доводы экологов:

• Закачиваемые в скважины химические реагенты в большинстве своем токсичны. При взрыве они попадают в глубокозалегающие грунтовые воды, которые разносят отраву на большие расстояния. Это подвергает риску гибели не только животных и растения, но и людей.
• Большое количество взрывов на глубине приводят к ухудшению сейсмологической обстановки и могут вызывать землетрясения даже там, где обычно их не бывает.

Экономика

Сланцевый газ оказал огромное влияние на экономическую ситуацию на рынке углеводородов. США, которые на протяжении долгих лет импортировали этот ресурс, благодаря разработке технологий добычи, в 2009 году стали экспортерами, постоянно наращивающими свое влияние на международном рынке.

Как уже было сказано ранее, этот углеводород на дальние расстояния можно перевозить только в сжиженном виде. Независимо от происхождения – сланцевого или природного (угольного), сжиженный газ на рынке называется одинаково – СПГ.

Некоторое время на мировом рынке СПГ Россия сильно отставала, но в 2019 году на полную мощность заработал проект "Ямал СПГ", который смог выдавать даже большие объемы, чем было заложено в проекте. В результате, по данным портала Neftegaz.ru экспорт СПГ из России за 1-3 кварталы 2019 года вырос на 59,9%, а доходы от него на 50,3%. Таким образом, Россия по объему добычи делит лидирующее место с США.

В сентябре 2019 года в Китае найдено крупнейшее месторождение сланцевого газа – 741 миллиард кубометров (точные цифры в источниках сильно разнятся, но общепринятое мнение – китайские запасы величайшие в мире).

Источники: Rambler.финансы, RT

Главная интрига СПГ – он составляет конкуренцию трубопроводному газу. Ситуация на сегодняшний день такова, что за поставки в Европу и Азию будут бороться не только разные страны, но и два российских производителя – "Газпром" (трубопроводы) и "Новатэк" (СПГ). На фоне этой борьбы ожидается падение цен на газ, которые и так стремятся к минимуму за последнее десятилетие.

Материал в тему: Как добывают сланцевую нефть.