История развития добычи сланцевого газа и нефти

Открытие новых источников энергетических ресурсов является для человечества потребностью и однозначной необходимостью. В последнее время всеми энергозависимыми странами активно развиваются технологии-заменители по производству возобновляемого топлива. Отметим, что ни одна имеющаяся технология не может даже потенциально заменить ископаемые энергоресурсы, эта тенденция определяет структуру и тенденцию развития мирового энергетического рынка, а развитие научных технологий на сегодняшний день не предполагает качественного скачка в разработке новых источников энергосырья. Очевидно, что самоорганизация рыночного механизма однозначно определяет появление товаров-заменителей (желательно возобновляемых), которые будут оказывать существенное влияние на структуру мирового энергетического рынка, но не приведут к его качественному изменению из-за достаточно низкой эффективности потенциала всех современных возобновляемых технологий. Единственным энергоисточником, имеющим на сегодняшний день исключительные качества товара-заменителя, является сланцевый газ.

Сланцевый газ (англ. shale gas) - это тот же самый природный газ, но способ его залегания в недрах иной (хранится в виде небольших газовых образованиях, коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы (газоносные сланцы) Земли). Он находится в рассеянном состоянии, поэтому требует специальные технологи добычи, чем для обычного газа.

Сланцевый газ состоит из метана с примесями углекислого газа, азота и сероводорода. Сланцевый газ не образует больших скоплений, но за счет вскрытия больших площадей можно получать значительное количество такого газа. По одним данным, мировые запасы сланцевого газа оцениваются в 200 трлн. м, по другим - в 450 трлн. куб.м.

Первая коммерческая добыча газа из сланцевого месторождения была осуществлена в 1821 году Вильямом Хартом на месторождении Fredonia (New York). О сланцевом газе в России стало известно еще в 70-е годы, но добывать его тогда было экономически невыгодно из-за высокой себестоимости. На себестоимость добычи газа существенно влияет содержание глины в жестких песках, которая поглощает энергию гидроразрыва, что требует увеличения объема используемых химикатов. Каждое месторождение имеет свой уникальный объем диоксида серы, поэтому, чем ниже этот показатель, тем выше цена реализации газа.

Однако промышленники быстро разочаровались в сланцах как в источнике газа. Эта порода отличается плотностью и низкой пористостью, и газ залегает в небольших изолированных "карманах". Чтобы добыть его, требуется пробурить множество скважин, каждая из которых даст лишь очень небольшой объем газа.

Пионером в области добычи сланцевого газа в США является геолог Джордж Митчелл, который в конце 1970-х годов взял в аренду лицензионный участок и начал бурить на нем вертикальные скважины. Однако в вертикальных скважинах не оказалось пластов песчаника, карбонатных резервуаров и коллекторов. Почти разорившись, Митчелл приступил к бурению горизонтальных скважин, используя новые технологии гидроразрыва. После этого притоки газа стали более значительными. Митчелл попал на самый перспективный участок месторождения Барнетт.

В те же годы, во время обострения проблемы энергетической безопасности в США, правительство, находясь в поиске возможных решений, вспомнило и о сланцах. Были проведены разведочные работы, в ходе которых выявлены четыре огромные сланцевые структуры - Barnett, Haynesville, Fayetteville и Marcellus, простирающиеся на десятки тысяч квадратных километров и, по-видимому, содержащие гигантские запасы природного газа.

В 90-е годы ряд небольших компаний, крупнейшей и наиболее активной из которых стала Chesapeake Energy, решили вернуться к идее извлечения газа из сланцевых пластов. В то время потребление газа в США быстро увеличивалось вследствие массового строительства по всей стране эффективных и экологически чистых парогазовых энергоблоков, цены на газ были весьма высоки, так что, как говорится, «игра стоила свеч».

При добыче газа из сланцевых пород произошел настоящий технологический прорыв. Теперь вместо множества одиночных вертикальных скважин пробуривается одна, от которой затем на большой глубине расходятся горизонтальные скважины, длина которых может достигать 2-3 км. Затем в пробуренные породы закачивается под давлением смесь песка, воды и химикатов. Гидроудар разрушает перегородки газовых карманов, что позволяет собрать все запасы газа и откачать их через все тот же вертикальный ствол. Этот метод был разработан в Соединенных Штатах. При такой технологии резко сокращается нужда в сооружении внутрипромысловых газопроводов, а сам процесс бурения более точен и идет очень быстро. Подобный подход позволяет вести газодобычу в густонаселенных районах, поскольку на поверхности инфраструктура минимальна, притом, что сами разработки ведутся на очень большой территории.

Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США вначале 2000-х гг. на Barnett Shale, расположенном на северо-востоке Техаса, в бассейне Форт Ворт. На этом месторождении компания в 2002г. пробурила впервые горизонтальную скважину. Содержащие метан сланцы верхнего карбона одноименной с пластом формации залегают на глубинах от 750 до 2400 м на площади 13 тыс. кв. км. Мощность пласта изменяется от 12 до 270 м. Доказанные извлекаемые запасы были приняты в размере 59 млрд куб. м. В настоящее время они полностью выбраны.

- Вам это пригодится:

- Технология добычи сланцевого газа в США

- Себестоимость добычи сланцевого газа

- Сланцевый газ в Европе