сланцевый газ что это такое простыми словами

Сланцевый газ

Сланцевый газ — разновидность природного газа, добывается из сланца, состоит преимущественно из метана.

Запасы отдельных сланцевых газовых коллекторов невелики, но в совокупности их достаточно для организации промышленной добычи.

Сланцевые залежи встречаются на всех континентах, что теоретически предполагает обеспечение необходимыми энергоресурсами любой страны, в том числе энергозависимой.

Добыча сланцевого газа имеет высокую себестоимость.

Первоначально это было связано с необходимостью вскрытия больших площадей, с использованием технологии гидроразрыва пластов (ГРП) и постоянного бурения большого количества длинных горизонтальных скважин с созданием трещин в скважине через определенные интервалы и откачивания газа.

Первая промышленная добыча газа из сланцевого месторождения была осуществлена в США.

В 1992 г. технология была усовершенствована объединением вертикального и горизонтального бурения, что дало снижение себестоимости добычи сланцевого газа.

Современная технология добычи сланцевого газа включает бурение одной вертикальной скважины и нескольких горизонтальных скважин с мультиотводами на одной глубине, а также многоступенчатых горизонтальных скважин с длиной горизонтального отвода до 3-х км.

В пробуренные скважины закачивается смесь воды, песка и химикатов, в результате гидроудара разрушаются стенки газовых коллекторов, и весь доступный газ откачивается на поверхность.

Процесс горизонтального бурения проводится посредством инновационной методики сейсмического моделирования 3D GEO, которая предполагает сочетание геологических исследований и картирования с компьютерной обработкой данных, включая визуализацию.

При бурении горизонтальной скважины важно соблюдать правила бурения, к чему относится, например, выбор правильного угла бурения, соответствующего углу наклона сланцевого пласта.

Показателями стоимости добычи сланцевого газа могут служить:

содержание глины в жестких песках, которая поглощает энергию гидроразрыва, что требует увеличения объема используемых химикатов и повышает себестоимость газа;

содержание диоксида серы, чем ниже показатель объема диоксида серы, тем выше цена реализации газа;

содержание керогена ( углеродсодержащей органики);

себестоимость добычи ниже в толстых и термически-зрелых сланцах, обычно относящиеся к палеозойской и мезозойской эрам (пермский, девонский, ордовикский, силурийский периоды);

Достоинства добычи сланцевого газа:

разработка сланцевых месторождений с использованием глубинного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах может быть проведена в густозаселенных районах;

сланцевые месторождения газа находятся в непосредственной близости от конечных потребителей;

добыча сланцевого газа происходит без потери парниковых газов.

Недостатки добычи сланцевого газа:

технология гидроразрыва пласта требует крупных запасов воды вблизи месторождений, для одного гидроразрыва используется смесь воды (7500 тонн), песка и химикатов. В результате вблизи месторождений скапливаются значительные объемы отработанной загрязненной воды, которую сложно утилизировать с соблюдением экологических норм;

сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, чем скважины обычного природного газа;

для добычи газа используется около 85 токсичных веществ, хотя точные формулы химического коктейля для гидроразрыва в компаниях, добывающих сланцевый газ, являются конфиденциальными;

при добыче сланцевого газа имеются значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта;

добыча сланцевого газа рентабельна только при наличии спроса и высоких цен на газ;

сланцевые месторождения палеозойской и мезозойской эры, имеют высокий уровень гамма-излучения, что приводит к повышению радиационного фона в результате гидроразрыва пластов.

Экология стала главной проблемой добычи сланцевого газа.

Без дальнейшего усовершенствования технологии добычи сланцевого газа с целью контроля выбросов метана, загрязнения почвы и грунтовых вод, сланцевый газ не сможет стать в ближайшее время достойной альтернативой природному газу.

Тем не менее, при соответствующем экологическом контроле промышленная добыча сланцевого газа возможна малозаселенных районах.

Источник

Сланцевый Газ — что это такое и как его добывают.

Сланцевый газ (Shale Gas) – это природный газ, который добывается из сланцевых скважин, а именно из богатой газом горной породы – сланца.

Что такое СЛАНЦЕВЫЙ ГАЗ – значение, определение простыми словами.

Простыми словами, Сланцевый газ – это практически такой же природный газ, как и тот, что изымается из более привычных газовых залежей, но добывается он другим способом, о чем мы поговорим далее.

Что такое Сланец?

Прежде чем приступить к краткому описанию того как добывают сланцевый газ, следует разобраться, что именно из себя представляет тот самый сланец из которого добывается газ.

Сланец – это весьма распространенная форма осадочной породы, которая встречается практически по всему миру. Данная порода формируется из песка, грязи, глины и других мелких частиц минералов таких как кварц. Со временем данная смесь осаждается и сильно сжимается образуя залежи сланца. Подобные пласты встречаются в породах палеозойского и мезозойского периода, что приводит нас к тому, что им в среднем от 500 до 700 миллионов лет. Помимо того, что в сланцах содержится природный газ, данная порода включает в себя целый набор полезных органических веществ, которые могут быть использованы людьми в различных целях. Довольно часто сланец используют в различных промышленных целях в качестве наполнителя для бетона или кирпича. Также сланцевые пласты служат бесценным источником научной информации о древней эпохе нашей планеты. Дело в том, что в сланцах содержится огромное количество всевозможных окаменелостей, которые могут предоставить информацию о разных временах в геологической истории Земли.

Добыча сланцевого газа – как добывают сланцевый газ?

Как и при многих других методах добычи полезных ископаемых, технология добычи сланцевого газа состоит из нескольких важнейших этапов:

Разведка.

На данном этапе компания которая планирует добывать газ проводит оценку рентабельности и других показателей, связанных с добычей и влиянием на экологию. Если экологические нормы соответствуют законодательству региона, начинается процесс бурения нескольких пробных скважин. Из них будут браться пробы на количество содержащегося в сланце газа. Если все в порядке, то компания приступает к следующему этапу работы.

Бурение.

Процесс бурения скважин при добыче сланцевого газа изрядно отличается от стандартного — «просто пробурить глубокую дырку в земле». Все дело в том, что в отличие от традиционного способа добычи газа из газовых залежей, со сланцевым такая схема не работает. Основным различием выступает тот фактор, что сланцевый газ не находится в условном «газовом пузыре под землей». Он содержится в крошечных порах сланцевого пласта, расположенного горизонтально под поверхностью. Таким образом, пробурив вертикальную скважину на определенную глубину ее уводят в горизонтальную плоскость и бурят дальше пока это необходимо. Таким образом на участке добычи создаются несколько (возможно десятки) подобных скважин.

После процесса непосредственного бурения происходит герметизация скважин. Это необходимо для того, чтобы не допустить не контролированный выход газа и других химических материалов, связанных с добычей. Простыми словами, вставленные трубы изолируют различными герметичными уплотнителями, которые не пропускают газ на поверхность.

Установка оборудования для сбора газа.

Простыми словами на трубы устанавливают оборудование, которое будет принимать, сортировать и отправлять полученный продукт дальше по назначению.

Создание гидравлических разрывов.

Это самая уникальная часть процесса добычи сланцевого газа. Дело в том, что как мы уже знаем, нужный газ содержится в «порах» пласта, и сам по себе он выходить естественно не собирается. Для того чтобы он начал выделяться, добытчикам необходимо разрушить структуру пласта и освободить запертый там газ. В этих целях, практически в самый конец трубы продвигается специальный пиротехнический заряд. Он выстреливает в нужном месте создавая отверстия в трубе и ломает структуру пласта создавая в нем трещины. Поле этого в трубу под высоким давлением закачивается специальная смесь из воды и песка, которая собственно заполняет созданные трещины. Песок в свою очередь не дает трещинам сомкнуться обратно и отлично пропускает газ. Подобная процедура при необходимости повторяется по всей горизонтальной плоскости скважины.

Сбор, сортировка, хранение и доставка газа.

Как уже стало понятным из прошлого этапа, после манипуляций с гидравлическим разрывом, в трубы начинает поступать газ, вода и другие материалы которые содержатся в недрах. На поверхности, специально установленные сортировальные установки разделяют газ и воду. Газ отправляется в специальные коллекторы, а вода в свою очередь поступает на переработку и снова используется для создания гидравлических разрывов. Именно таким образом и происходит добыча сланцевого газа.

Опасность добычи сланцевого газа.

Источник

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы.

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

Краткая характеристика сланцевого газа:

В основе механизма образования сланцевого газа лежат анаэробные химические процессы. Многочисленные органические вещества разлагаются в толще земельных пластов без участия кислорода, что приводит к образованию множества других веществ.

Именно концентрация керогена в сланцевом газе считается основным параметром его эффективности. Последних насчитывают три:

Изучая месторождения сланцевого газа , геологи, в первую очередь, оценивают толщину глинистого пласта, т.к. чем она больше, тем выше в нем концентрация природного ископаемого. Так, наиболее выгодной разработке, с экономической точки зрения, подлежат толстые пласты III типа.

Согласно данным экономических отчетов, общие запасы сланцевого газа в мире составляют около 456 триллионов кубических метров. На территории России объемы этого природного ископаемого, согласно экспертной оценке специалистов, насчитывают 83,7 миллиардов кубических метров.

Физические свойства сланцевого газа:

История добычи сланцевого газа:

Подобные технологии были весьма затратные и приносили малую прибыль, т.к. для получения газа требовалось пробурить множество неглубоких скважин методом гидравлического разрыва пластов – в газовую горную породу приходилось подавать воду под высоким давлением, чтобы образовалась необходимая трещина, из которой впоследствии откачивался газ. С годами технологии совершенствовались, что повышало себестоимость добытых природных ресурсов, и, начиная с 2002 года, стало приносить хорошую прибыль. Эту дату считают отправной точкой новой технологической стадии в добыче газовых ресурсов, т.к. новейшие разработки позволили бурить глубокие скважины с гидроразрывом на нескольких стадиях одновременно, а вместо воды закачивать проппанты. Проппанты – гранулообразный материал – дал возможность закреплять полученные трещины, не позволяя им смыкаться под давлением пластов земной коры.

Хотя США и стали «отцами добычи» сланцевого газа, уже через несколько десятков лет подобные разработки стали проводиться в других странах. Сегодня добыча из имеющихся месторождений ведется на всех континентах.

Технология добычи сланцевого газа:

Одним из основных параметров, который специалисты обязаны тщательно просчитать перед началом разработки горизонтальной ветви, считается определение верного угла бурения – он должен точно соответствовать углу наклона самого сланцевого пласта. Второй параметр – расположение горизонтальной шахты: ее прохождение должно быть четко посередине, с равным и достаточным отступом от границ сланцевого пласта. Несоблюдение данных правил станет причиной утечки метана в щели и трещины, имеющиеся во всех слоях земной коры, т.е. потерю природного ископаемого.

Кроме сланцевых пластов, большие объемы сланцевого газа сосредоточены в газовых коллекторах. Эти «природные хранилища» тоже имеют свои особенности, и их необходимо учитывать при добыче. Так, концентрация возможна в:

Газ – «подвижное» ископаемое, чье движение подчиняется законам физики, поэтому он легко перемещается из одного пласта в другой, если давление в первом увеличивается. Эту особенность тоже стоит учитывать при разработке месторождений, т.к. для полноценной добычи потребуется создать зону с переменным давлением.

Уровень сегодняшнего технического прогресса позволяет получать глубокие скважины как с несколькими горизонтальными ответвлениями – мультиотводами на одном уровне, так и ступенчатые отводы, протяженность которых ограничивается 2 километрами.

Сланцевый газ – редкое ископаемое, запасы его в одном природном хранилище незначительные, в среднем, это 0,2 – 3,2 млрд м3/км2. Поэтому для коммерческой разработки, обусловленной получением прибыли, бурение ведется на значительных по площади территориях.

Преимущества добычи и использования сланцевого газа:

Газодобыча – одна из важных отраслей экономики любой цивилизованной страны. В добыче сланцевой разновидности голубого топлива имеется ряд преимуществ:

Проблемы добычи сланцевого газа:

Несмотря на явные плюсы для экономики и страны в целом, вокруг добычи сланцевого ископаемого ведутся серьезные споры. Это обусловлено рядом проблем, возникающих при разработке месторождений и использовании самого топлива.

Методика гидроудара, применяемая при бурении скважин, весьма затратная, т.к. включает использование крупных запасов водных ресурсов. Чем дальше они располагаются от залежей ископаемого, тем больше средств требуется потрать на их поставку к месту разработки. Кроме воды (в среднем, около 7500 тонн), смесь для разрыва включает песок и вредные химические вещества, которые после удара скапливаются на близлежащих с местом добычи территориях. Это является серьезным ущербом по экологии района, т.к. утилизировать жидкость с использованием всех норм и требований достаточно затратно, и данное правило газодобывающими компаниями обычно игнорируется.

Объем залежей сланцевого газа, по сравнению с природным, невелик, поэтому максимальный срок их разработки ограничивается 10-15 годами. Как результат – более частое бурение скважин, что отражается и на финансовых затратах, и на экологии территории, где происходит добыча.

Ни одна газодобывающая компания, проводящая разработку сланцевых месторождений, не афиширует состав смеси для гидравлического удара, скрывая данные о химических составляющих, входящих в ее основу. Однако есть данные, что это большое количество токсинов и отравляющих компонентов, число которых может превышать восемь десятков. Оценить, какой урон экологии наносит подобная мера, может каждый, особенно если учесть, что только для одного взрыва требуется от 80 до 300 тонн таких составляющих.

Некоторые месторождения отличаются и высоким радиационным фонон. Это связано с тем, что после гидроразрыва радиоактивные вещества, вместе с другими токсинами, проникают во все слои почвы и грунтовых вод, и неизменно выходят на поверхность земной коры, в воздух. Такая особенность присуща месторождениям, относящимся к мезозойской и палеозойской эрам, и, как это не прискорбно, именно они являются наиболее выгодными с экономической точки зрения.

Источник

Что такое сланцевый газ, где и как его добывают? Сланцевый газ и природный газ: отличие

Терминология

История

Первая коммерческая скважина по добыче газа из сланцевых пластов была пробурена в 1821 году во Фредонии (США) Уильямом Хартом. Масштабная добыча сланцевого природного газа (СПГ) в Америке была инициирована Томом Уордом и Джорджем Митчеллом. В 2002 году в Техасе компания Devon Energy впервые использовала наклонно-направленное бурение в комбинации с многостадийным подрывом пласта. Объемы извлечения сланцевого газа в США стали резко расти. СМИ стали называть этот процесс «газовой революцией». В результате в 2009 году Америка стала мировым лидером по добыче газа (745,3 млрд м 3 ). При этом на нетрадиционные источники (сланцевые и угольные пласты) приходилось 40 % добычи. Вскоре весь миру узнал о том, что такое сланцевый газ.

В 2010 году крупнейшие топливные компании с разных уголков планеты вложили в общей сложности 21 миллиард долларов в активы, связанные с добыванием газа из сланцев. Когда процесс начал набирать крупных оборотов, цена сланцевого газа в Америке стала стремительно падать. К началу 2012-го она была ниже, чем себестоимость добычи СПГ. В результате крупнейшая компания в этой сфере – Chesapeake Energy сократила производство на 8 %, а объем капитальных вложений – на 70 %.

В конце 2012 года газ в Америке стал стоить даже дешевле, чем в России. Лидеры отрасли стали массово сокращать добычу из-за финансовых трудностей. А компания Chesapeake Energy и вовсе оказалась на грани банкротства.

Как добывают сланцевый газ?

Затраты на поиск месторождений СПГ в значительной степени превышают затраты на проведение аналогичных работ с традиционным «голубым топливом». Из-за большой глубины залегания многие привычные методы исследования здесь оказываются неэффективными.

В целом разведка сланцевого природного газа происходит в три этапа:

Так как СПГ залегает в породе, обладающей низкой пористостью, его извлечение традиционными способами не представляется возможным.

Добыча сланцевого газа производится с использованием сразу трех технологий: это наклонно-горизонтальное бурение, многостадийный подрыв пласта и сейсмическое моделирование. Иногда второй метод заменяют более дорогим безводным пропановым фрекингом. Так как концентрация сланцевого газа невелика (0,2-0,3 млрд м 3 /км 2 ), для добычи значительных объемов необходимо покрыть скважинами большие площади земли.

Перспективы

Среди факторов, положительно влияющих на перспективу добычи газа из сланцев, можно отметить:

Вместе с тем у этого топлива есть и ряд недостатков:

Рассмотрим положение вещей в разных странах земного шара.

Америка

В результате пара новых терминалов для импорта сжиженных газов, построенная в Америке в дополнение к 10 работающим, создала избыток «голубого топлива». В 2010 году некоторые терминалы даже пробовали наладить экспорт горючего. В частности, фирма Freeport LNG Development подписала контракт с Южной Кореей и Японией о поставке 2,2 млн м 3 СПГ в год.

По предположению Международного энергетического агентства, добыча сланцевого газа в Америке к 2030 году будет составлять порядка 150 млрд м 3 в год. Тривиальный расчет, произведенный в 2014 году, показывает, что доказанных извлекаемых запасов СПГ в США при добыче на таком же уровне, как в 2014 году (330 млрд кубометров), хватит на 12 лет. Недоказанных же запасов должно хватить на 70 лет. Крупнейшие американские месторождения сланцевого газа: Barnett, Haynesville, Marcellus, Eagle Ford, и Fayetteville.

Европа

В ряде государств Европы также обнаружены крупные месторождения сланцевого газа. Речь идет о Польше, Австрии, Англии, Германии, Венгрии, Швеции и Украине.

В начале 2010 года появилась информация об открытии значительных запасов СПГ в Польше. В мае того же года планировалось начать освоение месторождений. В 2011 году издание Stratfor (США) ответило, что полякам потребуется вложить десятки миллиардов долларов, чтобы создать инфраструктуру, необходимую для нормальной деятельности по добычи вывяленных запасов. Издание отметило, что на эту работу у Польши могут уйти года или даже десятилетия. В конце 2011-го компания ExxonMobil пробурила на территории Польши пару экспериментальных скважин, однако уже в следующем году проект был закрыт из-за нерентабельности.

В остальных же европейских государствах вопрос по выработке сланцевого газа находится еще на стадии разведки. Согласно прогнозу Международной энергетической ассоциации, к 2030 году добыча СПГ в Европе может достичь 15 млрд кубометров за год.

Россия

В марте 2010 года Комитетом по энергетике был проведен круглый стол, на котором поднималась тема перспективы освоения ресурсов СПГ. Участники мероприятия предложили Правительству организовать работы по: оценке газосланцевого потенциала РФ, изучению передовых технологий по добычи нетрадиционного газа, а также оценке проблем, которые могут возникнуть в связи с развитием сланцевой промышленности в США и вероятной ее организацией в ряде других государств.

Многие председатели Газпрома и высокопоставленные чиновники не единожды заявляли что «сланцевая революция» является пиар-компанией, призванной подорвать авторитет России на международном топливном рынке. Сергей Шматко, министр энергетики РФ, в 2010 году заявил, что вокруг данного вопроса образовался «ненужный ажиотаж». По его мнению, развитие производства сланцевого газа в Америке не сможет повлиять на мировой энергобаланс.

Ряд экспертов утверждает, что ожидающиеся в ближайшие несколько лет поставки сланцевого газа из Америки в Евразию не станут угрозой для экспорта российского газа, так как последний более конкурентоспособен ввиду куда более низких расходов на добычу и транспортировку. Тем не менее в 2012 году Олег Дерипаска, крупный российский бизнесмен, полагал, что у РФ осталось 3-4 «сытых года», после чего сланцевый газ и нефть смогут быть конкурентными в реалиях ВТО.

Академик РАН Анатолий Дмитриевской считает, что в РФ выработка СПГ целесообразна только для местных нужд, на территории, которая находится в значительном удалении от действующих газотранспортных магистралей. Там разведка и организация добычи нетрадиционного голубого топлива могут оказаться более целесообразными, нежели прокладывание газопровода.

Украина

В 2010 году в Украине лицензию на разведку сланцевых месторождений получили компании Shell и Exxon Mobil. В мае 2012 года были выявлены победители тендера на разработку Юзовской (восточная Украина) и Олесской (Западная Украина) газовых площадей. Первый участок достался компании Shell, а второй – Chevron. Предполагалось, что активная добыча на этих территориях начнется в 2018-2019 годах. 24 января 2013 года фирма Shell подписала с фирмой «Надра Юзовская» соглашение о разделе сланцевого газа, добытого на территории Харьковской, Донецкой и Луганской областей. При подписании присутствовал и президент Украины Виктор Янукович. Осенью 2015 года компания пробурила первую скважину в Харьковской области.

Практически сразу после подписания договора в указанных областях начались пикеты и акции, участники которых были против разработки сланцевого газа, а также против предоставления этой возможности зарубежным фирмам. В. Волошин, ректор Приазовского университета, заявил, что добыча СПГ может производиться без ущерба для окружающей среды, но необходимо провести дополнительные работы по поиску наиболее подходящей технологии добычи.

В 2014 году, когда на Юго-Востоке Украины начался вооруженный конфликт, фирма Chevron в одностороннем порядке расторгла заключенные ранее договоры, сетуя на неисполнение украинским правительством обязательств по подготовке нормативной базы. Компании Shell временно приостановила свою деятельность по разработке сланцевого газа на Донбассе из-за сложившихся событий, однако от контракта пока что не отказалась.

Другие страны

Мировые залежи сланца довольно велики. Они сосредоточены главным образом в таких странах, как Австралия, Индия, Китай и Канада. Из перечисленных государств, только Китай вплотную занялся разработкой сланцевых месторождений. Компании страны начали работать в этом направлении в 2012 году и поставили себе цель выйти к 2020 году на уровень 30 млрд м 3 газа в год. Таким образом страна смогла бы покрыть лишь 1 % от своих энергетических потребностей.

Запрет на добычу

Во Франции и Болгарии разработка сланцевых месторождений запрещена в связи с вероятностью нанесения ущерба окружающей среде. На этом же пути стоят Германия и некоторые штаты США.

Заключение

Сегодня мы с вами узнали, что такое сланцевый газ, а также познакомились с технологией его добычи и странами-фигурантами в этой отрасли. Напоследок стоит отметить, что СПГ является вполне перспективной альтернативой традиционному газу, однако на данный момент его выработка связана с рядом трудностей, которые не позволяют многим странам наладить процесс так, чтобы получаемый продукт был конкурентоспособным. Также мы с вами убедились, что вопрос об отличиях сланцевого газа и природного газа крайне некорректен.

Источник