Где и как добывается сланцевая нефть?

Сланцевая нефть: технология добычи

Месторождения сланцевой нефти известны ещё с XIX века. Однако попытки их промышленной разработки долгое время были бесплодны. Вертикальные нефтяные скважины, через которые ведется добыча из обычных месторождений нефти, на сланцах не давали экономически оправданного дебита (поступления нефти). Дело в том, что сланцевые нефтяные залежи сильно отличаются от обычных.

Оба вида нефтяных запасов образуются из органических остатков.

Инфографика как добывают сланцевую нефть

Однако традиционные нефтяные месторождения возникают в случае, если рядом с нефтеносными пластами есть коллекторы – хорошо проницаемые для нефти породы, через которые нефть может двигаться. Такой коллектор должен быть прикрыт «покрышкой» – плохо проницаемым пластом породы. Тогда под покрышкой и образуется традиционная нефтяная залежь. Но в таких месторождениях сосредоточена совсем небольшая часть общих запасов нефти на Земле – по разным оценкам, всего от 1 до 3 процентов. Гораздо более значительные запасы нефти сосредоточены в низкопроницаемых сланцевых породах. Но извлечь оттуда нефть долгое время не удавалось.

Прорыв наступил, когда американцу Джорджу Митчеллу удалось применить сочетание двух технологий добычи – горизонтальное (или наклонное) бурение и гидравлический разрыв пласта породы (фрекинг).

Суть технологии такова. Сначала бурят вертикальную скважину, пока она не достигнет слоя нефтяных сланцев. В этом слое направление бурения меняется на горизонтальное, что создаёт горизонтальный участок скважины. Затем в скважину под большим давлением закачивают водный раствор специальных химических реагентов вместе с песком. Происходит гидравлический разрыв: жидкость под давлением разрывает нефтеносный пласт. За счёт образовавшихся при разрыве трещин создаётся искусственный проницаемый коллектор. Чтобы трещин было больше, процесс проводят в несколько стадий. По этим трещинам заключённые в породе нефть и природный газ начинают стекать в скважину. А песок не даёт трещинам снова сомкнуться.

Отличие сланцевой нефти от обычной

Из вышеуказанных определений можно с лёгкостью догадаться, что основное отличие сланцевой от обычной нефти именно в источнике добычи, но есть несколько нюансов.

  1. Во-первых, в плане качества конечного продукта, т.е. «товарной» нефти, они значительно не различаются по каким-либо характеристикам. Получается, что товар идентичен, но сама процедура переработки иная.
  2. Во-вторых, их главное различие в способе добычи. Сланцы имеют иную плотность, требуется совершенно другая технология для работы с месторождением (более подробно об этом в следующих разделах). Наглядно слои видно на примере расположения сланцевых пород.
Добыча

Пример расположения сланцевых пластов.

  1. В-третьих, можно выделить разнообразное положение по следующим направлениям:
  • Себестоимость за баррель — сланцевую добывать сложнее и дороже, как следствие, стоимость за баррель выходит выше, чем у традиционной;
  • Экологическая безопасность — при добыче путём гидроразрыва пласта происходит химическое загрязнение грунтовых вод и почвы, которые в дальнейшем попадают в водоёмы и среду обитания, нанося непоправимый вред всем её обитателям.
Сланцевые пласты

Схема загрязнения окружающей среды при разрушении сланцевых пластов.

  1. В-четвёртых, заключительное отличие — имеющиеся запасы сланцевой нефти. По оценкам некоторых экспертов они составляют 3 трлн. баррелей по всему миру против 1,3 трлн. баррелей обычной нефти.

Таким образом, сланцевая нефть — это пока что дорого и экологически вредно в сравнении с обычной, но, к сожалению, данные факторы в большинстве стран не останавливают нефтедобывающие компании, в частности, в США. Со временем при разработке новых экологичных технологий добычи она действительно может стать революционным энергетическим источником для человечества.

Что такое Сланцевая революция

Сланцевая шахта

Закрытая сланцевая шахта-музей Кохтла-Нымме.

Широкую известность сланцевая нефть получила благодаря так называемой «сланцевой революции». Термин стал часто применяться в СМИ с 2012 года при описании технологий добычи сланцевой нефти и газа в США. Обратим внимание на краткую хронологию событий:

  1. Первое масштабное событие, связанное со сланцевой революцией, относится к началу XXI века (примерно 2002 г.), когда компания Devon Energy на месторождении Барнетт применила наклонно-направленное бурение с протяженными линиями и гидроразрывом пласта;
  2. В течение следующих 10 лет активно разрабатывались следующие месторождения сланцев (Eagle Ford, Antrim, Bakken и т.д.) с применением аналогичной технологии;
  3. За 6 лет (2007-2013) добыча сланцевого газа в США выросла почти в 6 раз (с 54 млрд. кубометров до 319 млрд. кубометров), при этом США также удалось обогнать Россию по объёмам добычи и на короткое время существенно снизить стоимость на газ;
  4. На 2016 год уже добыча газа в США — 751 млрд. кубометров, а в России — 642 млрд. кубометров;
  5. Сегодня американцы предлагают свой газ на европейском рынке и фактически становятся конкурентоспособным игроком на рынке экспорта газа, а за счёт своего политического положения они продают газ ещё и дороже российского.

Идея сланцевой революции заключается в том, что США желает стать энергетической империей и экспортёром газа, а также нефти.

Тем не менее, в большей степени революционность явления применима именно к газу, нежели к нефти, с которой всё намного сложнее. Согласно недавним сообщениям экспертов The Financial Times, большинство американских нефтедобывающих проектов терпят серьёзный спад даже на месторождениях-гигантах (Eagle Ford), а некоторые компании уже подали заявку на банкротство (WBH Energy).

Как и где добывают сланцевую нефть

Принято выделять два способа, как добывают сланцевую нефть:

  1. Открытый (шахтный) способ с переработкой пласта снаружи — наиболее затратный и дорогостоящий вариант;
  2. Закрытый с гидроразрывами пласта — более дешёвый и часто используемый, но вредный для экологии.

В первом случае сланцевая порода добывается в шахте, затем дробится и направляется на перерабатывающий завод. Такой метод работы со сланцем существует с 1837 года. Непосредственно на заводе сланцевую породу подвергают гидролизу без доступа воздуха, что позволяет выделить сланцевую смолу.

В целом шахтовая добыча производится в классическом режиме, который многим знаком. Гораздо более инновационным является второй способ с гидроразрывом, рассмотрим его нагляднее на схеме.

Схема

Изначально производится бурение вертикальной скважины на 2-3 км, а затем уже горизонтальное бурение на аналогичную длину и более. После в несколько стадий производятся гидроразрывы сланцевого пласта.

Сам процесс производится с помощью введения специальных жидкостей (комплекса воды с песком, а также химических веществ) под высочайшим давлением (до 1500 атм). Это приводит к образованию трещин, как на схеме, в которые вырывается газ. Как правило, данные жидкости канцерогенные.

Множество стадий гидроразрыва требуется, поскольку у подобной добычи очень высокий дебит, т.е. снижение темпов и объёмов добываемого сырья. Спустя 1 год работ добыча снижается до 80%, что удаётся немного компенсировать лишь поэтапной добычей.

На заметку. По классификации Международного энергетического агентства (МЭА) следует отличать Tight Oil от Oil Shale — нефтяных сланцев (горючих сланцев), богатых керогеном (твёрдым углеводородом), и от Shale Oil — сланцевой нефти, полученной из горючих сланцев. МЭА рекомендует применять термин «Light Tight Oil» для лёгкой нефти, добытой из сланцевых пластов или из других низкопроницаемых коллекторов и формаций.

Цена и себестоимость сланцевой нефти

Как уже упоминалось ранее, сланцевая нефть отличается довольно высокой себестоимостью для рынка. По крайней мере так было последние десятилетия. Сегодня эксперты оценивают себестоимость сланцевой нефти в диапазоне от 50 до 60 долларов за баррель. Для сравнения средний диапазон себестоимости для традиционной нефти в России или Саудовской Аравии — от 10 до 15 долларов (лишь на некоторых месторождениях цифры могут значительно отличаться).

В данный момент цены на Brent и WTI говорят о вероятных перспективах дальнейшего роста добычи нефти в США.

Текущие цены марки Brent

Текущие цены марки WTI

Стоит заметить, что рынок — непредсказуемая субстанция. В любой момент может продолжиться медвежье ралли и американцам будет сложно конкурировать на рынке нефти с остальными участниками, добывающими ресурс в традиционной форме.

Сланцевая нефть в США

Как ранее упоминалось, США находятся в центре событий по вопросам, связанным со сланцевой нефтью, ведь именно они затеяли «революцию». В целом у американцев есть довольно внушительное число сланцевых месторождений, среди них стоит выделить:

  • Eagle Ford — в штате Техас, запас 335 млн. т., работает 6 нефтяных компаний;
  • Bakken — в Северной Дакоте, запас 733 млн. т., работает 20 нефтяных компаний;
  • Woodford — на границе Арканзаса, запас 54 млн. т., работает 8 компаний;
  • Avalon & Bone Springs — на границе Техаса, запас 217 млн. т., работает 6 компаний;
  • Monterey/Santos — в Калифорнии, работает 5 компаний.
Прогноз добычи сланцевой нефти

График – прогноз добычи сланцевой нефти в США по месторождениям.

Eagle Ford

Данное месторождение было одним из лидеров США в 2010 году, но, к сожалению, его перспективы резко упали в 2015 году. Уже в 2016 году расходы на Eagle Ford снизились с 30 млрд. долларов (2014) до 10 млрд. долларов.

Нефтяная вышка

Нефтяные вышки Eagle Ford в США.

Bakken

Считается крупнейшей формацией сланцевой нефти в США, залегает на глубине 2,5-3,5 км и занимает площадь свыше 500 000 кв. км. Начиная с 2006 года здесь применяется горизонтальное бурение. Динамика роста числа скважин:

  • 2008 — более 1000;
  • 2010 — более 2000;
  • 2012 — более 4000;
  • 2014 — более 8000.
Графики добычи сланцевого газа и нефти на месторождении Bakken

Графики добычи сланцевого газа и нефти на месторождении Bakken.

Добыча нефти на территории Bakken

Добыча нефти на территории Bakken.

Таким образом, в США действительно существует множество мест, где добывают сланцевую нефть. Все их рассматривать не имеет смысла, они отличаются лишь расположением и объёмом добычи. Что касается перспектив, то США активно работают над разработкой месторождений, но многие крупнейшие формации уже практически достигли своего пика, прогнозируемого на годы вперед.

Сланцевая нефть в России и мире

Россия имеет около 7% от запасов сланцевой нефти в мире. Политика РФ в отношении «лёгкой» нефти настроена всерьёз на большие перспективы по освоению технологий добычи. На сегодняшний день особый резонанс вызывает месторождение в Югре — Баженовская свита. В действительности официальное наименование — Пальяновское месторождение.

Несколько фактов:

  • По последним оценкам запас технически извлекаемой нефти около 74 млрд. баррелей (суммарный 1,2 млрд. баррелей);
  • На момент написания бурится первая скважина от «Газпром нефть» и запланировано ещё 13 скважин (планируемая глубина 2750 метров);
  • Твёрдые породы Баженовской свиты сформировались более 145 млн. лет назад.
Сланцевая нефть в России

Западная Сибирь. Нефтяная вышка.

Что касается всего остального мира, то Россия пока что лидирует по оцениваемым запасам сланцевой нефти. Данный факт был чётко указан в аналитических данных Bloomberg Markets.

Распределение запасов сланцевой нефти

На втором месте располагается США, а далее — Китай, замыкающий тройку лидеров по запасам. В пятёрку вошли также Аргентина и Ливия. В итоге, Россия и в ходе «сланцевой революции» на рынке нефти нашла своё место.

Заключение

Пробы сланцевой нефтиЕсли кратко, то сланцевая нефть — это нефть, которую добывают из плотных горных пород (сланцев), как правило, путём горизонтального бурения на огромной площади под землей и поэтапных гидроразрывов. Её единственное преимущество в том, что сланцевых запасов больше, чем обычной нефти. Среди недостатков добычи сланцевой нефти: губительное влияние на экологию, дорогостоящие технологии и менее выгодная себестоимость.

«Бум» со сланцевой нефтью начался с США, которые долгое время считались лидерами в этой сфере. Сегодня по запасам на первом месте Россия за счёт Баженовской свиты, где сланцевая добыча только осваивается. Тем временем в США крупнейшие месторождения уже идут на спад.

(

13

оценок, среднее:

4,31

). Оцените пожалуйста, мы очень старались!

loading.gif

Загрузка…

Экологические проблемы, связанные с добычей сланцевой нефти

Новости об экологической опасности таких разработок вызвали широкий общественный резонанс.

Экологи из всемирно известной организации «Гринпис» в 2014-ом году выпустила доклад, суть которого заключалась в следующем. Гринпис не выступил против сланцевой добычи как таковой. Он заявил о высокой степени опасности одной из применяемых технологий – фрекинга, последствия которого абсолютно непредсказуемы и могут угрожать безопасности человека и окружающей его среды.

Сланцевая нефть

Дело вот в чем: при промышленных масштабах сланцевой нефтедобычи гидравлические разрывы вызывают миллионами тонн закачиваемых в скважину водных химических растворов, в которых содержится колоссальное количество (порядка 700 наименований) опасных для жизни и здоровья человека веществ.

В их составе есть:

  • Вызывающие раковые заболевания канцерогенные вещества;
  • мутагены, способные спровоцировать абсолютно непредсказуемые мутации на генном уровне;
  • вредные для  эндокринной системы человеческого организма вещества;
  • вещества, от которых человеческий организм избавиться естественным путем не в состоянии.

Кроме этого, после своего подземного использования эти растворы  загрязняются ядовитыми для человека веществами, находящимися в горных породах (например, метаном и некоторыми радиоактивными элементами). Эта смесь становится  смертельно опасной и начинает постепенно просачиваться на земную поверхность вместе с газом (метаном), который не получилось выкачать через скважину.

По пути эта гремучая смесь отравляет воду, содержащуюся в  водоносных пластах.

К примеру, в Соединенных Штатах рядом с местами промышленной добычи сланцевой  нефти воду из-под крана можно поджечь, поскольку она очень сильно перемешана с метаном. Уже сейчас здоровье жителей этих районов Америки значительно ухудшается вследствие отравлений метаном и другими токсинами.

Еще одной проблемой фрекинга является то, что он требует огромных количеств пресной воды, дефицит которой обостряется с каждым годом.

И происходит это  не только в бедных странах Африки или Азии. Богатейший американский штат Калифорнии реально может ввести ограничения на водопотребление.

Все перечисленные факторы приводят к протестам жителей тех районов, в которых или уже идет, или только планируется сланцевая  нефтедобыча. Более того, некоторые страны (Франция. Нидерланды, Болгария) на законодательном уровне запретили применение фрекинга на своих территориях.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...