Добыча сланцевой нефти. Сланцевая добыча

Добыча сланцевой нефти ведется из сланцевых месторождений, образовавшихся миллионы лет назад из остатков древней флоры и фауны. Эти месторождения пребывают в жидком или же твердом состоянии. В некоторых случаях, сланцевые породы могут отличатся низкой проницательностью и добываться шахтным способом, а после, перерабатываться на особых установках. Чаще всего, добыча сланцевой нефти производится при помощи бурения в пласте горизонтальных скважин, после которого производятся его многочисленные гидроразрывы. Но этот метод наносит огромный вред экологии.

На сегодняшний день известны два вида запасов сланцевой нефти. К первому виду относится обычная имеющая легкие фракции, которые располагаются в коллекторах с низкой проницаемостью. Основной метод их добычи – бурение горизонтальных скважин и последующий гидроразрыв пласта.

При втором способе добычи, сланцевая нефть извлекается из керогена, который находится в породах сланца. Кероген – вещество находящееся в процессе превращения в нефть, но еще не успевшее ее стать. Для ускорения процесса превращения, кероген подвергается термической обработки, которая разлагает его на составляющие. Процесс извлечения такой нефти является недешевым удовольствием. Так как требуется не только «нагреть» скважины, но еще создать вокруг них «замораживание».

Технология добычи сланцевой нефти

На сегодня, технология добычи сланцевой нефти оказывает очень негативное влияние на состояние окружающий среды. Это происходит из-за несовершенства технологии добычи которая включает в себя:

Бурение вертикальной скважины на расстоянии в 3-4 км;
После этого производится горизонтальное бурение;
После этого, в полость имеющуюся под землей закачивается особый раствор, который состоит из химикатов, воды и песка;
После этого, из-за действия этого раствора, возникает большое давление и в земле появляются трещины, по которым на поверхность поступает сланцевая нефть.

Загрязнение окружающий среды

Подобная технология носит название – гидравлический разрыв пласта. Она имеет большое число негативных последствий:

Для одной пробуренной скважины необходимо огромный объем воды, которого хватит для потребления в течении года тысячи человек.
Раствор закачиваемый в скважину насыщен огромным количеством вредных химических, радиоактивных веществ и нефтепродуктов.
Большая часть химических элементов при испарении образуют в воздухе вредные канцерогены.
Тяжелые металлы содержащиеся в закачиваемом под землю для гидравлического разрыва раствор, впоследствии остаются под землей, что вызывает огромный риск заражения воды предназначенной для питья.

Кроме того, вблизи от месторождений сланцевой нефти должны располагаться не только огромные запасы воды, но также – песка и химикатов. После отработки, остаются огромные объемы загрязненной воды, которая оказывает негативное влияние на состояние окружающий среды, так как она не подвергается утилизации.

Кроме того, организации проводящие добычу сланцевой нефти не разглашают перечень химических и радиоактивных веществ используемых для гидроразрыва.

Добыча сланцевой нефти несет за собой большое загрязнение грунтовых вод такими химическими веществами как бензол, толуол, этилбензол, мышьяк и т.д. Довольно часто для гидравлического разрыва применяется кислотно-соляной раствор, в состав которого входят полимеры. Для одного гидроразрыва требуется примерно 300 тонн химических веществ.

Также во время добычи сланцевой нефти происходит большая потеря метана, которая значительно усиливает парниковый эффект.

Добыча сланцевой нефти в мире

Именно эти негативные последствия, которые сопровождают извлечение на поверхность сланцевой нефти, послужили причиной того, что многие страны Европы, к примеру, Франция, Германия, Италия и другие, запретили разрабатывать на своей территории месторождения сланцевой нефти до того момента, пока не будут разработаны более совершенные способы ее добычи, не наносящие такого вреда экологии как те, которые применяются сейчас.

В России, разработка как сланцевой нефти, так и сланцевого газа не производится. Хотя иногда такой вопрос и поднимается. Наиболее активно он добывается американскими компаниями, как на территории США, так и в других странах. К примеру, такие восточноевропейские страны как Польша, Чехия, Украина, Румыния, проводят активную разведку сланцевых месторождений и планирует приступить или же уже приступили к добычи сланцевой нефти и газа, несмотря на непоправимый вред, который наносится окружающий среды.

Несмотря на активную добычу США сланцевой нефти, она пока не в состояние конкурировать с обычной нефтью, добываемой в России и ближневосточных странах.

Сланцевый газ в России пока не добывается, но время от времени этот вопрос обсуждается правительством. Активная добыча этого вида ископаемого идет в США, но пока в Европе он не составляет конкуренцию российскому природному газу.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

В последние 10 лет устоявшуюся мировую систему добычи углеводородов буквально взорвало появление новых технологий разработки месторождений сланцевой нефти и газа. В средствах массовой информации возникло новое понятие: сланцевая революция . Родиной этой революции стали Соединённые Штаты Америки , и именно там мы видим самые впечатляющие её результаты. Сланцевая нефть и сланцевый газ в США позволили этой стране обогнать Россию по общему объёму добычи углеводородов, снизить стоимость топлива внутри страны и стать экспортёром газа и нефти.

Огромные запасы нефтяных сланцев разведаны во многих странах мира, и их разработка может совершенно изменить мировую карту добычи энергоносителей.

Богатейшие в мире запасы сланцевой нефти находятся в России (месторождения Баженовская свита и Ачимовская свита в западной Сибири ).

США обладают вторым по величине разведанным запасом нефтяных сланцев. Большие залежи сланцевой нефти и ещё больше - сланцевого газа обнаружены в Китае . Очень перспективной считается Аргентинская формация Vaca Muerta oil field. Нефтяные сланцы только этого месторождения в 8 раз увеличивают запасы нефти в Южной Америке.

Распределение самых больших в мире запасов сланцевой нефти (по состоянию на 2013 год) представлено в следующей таблице:

В таблице использована общепринятая единица измерения нефтедобычи – американский нефтяной баррель, содержащий примерно 159 литров.

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.

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.

Почему Гринпис против добычи сланцевого газа и нефти?

Доклад с таким названием всемирно известная экологическая организация Гринпис выпустила 10 июня 2014 года . Гринпис не выступает против добычи сланцевой нефти как таковой. Гринпис заявляет об экологической опасности фрекинга . Выявленные экологические последствия фрекинга вызывают вопрос.

А нужна ли человечеству нефть такой ценой?

Когда добыча сланцевой нефти ведётся в промышленном масштабе, для гидравлического разрыва в скважину закачиваются миллионы тонн водного раствора химикатов. Этот раствор содержит огромное количество опасных для человека веществ (до 700 наименований). Там присутствуют:

канцерогены, вызывающие рак
мутагены, вызывающие непредсказуемые генные мутации
вещества, вредно действующие на эндокринную систему человека
вещества, которые организм человека не может вывести естественным путем

После закачивания под землю раствор дополнительно загрязняется ядовитым для человека метаном и радиоактивными веществами горных пород. И вот эта смертельно опасная смесь начинает просачиваться на поверхность земли вместе с метаном, который не удаётся выкачать через скважину. По пути раствор проходит через водоносные пласты, отравляя воду. В США после сланцевой революции в местах добычи нефти питьевую воду из-под крана можно поджигать - настолько она смешана с метаном. Из-за отравлений метаном и другими токсичными веществами жители таких районов теряют здоровье.

Кроме того, в процессе фрекинга потребляется колоссальное количество пресной воды. А ведь проблема нехватки питьевой воды становится острее с каждым годом. И не только в Азии и Африке – в богатейшем штате США Калифорнии возникла реальная угроза ввода ограничений на потребление воды. Естественно, что местные жители районов, где ведётся или планируется добыча сланцевой нефти и газа, протестуют против применения технологии фрекинга. Правительства некоторых стран (Нидерланды, Франция, Болгария) издали законы о полном запрете этой технологии.

Сланцевая революция: надежды и разочарования

Единственная страна, в которой сланцевая революция действительно состоялась – это США . В 2002 году впервые была применена технология фрекинга при горизонтальном бурении, после чего объёмы добычи сланцевой нефти и газа в США резко пошли вверх.

В 2009 году по добыче природного газа США обогнали Россию, а по объёмам добычи нефти приблизились к Саудовской Аравии – мировому лидеру по её экспорту.

Впервые за 40 лет США начали экспорт энергоносителей. Однако после осеннего падения цен на нефть стало очевидно, что американские компании по разработке нефтяных сланцев ожидают большие трудности. Часть компаний может вообще уйти с рынка.

Экономические трудности связаны с высокой себестоимостью получения сланцевой нефти. Сланцевая скважина сразу после проведения гидроразрыва начинает давать промышленную отдачу - дебит. Но очень быстро этот процесс заканчивается – часто скважина на сланцах истощается в течение года. Иногда удаётся выкачивать нефть два-три года, но после года эксплуатации добыча падает в лучшем случае на 40 процентов. Кроме того, нефть удаётся извлечь из сланцевого месторождения далеко не полностью (процент извлечения гораздо ниже, чем для обычных месторождений). Поэтому приходится бурить новые и новые скважины, а это стоит больших денег (средние затраты - 8,5 млн. долларов на одну скважину). Для примера приведём данные за 2012 год: США пробурили за этот год 45468 скважин, а все остальные страны мира (за исключением Канады) – всего 3921. Увеличивает себестоимость и тот факт, что сланцевая нефть почти всегда содержит растворённый природный газ. Из-за этого необходима её добавочная обработка перед транспортировкой. В противном случае нефть становится взрывоопасна (и уже известны случаи взрыва цистерн со сланцевой нефтью).

В последнее время часть экспертов начала говорить об искусственном занижении себестоимости добычи сланцевой нефти американскими компаниями. Цель – раздувание сланцевого бума для увеличения государственной поддержки и объёма кредитования иностранными кредиторами. Занижение себестоимости и большие различия параметров сланцевых месторождений привели к тому, что большинство прогнозов о развитии добычи сланцевой нефти в других странах оказались ошибочными.

Соединённые Штаты интенсивно продвигали идею разработки сланцевой нефти в Европе. Считалось, что в результате Европа может получить независимость от российских поставок газа. Самые большие запасы сланцевой нефти в Европе разведаны в Польше, поэтому там и начали пробные бурения, вложив около миллиарда долларов. Было пробурено 69 скважин, но для промышленной добычи ни одна скважина оказалась не пригодна.

Довольно большие запасы сланцевых углеводородов обнаружены на Украине . Однако все разведанные месторождения находятся в районе Донбасса .

Планировать там какие-либо работы в свете событий последнего года ни одна компания не берётся. Грандиозные планы добычи сланцевого газа были у Китая. Но и там в последние время они были сильно скорректированы в сторону уменьшения из-за нерешённой проблемы дефицита воды, которая в Китае стоит весьма остро.

Перспективы и прогнозы

Кроме высокой себестоимости, одним из главных ограничений на увеличение добычи сланцевой нефти является большой расход пресной воды . В настоящее время недостаток пресной воды становится проблемой всей планеты. По этой причине сланцевая нефть остаётся недоступной во многих странах, где разведаны её значительные запасы. Китай, Иордания, Монголия, Израиль из-за нехватки воды не могут приступить к разработкам своей сланцевой нефти.

Но есть надежда на решение проблемы: Израиль приступил к разработке безводной технологии добычи сланцевой нефти.

В случае успеха (по прогнозу результаты работ будут известны к 2020 году) будут сняты и все экологические ограничения. Новая технология может стать более экономичной, чем традиционная добыча нефти и газа. Тогда будет возможен новый всемирный сланцевый бум .

В настоящее время себестоимость добычи сланцевой нефти в несколько раз больше, чем у обычной нефти. Страны Персидского залива готовы к дальнейшему понижению цен вплоть до 40 долларов за баррель. С такими ценами сланцевая нефть не может конкурировать.

По сведениям на апрель 2015 года, впервые за последнее десятилетие в США прекратился рост добычи сланцевой нефти, а на некоторых месторождениях добыча даже снизилась.
С конца 2014 года в США уменьшилась и интенсивность горизонтального бурения.

Можно сказать, что в настоящий момент сланцевая нефть проигрывает войну традиционным месторождениям. Однако появление новых технологий может всё изменить.

Современную жизнь невозможно представить без таких важных ресурсов, как нефть и газ. Для человечества они играют важнейшую роль. Энергия расходуется на отопление жилища и приготовление пищи. В давние времена основными источниками энергии были труд людей и домашнего скота, а для обогрева жилища и приготовления еды использовали древесину. Постепенно ручной труд заменялся машинами, а древесина - углем. Но сейчас в топливно-энергетической промышленности нефть и газ вытеснили традиционные уголь и древесину. Кроме того, широко используются продукты бензин, керосин, мазут.

По мнению ученых, запасы нефти огромны, но невозобновляемы. На смену обычной нефти на рынках сбыта и в отраслях экономики большинства стран приходит так называемая сланцевая нефть. Что же это такое и чем она так «необычна»?

Энергоресурсы, их роль в современном мире

Газ - один из важнейших энергоресурсов. По его добыче лидирующими странами являются США (более 20% от мирового запаса) и Россия (более 17%).

Газ широко применяется в промышленности и в быту. Основные преимущества газа:

При полном сгорании он не оставляет после себя золу.
Легкость в разжигании и регулировке величины пламени.
Благодаря развитой системе транспортировки, потребитель получает топливо в кратчайшие сроки.
Применение газа в отопительной системе позволяет существенно снизить расходы по оплате коммунальных услуг.
Современные газовые котлы позволяют оставлять помещение на долгое время, сохраняя тепло.
При горении в окружающую среду выделяется очень мало вредных веществ по сравнению с дровами, углем, нефтью.

Газ применяется во многих отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении энергоресурс используется как топливо для воздухонагревателей, доменных печей. Это увеличивает производительность оборудования и улучшает качество выпускаемой продукции.

На автомобилях газ прекрасно заменяет бензин. Это существенно снижает расходы на топливо, многократно уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу.

Ведущей ролью в экономике большинства развитых и развивающихся стран является добыча нефти. «Черное золото», как ее называют, залегает в основном на глубине 3-5 км. По своему составу это маслянистая горючая жидкость. В природном виде нефть не применяется из-за повышенной взрыво- и пожароопасности. Поэтому первым делом ее отправляют на

Лидирующая страна по запасам и добыче нефти - это Венесуэла (более 17% от мирового запаса). Уступают ей Саудовская Аравия (около 16%) и Канада (10%). Россия в этом списке занимает 6-е место (6%).

Продукты переработки нефти и их применение:

Керосин - авиационное и автомобильное топливо. Помимо этого, огромной популярностью пользуются керосиновые лампы.
Автомобильный бензин.
Мазут - используется как
Битум и гудрон - основное направление применения - дорожные работы. При соединении гравия и песка получается асфальт.
Углеводороды-сырье для получения пластмассы, резины и т. д.

«Нетрадиционная» нефть

Особое место в разработке энергоресурсов занимает добыча сланцевой нефти. В чем ее особенность? Сланцевая нефть - это нефть, добываемая из горючих сланцев с помощью термических процессов:

Пиролиза - нагревания пласта при температуре до 900 градусов Цельсия.
Гидрирования - присоединения водорода к органическому соединению. Реакция протекает при температуре около 400 градусов Цельсия и применяется катализатор (медь, никель, платина).
Термического воздействия - нагревания пласта до 80 градусов Цельсия и дальнейшее его отстаивание, что позволяет сравнительно быстро получить желаемую смолу.

Запасы сланцевой нефти были обнаружены еще в позапрошлом веке. Но предпринятые попытки их разработки оканчивались неудачей. Дело в том, что в месторождениях обычной нефти чистый процент «черного золота» колеблется всего лишь от 1 до 3. Самые богатые залежи расположены в сланцевых породах. Добыть это сокровище гораздо сложнее, чем «обычную» нефть. Прорыв в добыче сланцевой нефти свершился тогда, когда было предпринято горизонтальное бурение (для справки - при добыче нефти ранее в основном применяли вертикальное бурение).

Сланцевая нефть - это самостоятельный вид топлива, но также используются продукты ее переработки. Применяются во всех как и обычная нефть.

Нефтяной прогресс

Сланцевая нефть в мире произвела настоящую революцию. Основная страна, где достигаются огромные объемы ее добычи - это США. Второе место занимает Россия. Бразилия, Австралия, Марокко - эти государства также могут похвастаться большими запасами горючих сланцев. Ее называют «нетрадиционной нефтью» и часто возникает вопрос о том, как добывают сланцевую нефть, в чем ее «нетрадиционность».

Способы добычи «необычной» нефти:

Непосредственно из пласта. Технология добычи сланцевой нефти заключается в том, что пробуриваются горизонтальные скважины и закачивается в них огромное количество воды с примесью песка и химических составляющих. Таким образом создается (фрекинг). Из образовавшихся трещин нефть стекает в специальные резервуары. Песок используется как связующее звено: он не дает трещинам закрыться.
Добыча из керогена. Этот способ намного сложнее, так как кероген содержится непосредственно в горючих сланцах и получить его можно только с помощью термической обработки. Технология такова: пласт нагревают до определенной температуры, при помощи агента вытесняется нужное вещество и поднимается на поверхность, а породу охлаждают. Затем процесс повторяют.

Особенности добычи

Сланцевая нефть - это прорыв в нефтегазовой промышленности, но вместе с тем добыча обусловлена высокой себестоимостью. На данный момент основной способ добычи - это гидроразрыв пласта. Преимущества данного метода:

В сложных условиях залегания пласта (напластования и т.д.) бурение вертикальными (традиционными) скважинами опасно сдвигами трещин в стороны. В таком случае целесообразно применение горизонтальных скважин.
При создается гораздо меньшее давление на горные породы, чем вертикальными скважинами. Образовавшаяся трещина при помощи специальных технологий будет сохранять свою форму и направление, что даст возможность получить гораздо больше нефти.

Основные недостатки:

Раствор, который используется для разрыва нефтеносного пласта, содержит огромное количество вредных веществ, несущих вред человеку и окружающей среде.
Применяемая в данном методе вода существенно сокращает ее запас в мире. Для некоторых стран это становится угрозой мирового масштаба.

Последствия добычи сланцевой нефти

При разработке месторождений «необыкновенной» нефти способом бурения горизонтальными скважинами с последующим разрывом пласта возникают необратимые последствия в экологической обстановке. Основные проблемы, возникающие при добыче нефти:

При переработке сланцев выделяется огромное количество углекислого газа в атмосферу. Вследствие этого - парниковый эффект, изменение климата.
Бурение скважин и последующее их взрывание приводит к разрушению земной коры, землетрясениям в местах добычи.
Применяемые химические растворы отравляют почву. Есть большая вероятность того, что химические составляющие могут попасть в систему водоснабжения населенного пункта. Именно поэтому в некоторых странах (Франция, Швейцария и т.д.) данный метод запрещен.
Необходимы огромные запасы пресной воды при разработке месторождений, которой на планете становится все меньше.

Запасы «необыкновенного черного золота» в России

Как говорилось выше, основная часть добычи сланцев приходится на США. Но самыми большими запасами обладает Россия (более 20% мировых запасов). По запасам сланцевого занимает почетное 9-е место, уступая Китаю.

Сланцевая нефть в России не пользуется такой популярностью, как, например, в США, несмотря на огромные залежи. Одно из основных месторождений находится в районе Сибири (Баженовская свита), но, по оценкам геологов, есть недостаточно данных для разработки этого огромного месторождения.

Добыча сланцевой нефти в России не ведется из-за ее высокой себестоимости, да и большой необходимости в этом нет. Достаточно запасов обычной нефти, которых хватит еще на несколько десятилетий при условиях соблюдения нескольких факторов:

Точная оценка запасов месторождения.
При разработке залежей применять такую технологию добычи, при которой наиболее полно извлекается ископаемое.
Геологическая разведка использует современные методы и технологии для точной оценки запасов и мест их залегания.

Опыт других стран

В Китае сланцевая нефть - это, несомненно, перспективный энергоресурс. Основные запасы месторождения находятся там, где остро встает проблема нехватки воды. Тогда был успешно применен метод экстрагирования нефтяных и газовых запасов двуокисью углерода. Процесс протекает при низких температурах (до 40 градусов Цельсия). Такой способ применим для переработки сырья с невысоким содержанием углеводородов.

Австралия на данный момент имеет более 100 месторождений нефти, которые с успехом разрабатываются и, по оценкам ученых, запасов хватит еще на несколько десятилетий, а то и больше.

Другие способы добычи: преимущества, недостатки

Сланцевая нефть - это альтернатива «обычной» нефти. Запасы «необыкновенного черного золота», по подсчетам ученых, гораздо больше запасов «традиционной» нефти. Но себестоимость добычи достаточно высока. Чтобы приступить к разработке месторождения, нужны точные данные геологоразведки.

При разработке месторождения встает вопрос о снижении потребления воды при применении метода разрыва пласта. Канадскими учеными была разработана технология безводного разрыва пласта. Для этого вместо воды в пласт закачивается сжиженный пропан в виде густого геля. Преимущество его состоит в том, что внутри пласта он полностью растворяется и на поверхность выходит вместе с добытым газом. Такой способ наиболее экономичен и позволяет значительно снизить воздействие на окружающую среду и на человека. Основной недостаток - повышенная взрывоопасность.

Еще один метод безводного разрыва - это использование пены. Трещина наполняется гелевым раствором с азотом или углекислым газом. Образовавшаяся пена выдавливает раствор из пласта и позволяет получить большое содержание углеводородов.

Применение безводного разрыва пласта - это огромный скачок в решении проблемы нехватки пресной воды. Кроме того, данные методы наименее опасны для окружающей среды, что является немаловажным фактором.

Но для применения того или иного способа необходимы точные данные о месте залегания пласта, его строении. При помощи компьютерного моделирования можно отследить возможные последствия при использовании данных методов и при необходимости скорректировать данные.

Сланцевую или нетрадиционную нефть добывают из горючих сланцев с помощью специальных химических реакций (пиролиза, термического растворения или гидрирования), преобразующих твердые органические материалы, содержащие кероген, в синтетическую или .

Иногда сланцевой называют традиционную легкую нефть, добываемую из сланцев или прилегающих к ним коллекторов без использования пиролиза и других химических преобразований. Чтобы подчеркнуть ее отличие от нефти, получаемой из керогенов, МЭА (IEA) рекомендует пользоваться названием «light tight oil» или LTO. World Energy Council предпочитает наименование – «tight oil».

Начиная с 2010 г., США постоянно увеличивали добычу LTO. В 2011 году ее производство достигло 1,0 млн bbl в день, в 2012 – 2,0 млн, в 2013 – 3,0 млн, и к началу 2014 года превысило 3,5 млн, что соответствовало 4,3% от добычи всей нефти.

Нужно понимать, что «tight oil» не является керогеновой нефтью, то есть при ее добыче не используются химико-термические преобразования керогена, без которых получить «настоящую» сланцевую нефть невозможно.

Нетрадиционная нефть используется так же, как и традиционная – сжигается в виде топлива или направляется для переработки на НПЗ с целью получения различных углеводородных продуктов.

Технология добычи сланцевой нефти

Технология добычи сланцевой нефти определяется тем, является ли она LTO или керогеновой. Но в любом случае, ее извлечение из нефтеносных пластов представляет собой гораздо более сложную задачу, чем добыча традиционной нефти.

Нефть LTO находится в низкопроницаемых коллекторах, расположенных на глубине 2000-3000 м. Для ее добычи применяется не только обычное вертикальное, но и горизонтальное бурение.

В общем виде процесс добычи LTO выглядит следующим образом:

Бурится вертикальная скважина.
Достигнув необходимой глубины в 2-3 км, бур разворачивается и двигается горизонтально поверхности земли.
Затем осуществляется гидроразрыв, в результате которого в нефтеносном пласту образуются трещины, по которым нефть поступает в скважину.

Состав нефти «tight oil», добываемой из низкопроницаемых коллекторов, сходен с традиционными маркам. Основные разведанные запасы такой нефти в США располагаются в Eagle Ford и Bakken. Именно с них и началась сланцевая революция, горькие плоды которой пожинают сегодня добытчики традиционной нефти.

Добыча керогеновой нефти еще сложнее, чем LTO. Керогены – это органические материалы, располагающиеся в горючих сланцах и представляющие собой одну из начальных форм нефти. Согласно господствующей теории образования углеводородов, органика (растения, морские организмы) под действием высоких температур и давлений превращается сначала в кероген, а уж потом в углеводороды привычных нам форм – нефть, битум, газ.

Такая технология добычи требует большого количества энергии, что делает инвестиции в керогеновую сланцевую нефть очень высокими в сравнении с обычной нефтью. Кроме этого, керогеновая нефтедобыча имеет нежелательный побочный эффект – выделение большого количества метана и реагенты, остающиеся в глубине земли и оказывающие отрицательное воздействие на экологию.

«Газпром нефть» – первая российская компания, осуществившая полный цикл добычи сланцевой нефти

Компания «Газпром нефть» первой осуществила полный цикл добычи сланцевой нефти в России по применяемой в мире технологии. Работы проводились с целью изучения возможности добывать нетрадиционную нефть в условиях Сибири, отработки и усовершенствования технологий.

Для поддержания непрерывности добычи нефти необходимо проводить большую подготовительную и изыскательскую работу. А с учетом того, что традиционная нефть рано или поздно иссякнет, акцент по добыче придется переносить на нефть нетрадиционную. Что касается России, то баженовская свита, в которой находятся основные запасы российской сланцевой нефти, станет тем местом, где ее добыча в будущем будет осуществляться в промышленном масштабе.

Справка. Баженовская свита

Баженовской свитой называют породы в Западной Сибири, лежащие на глубине 2000-3000 м. и имеющие толщину 10…100 м. Ее площадь составляет примерно 1 млн км2. По наиболее оптимистичным прогнозам, баженовская свита хранит в себе 100-160 млрд. тонн нефти.

Что касается стратегии «Газпром нефти», то она предусматривает добычу нетрадиционной нефти в не столь уж далеком будущем. Сегодня компанией реализуются проекты по оценке ее запасов и отработке возможных способов добычи.

Опытно-исследовательские работы проводились на Красноленинском месторождении, входящем в баженовскую свиту. Специалистами «Газпромнефть-Хантос» на глубине 2300 м были выполнены горизонтальные скважины протяженностью в 1 км и произведен 9-стадийный ГРП. В результате нефтяники смогли получить фонтанирующий приток сланцевой нефти с дебитом не менее 45 тонн/сут.

В планировании работ и обработке их результатов принимали участие специалисты НТЦ «Газпром нефти». Большой объем накопленной информации о фактических параметрах залежей сланцевой нефти позволил им создать геомеханическую и геологическую модели нефтеносных пластов, которые использовались при планировании буровых работ. При реализации проекта были опробованы различные технологии, повышающие эффективность добычи нетрадиционной нефти. В качестве закрепляющего агента, в частности, использовался эластичный цемент. Его отличие от обычного состоит в том, что он хорошо сохраняет свои закрепляющие способности при многократных нагрузках, качественно и надежно изолируя трещины. Использовался также способ МГРП с высокоскоростной закачкой жидкостей. В отличие от стандартного ГРП, он позволяет создать вместо одной целую сеть трещин, охватывающих протяженную зону нефтеносного пласта.

Опробовалась технология гибридного гидроразрыва, при котором используется комбинация обладающих разными свойствами жидкостей, позволяющих повысить эффективность их закачки в пласт. С целью изучения эффективности закрепления скважин различными способами использовались разные технологии – сначала применялась обычная вода, а в дальнейшем – вязкие гели. Разделение стадий производилось с помощью метода Plug&Perf (разбуриваемые пробки).

В рамках изучения и усовершенствования технологии добычи было выполнено закачивание с цементированием хвостовика.

Одним из способов повышения эффективности является снижение трения между проппантом и стенками скважины. Технология Slick Water, что в переводе означает «скользкая вода», предполагает использование для этого специальных добавок, свойства которых также были исследованы во время выполнения проекта.

ГРП – единичный гидравлический разрыв пласта – способ получения сланцевой нефти, заключающийся в закачивании в пласт смеси жидкости с расклинивающим (закрепляющим) компонентом – проппантом. В результате гидроразрыва в пластах образуются и фиксируются трещины, по которым нефть начинает поступать в скважину. В отличие от единичного ГРП многостадийный гидравлический разрыв (МГРП) позволяет осуществить в одной скважине сразу несколько гидроразрывов, вследствие чего многократно возрастает протяженность рабочей зоны пласта.

Итоги работы

В течение 2015-2016 гг. в пальяновской зоне были пробурены две 1000-метровые горизонтальные скважины с эффективностью проходки более 90%. При работе с ними были опробованы считающиеся наиболее современными методы ГРП. С учетом того, что Россия в настоящее время испытывает известные ограничения во внешнеэкономическом сотрудничестве с компаниями, обладающими самыми современными технологиями добычи сланцевой нефти, полученные результаты можно назвать очень успешными.

Результаты работ подтверждают перспективность добычи нетрадиционной нефти в месторождениях баженовской свиты. По мнению 1-го замгендиректора «Газпром нефти» Вадима Яковлева, работы по изучению перспективы добычи российской нетрадиционной нефти можно считать большим шагом вперед.

Сланцевая нефть в США

Надежды на то, что американские компании, добывающие сланцевую нефть, не возвратятся к ее добыче при уровне в $50 за bbl, пока не оправдываются. Стоило цене нефти приблизиться к этой черте, как около 70 буровых установок в США вернулись этим летом в работу, сообщила WSJ. Это тотчас отразилось на ценах. С более чем $50, зафиксированных в июне, они упали до $40 в августе. Правда, после этого цены снова поднялись до $46-48, но их высокая волатильность не позволяет надеяться на постоянный и длительный рост.

Неприятным фактом для добытчиков традиционной нефти является и то, что запасы «черного золота» в нефтехранилищах США достигли 520 млн bbl. А это на 14% выше, чем годом ранее.

Небольшим утешением является прогноз Moody’s, согласно которому должна варьироваться в среднесрочной перспективе в пределах $40–60 за bbl. Но есть опасность, что рынок будет не в состоянии «переварить» избыток нефти, который создается возобновившими работу компаниями. В связи с чем аналитики выражают обеспокоенность слишком быстрым возобновлением добычи сланцевой нефти. По мнению Дэниеля Катценберга (Robert W. Baird & Co), преждевременная активность добытчиков сланцевой нефти способна остановить рост цен.

Портфельный управляющий Дарвей Кунг из DECSF прогнозирует, что при плохом развитии ситуации цена может упасть до $35 за bbl. А Майк Келли (SGS) опасается, что рост цены выше $55/bbl явится поворотным моментом, при котором за бурение примутся все.

Но есть и более оптимистичные для добытчиков традиционной нефти высказывания. По мнению Виталия Крюкова, главы Small Letters, решения Pioneer Natural и Devon Energy не ухудшат положение российских производителей, поскольку их доля на рынке США невелика, и заметного эффекта от их действий не будет. Но если Chevron и ExxonMobil поступят аналогичным образом, тогда стоимость нефти может действительно обрушиться.

Падение нефтяных цен, имевшее место в конце 2014 года, было вызвано фундаментальными факторами, основным из которых была активность добытчиков «сланца» в США. Сегодня рынок больше учитывает общую конъюнктуру – ставку ФРС, динамику сырьевых площадок, доходность по ключевым показателям. Таково мнение Дениса Борисова, директора центра EY, которое отчасти подтверждается августовским ростом цен, происходившим на фоне возросшей активности добытчиков сланцевой нефти и увеличивающихся запасах в государствах ОЭСР. До сих пор неизвестно, при какой точно цене добыча сланцевой нефти является безубыточной. Если таковой окажутся $50/bbl, то при их превышении добыча сланцевой нефти в США должна показывать стабильный рост. И тогда это действительно окажет большое давление на цены, завершает свою мысль Борисов.

Что ожидает нефтяной рынок в будущем?

Запасы сланцевой нефти на планете оцениваются в более чем 20 трлн. тонн, что означает двенадцатикратное превышение запасов традиционной нефти. Этого огромного количество должно хватить нам примерно на три столетия. Правда, нужно учитывать, что достоверность этих прогнозов невелика, не все страны обладают даже приблизительной информацией об имеющихся у них запасах углеводородов.

Себестоимость добычи нетрадиционной нефти пока значительно выше, чем традиционной. Самые продвинутые технологии, которыми обладают США, делают рентабельной добычу при цене $50/bbl. Если цена длительное время находится ниже $40, нефтедобывающие компании оказываются вынужденными прекращать работу и замораживать скважины. С традиционной нефтью картина совершенно иная. Себестоимость российской составляет $15, нефти, добываемой Саудовской Аравией, и того меньше – всего $6.

Добыча сланцевой нефти и постоянное снижение ее себестоимости серьезно омрачает перспективы стран-добытчиков традиционной нефти, к которым относится и Россия. Аналитики нефтяного рынка ожидают дальнейшего роста добычи традиционной нефти как одного из инструментов борьбы с конкурентами-сланцевиками. Первым шагом на этом пути, как известно, стали предпринятые в 2014 году попытки Саудовской Аравии повлиять на нефтяные цены путем увеличения добычи. Пока конкурентная борьба компаний, добывающих традиционную и сланцевую нефть, оборачивается потерями для тех и других.

Перспективы добычи сланцевой нефти в РФ

Имеются данные о том, что российские запасы сланцевой нефти могут составлять 75 млрд bbl. И это в одной только баженовской свите. Но проблема в том, что у России отсутствуют технологии их недорогой добычи. В настоящее время нефть, которую могут добывать отечественные нефтяные компании из сланцев, будет стоить не менее $70. Это значительно превышает нижний порог себестоимости американской нефти – $50.

И битуминозными песками, относится к трудноизвлекаемым нетрадиционным запасам углеводородов, которыми последнее время все больше интересуются нефтедобывающие компании.

Вследствие «сланцевого бума» и связанного с ним огромного количества сообщений в прессе, произошла некоторая путаница в понятиях. Говоря о сланцевой нефти, чаще всего подразумеваю сразу два вида ресурсов, которые могут быть получены из горючих сланцев. Однако более корректно было бы их разделять. Поэтому для начала следует разобраться в определениях.

Терминология

Сланцы (shale, англ.) - это горные породы, структура которых представляет собой наслоение различных минералов.

Горючие сланцы (oil shale, англ.) - это сланцы, сформировавшиеся главным образом в водных условиях, и содержащие как сформировавшуюся легкую нефть, так и аквагенное органическое вещество – остатки морских и озерных организмов, и водорослей, еще не успевших превратиться в нефть – кероген или «протонефть ».

Кероген как раз и служит исходным сырьем для получения той самой «сланцевой нефти» (shale oil или «сланцевое масло»). Для этого горючие сланцы подвергают специальной обработке - пиролизу, термическому растворению и гидрированию, в результате чего образуются жидкие и газообразные углеводороды с выходом 20 – 70% по массе.

Таким образом, сланцевая нефть - это вещество, близкое по составу к традиционной нефти , получаемое в определенных условиях из керогена, содержащегося в горючих сланцах.

Однако этот термин часто употребляют (особенно в США) и по отношению к традиционной легкой нефти, извлекаемой из тех же сланцевых пластов или прилегающих к ним других низкопроницаемых коллекторов, без проведения каких-либо изменяющих состав добытого вещества процессов, что не совсем корректно.

Для отличия такой нефти от аутентичной сланцевой нефти, Международное Энергетическое Агентство рекомендует использовать термин «light tight oil» (LTO, легкая нефть низкопроницаемых коллекторов ), а Мировой Энергетически Совет использует термин «tight oil».

Тем не менее, даже не смотря на все различия этих двух видов сырья, как по составу, так и по технологиям извлечения, оба они все же относятся к нетрадиционным ресурсам, извлекаемым из горючих сланцев. Поэтому, в частности, оценка запасов, приведенная ниже, объединяет весь объем углеводородных ресурсов, который можно получить из сланцевых пород.

Мировые запасы

По оценкам специалистов мировые запасы горючих сланцев составляют около 650 трлн. тонн, из которых можно получить порядка 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Таким образом, потенциальное количество такой нефти в мире более, чем в 10 раз превосходит запасы традиционной нефти. Однако стоит учесть, что запасов, добыча которых будет экономически рентабельна в разы меньше.

Так, компания Royal Dutch Shell опубликовала исследование, в соответствии с которым добыча целесообразна только на тех месторождениях, где из тонны сланца можно получить не менее 90 литров сланцевой нефти. Таким требованиям по оценкам соответствуют только 30% всех сланцев. Кроме этого, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров, что дополнительно сокращает потенциальные запасы.

По разным оценкам, около 70% горючих сланцев сосредоточены на территории США. Наибольшие запасы LTO в мире сосредоточены в знаменитой Баккеновской формации. Кроме этого стоит отметить месторождения Eagle Fort (Техас) и Bone Spring (Нью-Мехико).

На втором месте, но с серьезным отрывом располагается Россия с 7% мировых запасов. По мнению Управления по энергетической информации США, российские ресурсы, ввиду условий добычи, являются наиболее перспективными для разработки. Наибольшая часть горючих сланцев России сконцентрирована в Баженовской свите месторождений.

Методы добычи

В настоящий момент сырье из горючих сланцев добывают двумя основными способами:

Добычу сырья для извлечения керогена и последующего получения из него сланцевой нефти производят шахтным (открытым) способом. Добываемые таким образом сланцы подвергаются обработке на специальных реакторных установках, позволяющих выделить собственно сланцевое масло. Однако в связи с высокой себестоимостью получаемого сырья, такой метод не пользуется большой популярностью у добытчиков.
Легкую нефть низкопроницаемых коллекторов добывают непосредственно из пласта. Метод предполагает бурение горизонтальной скважины с последующим применением технологии фрекинга - гидроразрыва. По данной технологии в скважину под высоким давлением закачивают специальную "жидкость разрыва", что приводит к разрушению сланцевого пласта и вымыванию сырья из образовавшихся трещин. На сегодняшний день этот метод считается наиболее рентабельным, однако он все равно не может конкурировать с традиционными способами добычи сырой нефти.

Экологические последствия добычи сланцевой нефти

Оба метода разработки горючих сланцев оказывают серьезное негативное влияние на окружающую среду.

Так получение сланцевого масла путем термической обработки керогена связано с выбросами больших количеств углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что предлагаются варианты решения данной (например, технология EPICC с захватом СО 2 , представленная учеными из Стэнфордского университета), серьезных продвижений в данном вопросе нет.

Использование гидроразрыва пласта представляет еще большую экологическую угрозу. В процессе фрекинга в скважину закачивается огромное количество химикатов. Вследствие того, что данную операцию необходимо повторять несколько раз в год, вредные вещества настолько пропитывают породу, что загрязняют не только почву, но и грунтовые воды. Это, в свою очередь, приводит к мору животных, птиц и рыб, и оказывает негативное воздействие на здоровье проживающих вблизи людей.

Стоит отметить, что в некоторых странах, например, Франции, Румынии, Болгарии, фрекинг запрещен вовсе.

Перспективы

Экологические риски - не единственная причина, останавливающая страны развивать добычу сланцев. Дело в том, что существующие технологии находятся на самой начальной стадии развития. Наибольших успехов в этом плане добились только США и Канада, однако используемые ими методы в связи с геологическими различиями могут быть применены далеко не для всех месторождений.

Кроме того существует некоторый порог рентабельности разработки сланцевых пород, что особенно актуально учитывать при нынешней нестабильности цен на нефть.

Однако в случае технологического прорыва, сланцевая нефть может существенно пошатнуть как нефтяной рынок, так и мировую экономику в целом, а кроме этого затормозит вопрос о развитии альтернативной энергетики. По мнению экспертов, сланцевая нефть обладает гигантским потенциалом. Остается вопрос, сможет ли он реализоваться.