Что такое сланцевый газ и сланцевая нефть: полезные или опасные ископаемые — журнал “Рутвет”

Органические ископаемые

Всего выделяют 6 видов полезных ископаемых. Среди них, пожалуй, наибольшую группу составляют горючие. К ним относятся нефть, торф, природный газ, уголь и горючие сланцы (один из каустобиолитов).

Именно последнее ископаемое органического происхождения, из которого добывают нефть и газ, вызывает сейчас самые горячие споры. Но что такое сланцевый газ и сланцевая нефть и почему к ним такое неоднозначное отношение?

Сланцевый газ состоит преимущественно из метана и является разновидностью природного. Но сильно отличается от обычного технологией добычи. То же отличие имеет и нефть из сланца. Кроме того, она значительно отличается и по составу от обычной. Переработка ее – весьма тяжелый процесс, поэтому на выходе получается очень дорогой продукт.

Место добычи сланцевого газа

Технология добычи

Защитники природы бьют тревогу: технология добычи сланцевого газа убивает окружающую среду. Чтобы разобраться, почему так происходит, надо обратиться к процессу его «извлечения»:

  1. Сначала бурят скважину вертикально на расстояние 3-4 км.
  2. Потом происходит горизонтальное бурение.
  3. Затем в образовавшуюся под землей полость вводят специальный раствор, состоящий из воды, песка и химикатов.
  4. Под сильным давлением этого раствора в земле образуются трещины, через которые и начинает поступать голубое топливо.

Эта технология называется «фрекинг» (англ. fracking – гидравлический разрыв пласта). И она имеет множество минусов:

  • во-первых, на одну скважину тратится в среднем 19 млн. литров воды, а это примерно столько, сколько требуется для обеспечения 1000 человек на один год;
  • во-вторых, в растворе, который закачивается в одну скважину, содержится от 80 до 300 тонн химикатов, радиоактивных элементов и нефтепродуктов (метанол, этилен гликоль, формальдегид, бензил хлорид, фенол и прочие);
  • в-третьих, часть этих химикатов испаряется и образует в воздухе канцерогены;
  • в-четвертых, тяжелые металлы, которые также содержит раствор для гидравлического разрыва, остаются под землей, вследствие чего имеется огромный риск заражения чистой питьевой воды.

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.

Технология добычи сланцевого газа

Часть I: Америка — Новая Саудовская Аравия?

Если поверить современным сообщениям СМИ, доносящимся из Вашингтона и американской нефтяной и газовой промышленности, Соединенные Штаты вот-вот станут “новой Саудовской Аравией”. Нам говорят, что США внезапно волшебным образом оказались на пути к собственной энергетической независимости. Экономика США теперь больше не будет зависеть от высокорисковых поставок нефти или газа из политически нестабильных стран Ближнего Востока или Африки. Советник по вопросам энергетики Белого дома Хизер Зичал (Heather Zichal) даже сместила свое внимание с системы квот и торговли квотами на выбросы вредных веществ в атмосферу на поощрение Американской “сланцевой революции”. (1)

В январе 2012 года в своем ежегодном послании Конгрессу о положении дел в стране президент Обама заявил, что во многом благодаря “сланцевой революции”, “у нас есть собственный природный газ, который может обеспечить Америку на 100 лет”. (2)

Известные эксперты в области энергетики, такие как Дэниел Ергин (Daniel Yergin) из Ассоциации энергетических исследований при Кембриджском университете, на недавних слушаниях в Конгрессе пел дифирамбы предполагаемой выгоде развития американских месторождений сланцевых нефти и газа:

“США находятся в самом разгаре “революционных событий в области добычи нефти и газа”, что (и это становится все более очевидным) выходит за пределы просто энергетики”

Он не стал объяснять значение выражения – “выходит за пределы просто энергетики”. Зато, он также утверждал, что “эта индустрия дает 1,7 миллиона рабочих мест — значительное достижение, учитывая относительную новизну технологии. И это количество может вырасти до 3 миллионов к 2020 году”. (iii) Очень внушительные цифры.

Г-н Ергин предрек и основные геополитические последствия развития американской индустрии сланцевых нефти и газа, сказав, что

“расширение экспорта американских энергоносителей добавит дополнительное измерение к мировому влиянию США… Объем добычи сланцевого газа, составлявший десять лет назад всего два процента от общей добычи в стране, вырос до 37 процентов, а цены резко снизились. Добыча нефти в США, продолжавшая долгое время снижаться, резко возросла (примерно на 38 процентов) с 2008 года. Только рост ее добычи с 2008 года эквивалентен общему объему добычи Нигерии, седьмой по величине стране-производителе в ОПЕК… Люди говорят о потенциальном геополитическом влиянии сланцевого газа и тяжелой нефти. Мы уже видим это влияние…” (4)

В опубликованном в 2012 году докладе “Энергетический прогноз до 2030 года” генеральный директор BP Боб Дадли (Bob Dudley) озвучил похожие оптимистичные прогнозы, что добыча сланцевых нефти и газа сделает Северную Америку энергетически независимой от Ближнего Востока. BP предсказывает, что к 2030 году рост добычи сланцевых нефти и газа “наряду с другими источниками топлива” сделает страны Западного мира практически самодостаточными в сфере энергетики. Наряду с другими значительными геополитическими последствиями большая часть мира, включая Северную и Южную Америки, станет независима от нефти, импортируемой из потенциально нестабильных стран Ближнего Востока и других мест, сказано в докладе BP. (5)

Читайте также:  Как утилизировать автомобиль в ГИБДД в 2018 году

Во всех предсказаниях о Соединенных Штатах, как об обновленной энергетической сверхдержаве, наводняющей мир своей сланцевой нефтью и газом, неверна только одна вещь. Они основаны на пузыре, на обычном обмане махинаторов с Уолл-стрит. На самом деле, становится все более очевидным, что сланцевая революция является краткой вспышкой в энергетике, новой мошеннической пирамидой, тщательно выстроенной с помощью тех же банков Уолл-стрит и “рыночных аналитиков”, многие из которых участвовали в раздутии в США пузыря “dot.com” в 2000 году и, что более эффектно, пузыря секьюритизации недвижимости США в 2002-2007 годах. (6) Внимательно присмотритесь к реальным результатам этой революции и реальным затратам на нее, все это очень поучительно.

Сланцевый газ

Помимо сланцевого газа, существует и сланцевая нефть. Но себестоимость добычи этого ресурса пока не позволяет всерьез говорить о революционных преобразованиях на нефтяном рынке. А вот сланцевый газ действительно может стать силой, которая изменит энергетический баланс мира.

Добывают этот газ из горных пород – горючих сланцев. Как правило, сланцевый газ представляет собой метан. Общие запасы газа в твердых осадочных породах невелики, но главная проблема добычи сланцевого газа не в этом, а в том, чтобы до него добраться. Для этого используют технологию гидравлического разрыва пластов (фрекинга).

Суть гидроразрыва заключается в бурении вертикальной скважины, от которой затем пробуривается боковое отверстие. Затем в сланцевую породу под давлением до 1500 атмосфер вводится специальный водный раствор с химикатами. Все это приводит к образованию в сланцах трещин, через которые газ вырывается наружу. После проведения гидравлического разрыва в образовавшиеся в сланцах трещины закачивают песок, чтобы предотвратить их смыкание.

Добыча сланцевого газа имеет долгую и богатую историю. Впервые попытка добыть газ из сланцев имела место на территории США в далеком 1821 году. О масштабной добыче сланцевого газа первыми заговорили известные американские предприниматели Том Уорд и Джордж Митчелл. Попытки наладить добычу сланцевого газа предпринимались и в XX веке, в том числе в СССР.

Но может ли сланцевый газ стать реальной альтернативой газу обыкновенному? Главным апологетом добычи сланцевого газа являются США. Дело в том, что на территории Северной Америки находятся значительные разведанные запасы сланцевого газа. В сумме эти запасы составляют больше 24 трлн кубометров. Общий же мировой объем оценивается в 200 трлн кубометров. Но даже если иметь в виду только Америку, говорить о «сланцевой революции» пока рано. Сейчас на сланцевый газ приходится лишь чуть более 14% добытого в США «голубого топлива» – и совсем необязательно, что эта доля будет увеличиваться.

Одна из главных проблем сланцевого газа – его высокая себестоимость. Если цена добычи обыкновенного газа может составлять 30-40 долларов за тысячу кубометров, то стоимость добычи сланцевого газа зачастую превышает 150 долларов. Конечно, развитие технологий отразится на этих цифрах, но в будущем «сланцевую революцию» все равно может ожидать коллапс. Дело в том, что скважины сланцевого газа быстро исчерпывают запасы ценного ресурса. За год добычи общие объемы газа могут быть выработаны на 40%. Уже сейчас на территории США прибыльных месторождений сланцевого газа почти не осталось.

Получается, что в наше время добычу сланцевого газа сложно назвать рентабельной. С другой стороны, пока сохраняются высокие цены на обычный газ, сланцевые ресурсы будут выглядеть перспективной альтернативой.

Угроза экологии

Эту угрозу представляет не сам сланцевый газ, а технология гидроразрыва. Для добычи каждой 1000 кубометров сланцевого газа приходится расходовать более двух тонн пресной воды. При таком раскладе для осуществления пресловутой «сланцевой революции» придется осушить целые озера!

Но главная проблема даже не в этом. Для гидроразрыва используется не обыкновенная вода, а специальный вязкий раствор. В этой жидкости содержатся сотни химических веществ, многие из которых токсичны. Только для одного гидравлического разрыва может использоваться до 3000 т химикатов. Чтобы предотвратить их утечку, скважину делают максимально герметичной – впрочем, в некоторых случаях в почву все равно попадает от 20% до 40% использованной для гидроразрыва жидкости.

Возьмем пример США. В регионах, где активно добывается сланцевый газ, вода часто становится непригодной для употребления. Из-за того, что концентрация метана в питьевой воде превышает норму в шесть раз, жидкость может в буквальном смысле «вспухнуть». По некоторым сообщениям, жители газоносных районов Америки страдают от хронических заболеваний, а у их домашних животных выпадает шерсть.

Сейсмическая активность – еще один немаловажный аспект, о котором постоянно говорят противники сланцевого газа. Уже доказано, что гидравлический разрыв пласта может стимулировать землетрясения. Так, в апреле 2011 года в английском городе Блэкпул после проведения гидроразрыва были зафиксированы подземные толчки магнитудой 2,3. Похожие явления наблюдались и во многих других городах и странах, хотя проведенные в США исследования показали: лишь в 10% случаев гидроразрывы вызывали сейсмическую активность. Скорее всего, землетрясения наблюдались лишь там, где имело место повышенное давление в пластах породы, и проведение работ по добыче сланцевого газа лишь способствовало высвобождению энергии.

Читайте также:  Классификатор ОКФС 2017 года с расшифровкой, как и где узнать свой номер

Видя все эти проблемы, добычу сланцевого газа на законодательном уровне уже запретили некоторые европейские страны. Среди противников «сланцевой революции» оказалась и самостоятельная Франция, которой, впрочем, пока хватает возможностей собственной ядерной энергетики и поставок газа из бывших колоний.

Разработка бокситов – BHP Billiton Limited, Австралия 

В США все спокойно

Далеко не все специалисты разделяют тезис об имеющихся рисках для экологии. В 2004 году Управление по охране окружающей среды США провело масштабные исследования, связанные с безопасностью добычи сланцевого газа. Выяснилось, что этот процесс не представляет никакой угрозы для экологии страны. В 2009 году к подобному выводу пришли и специалисты из Совета по защите подземных вод и Министерства энергетики США.

Мнение об экологических рисках недавно опроверг и ученый из Стэндфордского университета Марк Зобак. Вскоре после выхода в 2010 году нашумевшего фильма американского журналиста Джоша Фокса «Земля газа» увидела мир кинолента «Страна правды», где опровергались все выводы, сделанные Фоксом о негативном влиянии добычи сланцевого газа на окружающую среду. Смущает лишь то, что фильм был снят при поддержке ассоциации американских нефтегазовых компаний. То же самое можно сказать и в отношении специалистов из природоохранных министерств США.

Недавно Управление энергетической информации США подсчитало запасы сланцевого газа во всем мире. Первое место по ним занимает Китай, на территории которого находятся месторождения сланцевого газа с более чем 31 трлн кубометров. На втором и третьем месте располагаются Аргентина и Алжир. А вот Россия по этому показателю находится на непривычной девятой позиции.

Политика

Мы не зря затронули политический аспект данного вопроса, ведь добыча сланцевого газа является глубоко политизированной темой. С одной стороны находятся интересы таких энергетических гигантов как «Газпром», не желающих «сланцевой революции». Руководство России вообще скептически относится к идее добычи сланцевого газа. Такая позиция обусловлена не столько заботой об экологии, сколько наличием на российской территории крупных крупных запасов традиционного газа.

В то же время, многие европейские лидеры выступают в защиту добычи сланцевых ресурсов. Ведущие государства Евросоюза не желают оставаться энергетически зависимыми от России. Но прежде чем приступать к добыче сланцевого газа у себя на родине, влиятельные страны Запада, похоже, пытаются проверить ее безопасность на новых членах ЕС и своих союзниках вне этого объединения. Одной из таких стран стала Польша, которая заключила соглашение с компанией Chevron о разработке собственных месторождений сланцевого газа.

Сланцевые поля в Техасе 

Безопасный сланцевый газ

Технологии не стоят на месте, и специалисты всего мира ломают голову над тем, как можно добывать сланцевый газ без разрушительных последствий для экологии. Самым перспективным методом добычи считается так называемый пропановый фрекинг. Суть его заключается в разрыве пласта без использования воды и вредных химикатов: вместо водного раствора используется специальное вещество из сжиженного пропана. После применения такого вещества оно не оседает в породе, а полностью испаряется. Еще одно несомненное преимущество нового способа состоит в том, что он позволяет начать добычу в разы быстрее.

Пионерами в этой области стали специалисты из американской компании GASFRAC Energy Services inc. Согласно их заявлениям, пропановый фрекинг не наносит никакого вреда окружающей среде. О новом методе добычи сланцевого газа всерьез заговорили несколько лет назад, и сейчас некоторые страны Европы рассматривают вопрос о снятии запрета на его разработку. Впрочем, правительство ведущей страны ЕС – Германии – по-прежнему крайне скептически относится к добыче сланцевого газа у себя дома.

Общие мировые запасы сланцевого газа, в процентном соотношении к традиционному газу, составляют примерно 32%. А мировые запасы сланцевой нефти оцениваются в 345 млрд баррелей – приблизительно 10% от всего количества добываемой нефти в мире. Правда, о нефтяной «сланцевой революции» пока ничего не слышно.

Сегодня в США и Канаде с использованием новой технологии работает больше тысячи скважин. Крупные энергетические компании Chevron и BlackBrush Oil & Gas уже заключили соглашения о добыче сланцевого газа с использованием пропанового фрекинга. Впрочем, связывать с новым методом добычи надежды на «сланцевую революцию» пока рано: защитники окружающей среды уже успели назвать пропановый фрекинг рисковой затеей, поскольку пропан очень взрывоопасен.

Существует еще одна причина, ставящая использование нового метода добычи сланцевого газа под вопрос. Пропановый фрекинг обходится, как минимум, в полтора раза дороже гидроразрыва. Компаниям, использующим этот способ добычи, приходится делать патентные отчисления его разработчикам из GASFRAC Energy Services inc. Если в самой Америке этот метод получил довольно широкое распространение, то в Восточной Европе использование новой технологии не планируется. Так что экологические риски, связанные со «сланцевой революцией», не спешат уходить с повестки дня.

Читайте также:  Транспортные компании России: какая логистическая компания лучше, рейтинг игроков

География сланцевой нефти

Стоит сказать, что разведанные запасы нефтяных сланцев огромны и находятся не только в США, но и в других странах мира. Их разработка в промышленных масштабах способна кардинальным образом изменить карту мировой нефтедобычи.

Вопреки сложившемуся мнению, самое большое количество разведанных сланцевых месторождений находится не в Америке, а в России. Это – западносибирские месторождения Ачимовская свита и Баженовская свита.

США находится на втором месте в мире по объему разведанных сланцевых запасов. Также большие резервы сланцевой нефти обнаружены на территории Китая. Аргентинская сланцевая формация Vaca Muerta oil field также считается экспертами весьма перспективной, поскольку того эти запасы увеличивают общий объем южноамериканских нефтяных резервов в восемь раз.

Страны с самыми большими залежами сланцевой нефти распределились следующим образом (в скобках – объем разведанных резервов в миллиардах баррелей):

  • Россия – 75;
  • Соединенные Штаты Америки – 58;
  • Китайская Народная Республика – 32;
  • Аргентина – 27;
  • Ливия – 26.

Технология сланцевой нефтедобычи

Вообще сланцевая нефть известна еще с девятнадцатого века, но в те времена все попытки наладить её промышленную добычу были неудачными.  Обычные скважины вертикального типа в данном случае давали слишком маленькую отдачу, что делало разработку сланцев экономически невыгодной. Объясняется это сильными различиями между обычными и сланцевыми структурами нефтеносного слоя.

Традиционные месторождения нефти появляются в тех случаях, когда рядом с нефтеносным пластом есть так называемый  коллектор. Это горная порода с хорошей нефтепроницаемостью, через которую жидкая нефтяная смесь может двигаться. Как правило, сверху коллектора находится  «покрышка», представляющая собой горную породу с низкой проницаемостью, под которой и скапливается нефть.

Однако, традиционные нефтяные запасы гораздо меньше общемировых. По разным оценкам, такие месторождения составляют от одного до трех процентов всех нефтяных запасов нашей планеты. Гораздо больше углеводородного сырья сосредоточено в  низкопроницаемых сланцах, из которых получить его не удавалось довольно долгое время.

Настоящий прорыв произошел после того, когда американский специалист Джордж Митчелл применил сочетание двух добывающих технологий – горизонтального бурения  и фрекинга (гидравлического разрыва  пласта).

Если коротко описать суть применяемой методики, то на первом этапе  до сланцевого слоя бурится обычная вертикальная скважина. В самом слое направление бурения меняется на горизонтальное. В этот горизонтальный участок скважины  под сильным давлением закачивается водный раствор, состоящий из особых химических реагентов в смеси с песком, который и обеспечивает гидравлический разрыв породы.

Образующиеся в результате разрыва трещины создают искусственный коллектор, в котором собирается нефть. Для увеличения количества таких трещин процесс проводится в несколько этапов. Через эти трещины жидкие и газообразные углеводороды поступают в скважину, а находящийся в водно-реагентной  смеси песок не позволяет этим  трещинам смыкаться обратно.

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.

Источники

  • https://www.rutvet.ru/in-chto-takoe-slancevyy-gaz-i-slancevaya-neft-poleznye-ili-opasnye-iskopaemye-6802.html
  • http://mirpolitiki.net/ekonomika/puzyr-slancevogo-gaza-v-ssha-lopnul.html
  • https://vseonauke.com/1389793050690325419/slantsevaya-revolyutsiya/
  • https://neftok.ru/raznoe/slantsevaya-neft.html

[свернуть]
Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...