Реферат, Видобуток сланцевого газу

26.09.2015

РЕФЕРАТ

2 Утруднення з добычью сланцевого газу 70-80-х років і фактори росту промисловості 6 розробки родовищ у США 90-х років

3 Технологія видобутку сланцевого газу і вплив на екологію 9

4 Запаси сланцевого газу по світу 13

5 Проблеми при видобутку сланцевих нафти та газу 15

6 Прогнози 17

Висновок 19

Список Використаних Джерел 20

ВСТУП

Сланцевий газ (shale gas) — це вид палива, альтернативну природному газу. Видобувається з родовищ з низькою насиченістю вуглеводнями, розташованих в сланцевих осадових породах земної кори.

Одні вважають сланцевий газ могильником нафтогазового сектора російської економіки, а інші — грандіозної аферою планетарного масштабу.

За своїм фізичним властивостям очищений сланцевий газ принципово нічим не відрізняється від традиційного природного газу. Однак технологія його видобутку і очищення увазі набагато більші порівняно з традиційним газом витрати.

Сланцеві газ і нафта — це, грубо кажучи, недороблені нафту і газ. За допомогою «гідророзриву» людина може отримати паливо з землі до того, як воно збереться в нормальні родовища. Такі газ і нафту містять величезну кількість домішок, які не тільки підвищують вартість видобутку, але і ускладнюють процес обробки. Тобто стискати і зріджувати сланцевий газ дорожче, ніж добутий традиційними методами. Сланцеві породи можуть містити від 30 % до 70 % метану. Крім того, сланцева нафта відрізняється підвищеною вибухонебезпечністю.

Вигідність розробки родовищ характеризується показником EROEI, який показує, скільки енергії треба затратити, щоб отримати одиницю палива. На зорі нафтової ери на початку 20 століття EROEI для нафти становив 100:1. Це означало, що для видобутку ста барелів нафти треба було спалити один барель. До теперішнього часу показник EROEI опустився до значення 18:1.

По всьому світу відбувається освоєння все менш вигідних родовищ. Раніше, якщо нафта не била фонтаном, то таке родовище нікому не було цікаво, зараз все частіше доводиться видобувати нафту на поверхню за допомогою насосів.

1 ІСТОРІЯ

Перша комерційна газова свердловина в сланцевих пластах була пробурена в США в 1821 році Вільямом Хартом (англ. William Hart) під Фредоніі, Нью-Йорк, який вважається в США «батьком природного газу».Ініціаторами масштабного виробництва сланцевого газу в США є Джордж Мітчелл і Тому Уорд

Масштабне промислове виробництво сланцевого газу було розпочато компанією Devon Energy в США на початку 2000-х, яка на родовищі Барнетт (англ.)рос. у Техасі в 2002 році вперше застосувала комбінацію горизонтального буріння та багатостадійного гідророзриву пласта. Завдяки різкому зростанню видобутку, названому в ЗМІ «газової революцією, в 2009 році США стали світовим лідером видобутку газу (745,3 млрд куб. м), причому більш 40 % припадало на нетрадиційні джерела (метан вугільних пластів і сланцевий газ).

У першому півріччі 2010 року найбільші світові паливні компанії витратили $21 млрд на активи, що пов’язані з видобутком сланцевого газу. На той момент деякі коментатори висловлювали думку, що ажіотаж навколо сланцевого газу, іменований сланцевою революцією, — результат рекламної кампанії, натхненної рядом енергетичних компаній, які вклали значні кошти у проекти з видобутку сланцевого газу і потребують припливу додаткових сум. Як би те ні було, після появи сланцевого газу на світовому ринку ціни на газ стали падати.

До початку 2012 року ціни на природний газ в США впали до рівня значно нижче собівартості видобутку сланцевого газу, в результаті чого найбільший гравець на ринку сланцевого газу — компанія Chesapeake Energy — оголосила про скорочення виробництва на 8 %, а капітальних вкладень на буріння — на 70 %. У першому півріччі 2012 року газ в США, де спостерігалося його перевиробництво, коштував дешевше, ніж у Росії, яка володіє найбільшими у світі запасами газу. Низькі ціни змусили провідні газовидобувні компанії скоротити видобуток, після чого ціни на газ пішли вгору. До середини 2012 року ряд великих компаній, почали відчувати фінансові труднощі, а Chesapeake Energy опинилася на межі банкрутства.

2 ПРОБЛЕМИ З ДОБЫЧЬЮ СЛАНЦЕВОГО ГАЗУ 70-80-Х РОКІВ І ФАКТОРИ РОСТУ ПРОМИСЛОВОСТІ РОЗРОБКИ РОДОВИЩ У США 90-Х РОКІВ

Нафтогазова галузь вважається однією з найбільш капіталомістких. Висока конкуренція змушує активних гравців на ринку вкладати величезні суми в дослідницьку роботу, а великі інвестиційні компанії — утримувати штат аналітиків, що спеціалізуються на прогнозах, пов’язаних з нафтою і газом. Здавалося б, все тут так добре вивчено, що у нас майже немає шансів проґавити хоч щось більш-менш значна. Тим не менш, ніхто з аналітиків не зумів передбачити різке зростання видобутку сланцевого газу в Америці — справжній економіко-технологічний феномен, який у 2009-му році вивів США в лідери за обсягами видобутого газу, кардинально змінив політику газопостачання США, перетворив внутрішній ринок газу з дефіцитного в самодостатній і може серйозним чином вплинути на розстановку сил в світовій енергетиці.

Цікаво, що феномен промислового видобутку сланцевого газу лише з дуже великою натяжкою можна назвати технологічною революцією або науковим проривом: вчені знають про поклади газу в сланцях з початку XIX століття, перша комерційна свердловина в сланцевих пластах була пробурена в США в 1821 році, задовго до першого в світі нафтової буріння, а застосовуються сьогодні технології вдосконалюються фахівцями вже кілька десятиліть. Проте до недавнього часу промислова розробка гігантських запасів сланцевого газу вважалася економічно недоцільною.

Головна відмінність і головна складність при видобутку сланцевого газу — це низька проникність газосодержащих сланцевих пластів (подрібненого піску, перетворився в окам’яніла глину): вуглеводень практично не просочується крізь щільну і дуже тверду породу, тому дебет традиційної вертикальної свердловини виявляється дуже невеликим і розробка родовища стає економічно невигідною.

У 70-ті роки минулого століття геологорозвідка виявила на території США чотири величезні сланцеві структури, містять величезні запаси газу (Barnett, Haynesville, Fayetteville і Marcellus), але промислова здобич була визнана нерентабельною, а пошуки в області створення відповідних технологій перервалися після падіння цінна нафту в 80-х. Реферат, Видобуток сланцевого газу

Малюнок 1. Схема родовища природного газу в перерізі.

Природний газ в пластових умовах (умовах залягання в земних надрах) знаходиться в газоподібному стані — у вигляді окремих скупчень (газові поклади) або у вигляді газової шапки нафтогазових родовищ, або в розчиненому стані в нафті чи воді

До ідеї вилучення газу зі сланцевих пластів в США повернулися лише у 90-х роках на тлі зростання споживання газу і зростаючих цін на енергоносії. Замість численних малорентабельних вертикальних свердловин дослідники застосували так зване горизонтальне буріння: на підході до газоносному пласту бур відхиляється від вертикалі на 90 градусів і проходить сотні метрів уздовж пласта, збільшуючи зону контакту з породою. Найчастіше викривлення стовбура свердловини досягається застосуванням гнучкої бурильної колони або спеціальних компоновок, що забезпечують відхиляючу силу на долоті і асиметричне руйнування вибою.

Для підвищення продуктивності свердловини використовується технологія множинних гідророзриву пласта: горизонтальну свердловину під великим (до 70 МПа, тобто приблизно 700 атмосфер) тиском закачується суміш води, піску і спеціальних хімічних реактивів, яка розриває пласт, руйнує щільну породу і перегородки газових кишень і об’єднує запаси газу. Тиск води викликає появу тріщин, а піщинки, які заганяє в ці тріщини потік рідини, що заважають подальшому «згортання» породи і роблять сланцевий пласт проникним для газу.

Промислова розробка сланцевого газу в США стала рентабельною завдяки кільком додаткових факторів. Перший — це наявність надсучасного обладнання, матеріалів з високою зносостійкістю і технологій, що дозволяють дуже точно позиціонувати стовбури і тріщини гідророзриву. Такі технології стали доступні навіть дрібним і середнім газодобувним компаніям після інноваційного буму, пов’язаного із зростанням цін на енергоносії та підвищення попиту (і, отже, цін) на обладнання для нафтогазової промисловості.

Другий фактор — відносна малонаселеність територій, прилеглих до родовищ сланцевого газу: здобувачі можуть бурити численні свердловини на величезних ділянках без безперервних узгоджень із владою прилеглих населених пунктів.

Третій, найбільш важливий фактор — відкритий доступ до розвиненої газопровідної системи США. Цей доступ регламентується законодавством, і навіть дрібні і середні компанії, які здобули газ, на прозорих умовах можуть отримати доступ до труби і довести газ до кінцевого споживача за розумною ціною.

3 ТЕХНОЛОГІЯ ВИДОБУТКУ СЛАНЦЕВОГО ГАЗУ І ВПЛИВ НА ЕКОЛОГІЮ

Видобуток сланцевого газу передбачає горизонтальне буріння і гідророзрив пласта. Горизонтальна свердловина прокладається через шар газоносного сланцю. Потім всередину свердловини під тиском закачуються десятки тисяч кубометрів води, піску і хімікатів. В результаті розриву пласта газ по тріщинах надходить у свердловину і далі на поверхню.

Реферат, Видобуток сланцевого газу

Малюнок 2. Схема видобутку сланцевого газу.

Реферат, Видобуток сланцевого газу

Малюнок 3. Гідророзрив пласту в США.

Дана технологія завдає колосальної шкоди навколишньому середовищу. Незалежні екологи підрахували, що спеціальний буровий розчин містить 596 найменувань хімікатів: інгібітори корозії, загусники, кислоти, біоциди, інгібітори для контролю сланцю, гелеутворювач. Для кожного буріння потрібно до 26 тис. кубометрів розчину. Призначення деяких хімікатів:

— соляна кислота допомагає розчиняти мінерали;

— етиленгліколь бореться з появою відкладень на стінках труб;

— ізопропіловий спирт використовується для збільшення в’язкості рідини;

— глютаральдегид бореться з корозією;

— легкі фракції нафти використовуються для мінімізації тертя;

— гуарова камедь збільшує в’язкість розчину;

— пероксодисульфат амонію перешкоджає розпаду гуарової камеді;

— формамід перешкоджає корозії;

— борна кислота підтримує в’язкість рідини при високих температурах;

— лимонна кислота використовується для запобігання осадження металу

— хлорид калію перешкоджає проходженню хімічних реакцій між грунтом і рідиною;

— карбонат натрію або калію використовується для підтримки балансу кислот.

Десятки тонн розчину з сотень найменувань хімікатів змішуються з грунтовими водами і викликають широкий спектр непрогнозованих негативних наслідків. При цьому різні нафтові компанії використовують різні склади розчину. Небезпека представляє не тільки розчин сам по собі, але і сполуки, які піднімаються з-під землі в результаті гідророзриву. У місцях видобутку спостерігається загибель тварин, птахів, риби, киплячі струмки з метаном. Домашні тварини хворіють, втрачають шерсть, вмирають. Отруйні продукти потрапляють у питну воду і повітря. У американців, яким не пощастило жити поблизу від бурових вишок, спостерігаються головні болі, втрати свідомості, нейропатії, астма, отруєння, ракові захворювання та інші хвороби.

Отруєна питна вода стає непридатною для пиття і може мати колір від звичайного до чорного. У США з’явилася нова забава підпалювати питну воду, що тече з-під крана.

Реферат, Видобуток сланцевого газу

Малюнок 4. Займання питної води.

Це швидше виняток, ніж правило. Більшості в такій ситуації реально страшно. Природний газ не має запаху. Той запах, який ми відчуваємо, видають одоранти, спеціально подмешиваемые для виявлення витоків. Перспектива створити іскру в будинку, повному метану, змушує перекрити водопровід наглухо в такій ситуації. Буріння нових свердловин для води стає небезпечним. Можна нарватися на метан, який шукає вихід на поверхню після гідророзриву. Наприклад, так сталося з цим фермером, який вирішив зробити собі новий колодязь замість отруєного. Фонтан метану бив три дні. За підрахунками фахівців в атмосферу пішло 84 тисячі кубометрів газу.

Американські нафтогазові компанії застосовують до місцевого населення наступну приблизну схему дій.

Перший крок: «Незалежні» екологи роблять експертизу, згідно з якою з питною водою все гаразд. На цьому все закінчується, якщо потерпілі не подають до суду.

Другий крок: Суд може зобов’язати нафтову компанію довічно забезпечувати жителів питною водою, або поставити очисне обладнання. Як показує практика, очисне обладнання не завжди рятує. Наприклад, етиленгліколь проходить крізь фільтри.

Третій крок: Нафтові компанії виплачують компенсації потерпілим. Розміри компенсацій вимірюються десятками тисяч доларів.

Четвертий крок: З одержали компенсацію постраждалими обов’язково підписується договір про конфіденційність, щоб правда виплила назовні.

Не весь отруйний розчин змішується з ґрунтовими водами. Приблизно половина «утилізується» нафтовими компаніями. Хімікати зливають у котловани, а для збільшення швидкості випаровування включають фонтани.

4 ЗАПАСИ СЛАНЦЕВОГО ГАЗУ ПО СВІТУ

Важливе питання: чи не загрожує масова промислова видобуток сланцевого газу в США економічної безпеки Росії? Так, ажіотаж навколо сланцевого газу змінив співвідношення сил на газовому ринку, але, в основному, це стосується спотових, тобто біржових, сьогохвилинних цін на газ. Основні гравці на цьому ринку — виробники і постачальники зрідженого газу, в той час як великі російські виробники тяжіють до ринку довгострокових контрактів, який найближчим часом не повинен втратити стабільність.Реферат, Видобуток сланцевого газу
Малюнок 5. Запаси сланцевого газу у світі (трлн кубометрів). Джерело: дослідження компанії Schlumberger. За оцінкою інформаційно-консалтингової компанії IHS CERA, до 2018 року світовий видобуток сланцевого газу може скласти 180 млрд кубометрів на рік.

Реферат, Видобуток сланцевого газу

Малюнок 6.Запаси сланцевого газу в світі

Поки налагоджена і надійна система так званого «трубопровідного ціноутворення», з якою працює Газпром (гігантські резерви традиційного газу —транспортна система — великий споживач) для Західної Європи краще, ніж ризикована і недешева розробка власних родовищ сланцевого газу. Але саме собівартість видобутку сланцевого газу в Європі (його запаси оцінюються в 12-15 трильйонів кубометрів) і буде визначати європейські ціни на газ у найближчі 10-15 років

5 ПРОЮЛЕМЫ ПРИ ВИДОБУТКУ СЛАНЦЕВИХ НАФТИ І ГАЗУ

Видобуток сланцевих нафти і газу стикається з низкою проблем, які в найближчому майбутньому можуть почати надавати на цю галузь істотний вплив.

По-перше, видобуток рентабельна лише за умови, що видобувається одночасно і газ, і нафта. Тобто видобуток тільки сланцевого газу — занадто дороге задоволення. Легше добувати його з океану за японською технологією.

По-друге, якщо врахувати вартість газу на внутрішніх ринках США, можна укласти, що видобування сланцевих копалин знаходиться на дотаціях. При цьому треба пам’ятати, що в інших країнах, видобуток сланцевого газу буде ще менш рентабельна, ніж у США.

по-третє, надто часто з’являється на тлі всієї істерії про сланцевий газ ім’я Діка Чейні, колишнього віце-президент США. Дік Чейні стояв біля витоків всіх американських воєн першого десятиліття XXI століття на Близькому Сході, які і призвели до зростання цін на енергоносії. Це наводить на думку деяких експертів про те, що ці два процеси були тісно взаємопов’язані.

В-четвертих, видобуток сланцевого газу і нафти може викликати дуже серйозні екологічні проблеми в регіоні видобутку. Вплив може виявлятися не тільки на ґрунтові води, але і сейсмічну активність. Чимале число країн і навіть штатів США ввели мораторій на видобуток сланцевих нафти і газу на своїй території. У квітні 2014 року американська сім’я з Техасу виграла перше в історії США справа про негативні наслідки видобутку сланцевого газу методом гідророзриву пласта. Сім’я отримає 2,92 мільйона доларів від нафтової компанії Aruba Petroleum в якості компенсації за забруднення їх ділянки (включаючи свердловину з водою, яка стала непридатною для пиття) і нанесення шкоди здоров’ю. У жовтні 2014 року з’ясувалося, що підземні води по всій Каліфорнії заражені в результаті попадання в них мільярдів літрів небезпечних для людини відходів при видобутку сланцевого газу (з листа, що офіційні особи штату відправили в агентство з охорони навколишнього середовища США).

У зв’язку з можливим збитком для навколишнього середовища видобуток сланцевого газу заборонений у Франції і Болгарії. Видобуток сланцевого сировини заборонена або припинена також у Німеччині, Нідерландах та низці штатів США.

Рентабельність промислового видобутку сланцевого газу має яскраво виражену прив’язку до економіки того регіону, де він видобувається. Родовища сланцевого газу виявлені не тільки в Північній Америці, але і в Європі (в тому числі і Східної), Австралії, Індії, Китаї. Проте промислова розробка цих родовищ може виявитися утруднена через густонаселеності (Індія, Китай), відсутність транспортної інфраструктури (Австралія) і строгих норм екологічної безпеки (Європа). Є розвідані родовища сланців і в Росії, найбільшим з яких є Ленінградське — частина масштабного Прибалтійського басейну, але собівартість газових розробок помітно перевищує вартість видобутку «традиційного» газу.

6 ПРОГНОЗИ

Поки ще рано судити про те, наскільки великий вплив може надати розробка сланцевих газу і нафти. За найоптимістичнішими оцінками, вона незначно опустить ціни на нафту і газ — до рівня нульової рентабельності видобутку сланцевого газу. За іншими оцінками, що тримається на дотаціях розробка сланцевого газу скоро закінчиться зовсім.

У 2014 році вибухнув скандал в Каліфорнії — з’ясувалося, що запаси родовища сланцевої нафти Монтерей були серйозно переоцінені, і що реальні запаси приблизно в 25 разів нижче, ніж передбачалося раніше. Це призвело до зниження загальної оцінки запасів нафти в США на 39 %. Даний інцидент може викликати масову переоцінку сланцевих запасів по всьому світу.

У вересні 2014 року японська компанія Sumitomo була змушена повністю згорнути масштабний проект з видобутку сланцевої нафти в Техасі, рекордні збитки склали 1,6 млрд дол. «Завдання вилучення нафти і газу виявилася дуже складною», повідомляють представники компанії.

Поклади сланцю, з якого можна видобувати сланцевий газ, вельми великі і знаходяться в ряді країн: Австралія, Індія, Китай, Канада.

Китай планує в 2015 році добути 6,5 млрд кубометрів сланцевого газу. Загальний обсяг виробництва природного газу в країні зросте на 6% — з поточного рівня. До 2020 року Китай планує вийти на рівень видобутку в діапазоні від 60 до 100 млрд кубометрів сланцевого газу щорічно. У 2010 році Україна видала ліцензії на розвідку сланцевого газу для Exxon Mobil і Shell.

У травні 2012 року стали відомі переможці конкурсу з розробки Юзівської (Донецька область) та Олеської (Львівська область) газових площ. Ними стали Shell і Chevron відповідно. Очікується, що промисловий видобуток на цих ділянках почнеться в 2018-2019 роках. 25 жовтня 2012 Shell почала буріння першої пошукової свердловини газу ущільнених пісковиків в Харківській області. Угоду між компанією Shell і «Надра Юзівська» про розподіл продукції від видобутку сланцевого газу на Юзівській ділянці в Харківській та Донецькій областях було підписано 24 січня 2013 року, в Давосі (Швейцарія) за участю президента України.

Практично негайно після цього в Харківській і Донецькій областях почалися акції і пікети екологів, комуністів та ряду інших активістів, спрямовані проти розробки сланцевого газу і, зокрема, проти надання такої можливості закордонним компаніям. Ректор Приазовського технічного університету, професор В’ячеслав Волошин, завідувач кафедри охорони праці та навколишнього середовища, не розділяє їх радикальних настроїв, вказуючи, що видобуток може бути проведена і без шкоди для навколишнього середовища, але необхідні додаткові дослідження пропонованої технології видобутку.

Короткий опис статті: видобуток газу у світі

Джерело: Реферат — Видобуток сланцевого газу

Також ви можете прочитати