Extracția gazelor de șist - metode de extragere a unei surse de energie promițătoare. Cum se extrage gazul de șist (9 fotografii)

Introducere

Gazul de șist este un tip de combustibil alternativ la gazul natural. Este extras din depozite cu saturație scăzută de hidrocarburi, situate în rocile sedimentare șist ale scoarței terestre.

Unii consideră gazele de șist ca fiind groparul sectorului petrolului și gazelor din economia rusă, în timp ce alții consideră înșelătorie grandioasă scara planetara.

În ceea ce privește proprietățile sale fizice, gazul de șist purificat nu diferă fundamental de gazul natural tradițional. Cu toate acestea, tehnologia de producere și purificare a acesteia implică costuri mult mai mari în comparație cu gazul tradițional.

Gazele de șist și petrolul sunt, aproximativ vorbind, petrol și gaze neterminate. Folosind „fracking”, oamenii pot extrage combustibil din sol înainte ca acesta să se acumuleze în depozitele normale. Astfel de gaze și petrol conțin o cantitate imensă de impurități, care nu numai că măresc costul de producție, dar și complică procesul de procesare. Adică, este mai costisitor să comprimați și să lichefiați gazul de șist decât cel produs prin metode tradiționale. Rocile de șist pot conține de la 30% până la 70% metan. În plus, uleiul de șist este foarte exploziv.

Rentabilitatea dezvoltării câmpului este caracterizată de indicatorul EROEI, care arată câtă energie trebuie cheltuită pentru a obține o unitate de combustibil. La începutul erei petrolului, la începutul secolului al XX-lea, EROEI pentru petrol era de 100:1. Aceasta însemna că pentru a produce o sută de barili de petrol, un baril trebuia ars. Până în prezent, EROEI a scăzut la 18:1.

Peste tot în lume se dezvoltă depozite din ce în ce mai puțin profitabile. Anterior, dacă uleiul nu țâșnea ca un țâșnitor, atunci nimeni nu era interesat de un astfel de domeniu; acum, din ce în ce mai des, este necesar să se extragă ulei la suprafață cu ajutorul pompelor.

1. Istorie

Prima sondă comercială de gaze în formațiuni de șist a fost forată în Statele Unite în 1821 de William Hart în Fredonia, New York, care este considerat „părintele gazelor naturale” în Statele Unite. Inițiatorii producției pe scară largă a gazelor de șist în Statele Unite sunt George Mitchell și Tom Ward

Producția industrială pe scară largă de gaz de șist a fost începută de Devon Energy în SUA la începutul anilor 2000, care în câmpul Barnett (engleză) rusă. în Texas, în 2002, a fost pionier în utilizarea unei combinații de foraj orizontal și fracturare hidraulică în mai multe etape. Datorită creșterii puternice a producției sale, numită „revoluția gazelor” în mass-media, în 2009 Statele Unite au devenit liderul mondial în producția de gaze (745,3 miliarde de metri cubi), cu peste 40% provenind din surse neconvenționale (metanul de cărbune). și gaze de șist).

În prima jumătate a anului 2010, cele mai mari companii de combustibili din lume au cheltuit 21 de miliarde de dolari pe active legate de producția de gaze de șist. La acea vreme, unii comentatori și-au exprimat opinia că hype-ul în jurul gazelor de șist, numită revoluție de șist, a fost rezultatul unei campanii de publicitate inspirată de o serie de companii energetice care au investit masiv în proiecte de gaze de șist și au nevoie de un aflux sume suplimentare. Oricum ar fi, după apariția gazelor de șist pe piața mondială, prețurile gazelor au început să scadă.

Până la începutul anului 2012, prețurile gazelor naturale din SUA au scăzut la niveluri cu mult sub costul producției de gaze de șist, provocând cel mai mare jucător Pe piața gazelor de șist, Chesapeake Energy a anunțat o reducere a producției cu 8% și investiții de capital în foraj cu 70%. În prima jumătate a anului 2012, gazele din Statele Unite, unde a existat supraproducție, a fost mai ieftină decât în Rusia, care are cele mai mari rezerve dovedite de gaze din lume. Prețurile scăzute au forțat companiile producătoare de gaze să reducă producția, după care prețurile la gaz au crescut. Până la jumătatea anului 2012 un număr companii mari, a început să se confrunte cu dificultăți financiare, iar Chesapeake Energy s-a trezit în pragul falimentului.

2. Probleme cu producția de gaze de șist în anii 70-80 și factori de creștere industrială și dezvoltare a câmpului în SUA în anii 90

Industria petrolului și gazelor naturale este considerată una dintre cele mai intensive în capital. Concurența ridicată îi obligă pe jucătorii activi de pe piață să investească în sume uriașe muncă de cercetare, iar marile companii de investiții trebuie să mențină un personal de analiști specializați în previziuni legate de petrol și gaze. S-ar părea că totul aici este atât de bine studiat, încât nu avem aproape nicio șansă să omitem ceva, chiar și pe departe semnificativ. Cu toate acestea, niciunul dintre analiști nu a reușit să prezică creșterea bruscă a producției de gaze de șist în America - un adevărat fenomen economic și tehnologic, care în 2009 a făcut din Statele Unite un lider în volumul de gaze produse, a schimbat radical politica de aprovizionare cu gaze din SUA, și a transformat piața internă de gaze din rară în autosuficientă și poate afecta grav echilibrul puterii în sectorul energetic global.

Este interesant că fenomenul producției industriale de gaz de șist poate fi numit doar o revoluție tehnologică sau o descoperire științifică doar cu o întindere foarte mare: oamenii de știință știu despre zăcămintele de gaze din șist încă de la începutul secolului al XIX-lea; primul puț comercial. în formațiuni de șist a fost forat în SUA în 1821, cu mult înainte de primul din lume a forajelor petroliere, iar tehnologiile folosite astăzi sunt testate de specialiști de câteva decenii. Cu toate acestea, până de curând, dezvoltarea industrială a rezervelor gigantice de gaze de șist a fost considerată nerealizabilă din punct de vedere economic.

Principala diferență și principala dificultate în producerea gazelor de șist este permeabilitatea scăzută a formațiunilor de șist care conțin gaze (nisip zdrobit care s-a transformat în argilă pietrificată): hidrocarbura practic nu se infiltrează prin roca densă și foarte tare, deci debitul unui debit tradițional. puțul vertical este foarte mic și dezvoltarea câmpului devine neprofitabilă din punct de vedere economic.

În anii 70 ai secolului trecut, explorarea geologică a identificat patru structuri uriașe de șist în Statele Unite care conțineau rezerve enorme de gaze (Barnett, Haynesville, Fayetteville și Marcellus), dar producția industrială a fost considerată neprofitabilă, iar cercetarea pentru crearea de tehnologii adecvate a fost întreruptă. după scăderea preţului petrolului în anii '80.

Gazul natural în condiții de rezervor (condiții de apariție în intestinele pământului) este în stare gazoasă - sub formă de acumulări separate (depozite de gaze) sau sub forma unui capac de gaz al zăcămintelor de petrol și gaze, sau într-o dizolvare. stare în ulei sau apă

Ideea de a extrage gaze din formațiunile de șist din Statele Unite a fost returnată abia în anii 90, pe fundalul creșterii consumului de gaze și al prețurilor la energie în creștere. În locul numeroaselor puțuri verticale neprofitabile, cercetătorii au folosit așa-numita foraj orizontal: atunci când se apropie de o formațiune cu gaze, forajul se abate de la verticală cu 90 de grade și parcurge sute de metri de-a lungul formațiunii, mărind zona de contact cu roca. Cel mai adesea, deformarea sondei se realizează prin utilizarea unui șir de foraj flexibil sau a ansamblurilor speciale care asigură forța de deviere asupra burghiului și distrugerea asimetrică a fundului.

Pentru a crește productivitatea unei sonde, se folosește tehnologia fracturării hidraulice multiple: un amestec de apă, nisip și substanțe chimice speciale este pompat într-un puț orizontal sub presiune mare (până la 70 MPa, adică aproximativ 700 de atmosfere), care rupe formația, distruge roca densă și despărțirea pungilor de gaz și unește rezervele de gaze. Presiunea apei provoacă apariția fisurilor, iar boabele de nisip, care sunt introduse în aceste fisuri de fluxul de fluid, interferează cu „prăbușirea” ulterioară a rocii și fac formarea de șist permeabilă la gaz.

Dezvoltarea comercială a gazelor de șist în Statele Unite a devenit profitabilă datorită mai multor factori suplimentari. Prima este disponibilitatea de echipamente de ultimă generație, materiale cu cea mai mare rezistență la uzură și tehnologii care permit poziționarea foarte precisă a arborilor de fracturare hidraulică și a fracturilor. Astfel de tehnologii au devenit disponibile chiar și pentru companiile mici și mijlocii producătoare de gaze după un boom de inovare asociat cu creșterea prețurilor la energie și creșterea cererii (și, prin urmare, a prețurilor) pentru echipamente pentru industria petrolului și gazelor.

Al doilea factor este populația relativ rară a zonelor adiacente zăcămintelor de gaze de șist: producătorii pot fora numeroase puțuri în zone uriașe fără o coordonare continuă cu autoritățile din apropiere. aşezări.

Al treilea factor, cel mai important, este accesul deschis la sistemul dezvoltat de gazoducte din SUA. Acest acces este reglementat de lege, si chiar si firmele mici si mijlocii care produc gaze pot avea acces la conducta in conditii transparente si pot aduce gaze la consumatorul final conform preț rezonabil.

3. Tehnologia de producere a gazelor de șist și impactul asupra mediului

Extracția gazelor de șist implică foraj orizontal și fracturare hidraulică. Un puț orizontal este forat printr-un strat de șisturi cu gaze. Zeci de mii de metri cubi de apă, nisip și substanțe chimice sunt apoi pompați în puț sub presiune. Ca urmare a fracturării formațiunii, gazul curge prin fisuri în puț și mai departe la suprafață.

Această tehnologie dăunează enorm mediului. Ecologiștii independenți estimează că fluidul special de foraj conține 596 de substanțe chimice: inhibitori de coroziune, agenți de îngroșare, acizi, biocide, inhibitori de control al șisturilor, agenți de gelifiere. Fiecare foraj necesită până la 26 de mii de metri cubi de soluție. Scopul unor substanțe chimice:

acidul clorhidric ajută la dizolvarea mineralelor;

etilenglicolul combate apariția depunerilor pe pereții conductelor;

alcool izopropilic folosit pentru a crește vâscozitatea unui lichid;

glutaraldehida combate coroziunea;

fracțiunile ușoare de ulei sunt utilizate pentru a minimiza frecarea;

guma de guar crește vâscozitatea soluției;

peroxodisulfatul de amoniu previne descompunerea gumei de guar;

formamida previne coroziunea;

acidul boric menține vâscozitatea lichidului la temperaturi ridicate;

acidul citric este folosit pentru a preveni precipitarea metalelor

clorura de potasiu previne reactiile chimice intre sol si lichid;

carbonatul de sodiu sau de potasiu este folosit pentru a menține echilibrul acid.

Zeci de tone de soluție din sute de substanțe chimice sunt amestecate cu apa subterană și provoacă o gamă largă de consecințe negative imprevizibile. În același timp, diferite companii petroliere folosesc diferite compoziții de soluție. Pericolul este reprezentat nu numai de soluția în sine, ci și de compușii care se ridică din sol ca urmare a fracturării hidraulice. În zonele miniere, există o ciumă de animale, păsări, pești și râuri fierbinți cu metan. Animalele de companie se îmbolnăvesc, își pierd părul și mor. Produsele toxice ajung în apa de băut și în aer. Americanii care sunt suficient de nefericiți să trăiască în apropierea platformelor de foraj se confruntă cu dureri de cap, pierderea conștienței, neuropatie, astm, otrăvire, cancer și multe alte boli.

Apa de băut otrăvită devine de nebăut și poate varia în culori de la normal la negru. În Statele Unite a apărut o nouă distracție - a da foc apei potabile care curge de la robinet.

Aceasta este mai degrabă excepția decât regula. Majoritatea oamenilor sunt cu adevărat speriați în această situație. Gazul natural este inodor. Mirosul pe care îl simțim provine de la odorante care sunt amestecate special pentru a detecta scurgerile. Perspectiva de a crea o scânteie într-o casă plină de metan face necesară oprirea alimentării cu apă într-o astfel de situație. Forarea puțurilor noi de apă devine periculoasă. Puteți întâlni metan, care caută o cale de a ajunge la suprafață după fracturarea hidraulică. De exemplu, acest lucru s-a întâmplat acestui fermier care a decis să-și facă o fântână nouă în loc de una otrăvită. Fântâna de metan a curs timp de trei zile. Potrivit experților, în atmosferă au fost eliberați 84 de mii de metri cubi de gaz.

Companiile americane de petrol și gaze aplică următoarea schemă aproximativă de acțiuni populației locale.

Primul pas: ecologiștii „independenți” fac un examen, conform căruia totul este în ordine cu apa potabilă. Aici se termină totul, cu excepția cazului în care victimele dau în judecată.

Al doilea pas: Instanța poate obliga compania petrolieră să furnizeze rezidenților apă potabilă importată pe viață sau să furnizeze echipamente de tratare. După cum arată practica, echipamentul de curățare nu economisește întotdeauna. De exemplu, etilenglicolul trece prin filtre.

Al treilea pas: Companiile petroliere plătesc despăgubiri victimelor. Sumele compensațiilor sunt măsurate în zeci de mii de dolari.

Al patrulea pas: Trebuie semnat un acord de confidențialitate cu victimele care au primit despăgubiri pentru ca adevărul să nu iasă la iveală.

Nu toată soluția toxică se amestecă cu apele subterane. Aproximativ jumătate este „reciclată” de companiile petroliere. Produsele chimice sunt turnate în gropi și fântânile sunt aprinse pentru a crește rata de evaporare.

4. Rezervele de gaze de șist din întreaga lume

O întrebare importantă: este producția industrială masivă de gaz de șist în Statele Unite o amenințare? securitate economică Rusia? Da, hype-ul în jurul gazelor de șist a schimbat echilibrul de forțe pe piața gazelor, dar acest lucru se referă în principal la prețurile la gaze la fața locului, adică la schimb, de moment. Principalii jucători de pe această piață sunt producătorii și furnizorii de gaze lichefiate, în timp ce marii producători ruși gravitează către piața de contracte pe termen lung, care nu ar trebui să-și piardă stabilitatea în viitorul apropiat.

Potrivit companiei de informare și consultanță IHS CERA, până în 2018, producția globală de gaze de șist ar putea ajunge la 180 de miliarde de metri cubi pe an.

Până acum, sistemul bine stabilit și fiabil de așa-numitul „preț pentru conducte”, conform căruia operează Gazprom (rezerve uriașe de gaze tradiționale - sistem de transport- mare consumator) pt Europa de Vest preferabil dezvoltării riscante și costisitoare a propriilor noastre zăcăminte de gaze de șist. Dar costul producției de gaze de șist în Europa (rezervele sale sunt estimate la 12-15 trilioane de metri cubi) este cel care va determina prețurile gazelor europene în următorii 10-15 ani.

5. Probleme în producția de petrol și gaze de șist

Producția de petrol și gaze de șist se confruntă cu o serie de provocări care ar putea începe să aibă un impact semnificativ asupra industriei în viitorul foarte apropiat.

În primul rând, producția este profitabilă numai dacă atât gazul, cât și petrolul sunt produse simultan. Adică numai extracția gazului de șist este prea costisitoare. Este mai ușor să-l extragi din ocean folosind tehnologia japoneză.

În al doilea rând, dacă luăm în considerare costul gazului la piețele interne SUA, putem concluziona că extracția mineralelor de șist este subvenționată. Trebuie amintit că în alte țări, producția de gaze de șist va fi chiar mai puțin profitabilă decât în Statele Unite.

În al treilea rând, numele lui Dick Cheney, fostul vicepreședinte al Statelor Unite, fulgerează prea des pe fundalul isteriei legate de gazele de șist. Dick Cheney a fost la originile tuturor războaielor americane din primul deceniu al secolului 21 în Orientul Mijlociu, ceea ce a dus la creșterea prețurilor la energie. Acest lucru îi face pe unii experți să creadă că cele două procese erau strâns legate.

În al patrulea rând, producția de gaze de șist și petrol poate cauza probleme de mediu foarte grave în regiunea de producție. Impactul poate fi exercitat nu numai asupra apelor subterane, ci și asupra activității seismice. Un număr considerabil de țări și chiar state americane au impus un moratoriu asupra producției de petrol și gaze de șist pe teritoriul lor. În aprilie 2014, o familie americană din Texas a câștigat primul dosar din istoria SUA privind consecințele negative ale producției de gaz de șist prin fracturare hidraulică. Familia va primi 2,92 milioane de dolari de la companie petroliera Aruba Petroleum ca despăgubire pentru contaminarea site-ului lor (inclusiv o fântână cu apă care a devenit de nepotabilă) și vătămarea sănătății. În octombrie 2014, s-a constatat că apa subterană din întreaga California a fost contaminată de eliberarea de miliarde de galoane de deșeuri periculoase din extracția gazelor de șist, potrivit unei scrisori trimise de oficiali de stat Agenției pentru Protecția Mediului din SUA.

Din cauza posibilelor daune mediului, producția de gaze de șist este interzisă în Franța și Bulgaria. Extracția materiilor prime de șist este, de asemenea, interzisă sau suspendată în Germania, Țările de Jos și o serie de state din SUA.

Rentabilitatea producției industriale de gaze de șist este în mod clar legată de economia regiunii în care este produs. Zăcăminte de gaze de șist au fost descoperite nu numai în America de Nord, dar și în Europa (inclusiv de Est), Australia, India, China. Cu toate acestea, dezvoltarea industrială a acestor zăcăminte poate fi dificilă din cauza populației dense (India, China), a lipsei infrastructurii de transport (Australia) și a reglementărilor stricte. siguranța mediului(Europa). Există zăcăminte de șist explorate în Rusia, dintre care cel mai mare este Leningradskoye - parte a marelui bazin baltic, dar costul dezvoltării gazului depășește semnificativ costul producerii gazului „tradițional”.

6. Prognoze

Este prea devreme pentru a ști cât de mare ar putea avea impactul dezvoltării gazelor de șist și petrolului. Potrivit celor mai optimiste estimări, va scădea ușor prețurile petrolului și gazelor - până la nivelul de rentabilitate zero a producției de gaze de șist. Potrivit altor estimări, dezvoltarea gazelor de șist, care este susținută de subvenții, se va încheia în curând complet.

În 2014, în California a izbucnit un scandal - s-a dovedit că rezervele de petrol de șist din zăcământul Monterey au fost serios supraestimate și că rezervele reale au fost de aproximativ 25 de ori mai mici decât se prevedea anterior. Acest lucru a condus la o scădere cu 39% a estimării generale a rezervelor de petrol din SUA. Incidentul ar putea declanșa o reevaluare masivă a rezervelor de șist din întreaga lume.

În septembrie 2014, compania japoneză Sumitomo a fost nevoită să închidă complet un proiect de petrol de șist pe scară largă în Texas, cu pierderi record în valoare de 1,6 miliarde de dolari. „Sarcina de a extrage petrol și gaze s-a dovedit a fi foarte dificilă”, reprezentanții companiei. Spune.

Zăcămintele de șist din care se poate extrage gazele de șist sunt foarte mari și sunt situate într-o serie de țări: Australia, India, China, Canada.

China intenționează să producă 6,5 miliarde de metri cubi de gaz de șist în 2015. Producția totală de gaze naturale a țării va crește cu 6% față de nivelurile actuale. Până în 2020, China intenționează să atingă niveluri de producție cuprinse între 60 de miliarde și 100 de miliarde de metri cubi de gaz de șist anual. În 2010, Ucraina a eliberat licențe de explorare a gazelor de șist către Exxon Mobil și Shell.

În mai 2012, câștigătorii competiției pentru dezvoltarea zonelor de gaze Yuzovskaya (regiunea Donețk) și Olesskaya (Lvov). Erau Shell și, respectiv, Chevron. Este de așteptat ca producția industrială în aceste zone să înceapă în 2018-2019. Pe 25 octombrie 2012, Shell a început să foreze primul puț de explorare pentru gaz de gresie compactat în regiunea Harkov. Un acord între Shell și Nadra Yuzovskaya privind împărțirea producției din producția de gaz de șist la situl Yuzovsky din regiunile Harkov și Donețk a fost semnat la 24 ianuarie 2013, la Davos (Elveția), cu participarea președintelui Ucrainei.

Aproape imediat după aceasta, în regiunile Harkov și Donețk au început acțiuni și pichete ale ecologiștilor, comuniștilor și alți alți activiști, îndreptate împotriva dezvoltării gazelor de șist și, în special, împotriva furnizării unei astfel de oportunități companiilor străine. Rectorul Universității Tehnice Azov, profesorul Vyacheslav Voloshin, șeful departamentului de protecție a muncii și protecția mediului, nu împărtășește sentimentele lor radicale, subliniind că exploatarea minieră poate fi efectuată fără a deteriora mediul, dar sunt necesare cercetări suplimentare privind tehnologia minieră propusă.

Concluzie

ecologia zăcămintelor de gaze de șist

În acest eseu, am analizat metodele de extracție, istoria și impactul asupra mediului al gazelor de șist. Gazul de șist este un combustibil alternativ. Această resursă energetică combină calitatea combustibililor fosili și a unei surse regenerabile și se găsește în întreaga lume, astfel încât aproape orice țară dependentă de energie se poate asigura cu această resursă energetică. Cu toate acestea, extracția sa este asociată cu probleme majore de mediu și dezastre. Personal, cred că extracția gazelor de șist este o metodă prea periculoasă de extracție a combustibilului în prezent. Și până acum, la nivelul nostru de progres tehnologic, omul este incapabil să mențină echilibrul ecosistemului prin extragerea acest tip combustibil folosind o metodă atât de radicală.

Lista surselor utilizate

1. Gaz de șist [ Resursa electronica]. - Mod de acces: #"justify">. Gaz de șist - revoluția nu a avut loc [Resursă electronică]. - Mod de acces: #"justify">. Gaz de șist [Resursă electronică]. Mod de acces: https://ru.wikipedia.org/wiki/Shale_gas#cite_note-72

Trimiteți cererea dumneavoastră indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a primi o consultație.

Gazul de șist poate fi clasificat ca o varietate de gaz tradițional, care este stocat în formațiuni mici de gaze, rezervoare, în stratul de șist al rocilor decontate ale Pământului. Rezervele existente de gaze de șist sunt destul de mari, dar sunt necesare anumite tehnologii pentru extragerea lor. O caracteristică specială a unor astfel de zăcăminte este că sunt situate aproape pe întreg continentul. De aici putem concluziona: orice țară dependentă de resurse energetice este capabilă să se asigure singura componenta care lipsește.

Compoziția gazelor de șist este destul de specifică. Proprietățile sinergice din complexul armonios al nașterii materiilor prime și bioregenerabilitatea sa unică oferă acestei resurse energetice avantaje competitive semnificative. Dar dacă luăm în considerare relația sa cu piața, este destul de controversată și presupune o anumită analiză care să țină cont de toate caracteristicile.

Istoria originii gazelor de șist

Prima sursă activă pentru producția de gaz a fost descoperită în Statele Unite. Acest lucru s-a întâmplat în 1821, descoperitorul a fost William Hart. Activiștii în studiul tipului de gaz în discuție în America sunt specialiști cunoscuți Mitchell și Ward. Producția pe scară largă a gazului în cauză a fost începută de compania Devon Energy. Acest lucru s-a întâmplat în 2000 în SUA. De atunci, s-au înregistrat îmbunătățiri în fiecare an proces tehnologic: s-au folosit echipamente avansate, au fost deschise puțuri noi, iar producția de gaz a crescut. În 2009, Statele Unite au devenit lider mondial în producție (rezervele s-au ridicat la 745,3 miliarde de metri cubi). Este de remarcat faptul că aproximativ 40% provin din puțuri neconvenționale.

Rezervele de gaze de șist din lume

În prezent, rezervele de gaze de șist din Statele Unite au depășit 24,4 trilioane de metri cubi, ceea ce echivalează cu 34% din posibile rezerveîn toată America. În aproape fiecare stat există șisturi care sunt situate la o adâncime de aproximativ 2 km.

În China, rezervele de gaze de șist au ajuns în prezent la aproape 37 de trilioane de metri cubi, ceea ce este mult mai mult decât economiile de gaze tradiționale. Odată cu sosirea primăverii 2011 Republica Chineza a încheiat forarea sursei inițiale de gaz de șist. A durat aproximativ unsprezece luni pentru implementarea proiectului.
Dacă vorbim despre gazele de șist în Polonia, rezervele sale sunt situate în trei bazine:

Baltica – extracția tehnică a rezervelor de gaze de șist este de aproximativ 4 trilioane. cub m.
Lublinsky – volum 1,25 trilioane. cub m.
Podlasie – în prezent rezervele sale sunt minime: 0,41 trilioane. metri cubi

Suma totală a rezervelor din pământurile Poloniei este egală cu 5,66 trilioane. cub m.

Surse rusești de gaz de șist

Astăzi, este foarte dificil să furnizați informații despre rezervele de gaze de șist existente în puțurile rusești. Acest lucru se datorează faptului că problema căutării unei surse de gaz nu a fost luată în considerare aici. Țara are destule gaze tradiționale. Dar există o opțiune că în 2014 vor fi luate în considerare propuneri pentru producția de gaze de șist, aproximativ tehnologie necesarăși, de asemenea, cântăriți argumentele pro și contra.

Avantajele producției de gaz de șist

Căutarea puțurilor de șist folosind fracturarea hidraulică a unui strat la adâncimea doar a surselor orizontale poate fi efectuată în regiunile cu un număr mare de locuitori;
Sursele de gaze de șist sunt situate aproape de clienții finali;
Acest tip de gaz este produs fără pierderi de gaze cu efect de seră.

Dezavantajele producției de gaz de șist

Procesul de fracturare hidraulică necesită rezerve uriașe de apă situate în apropierea câmpului. De exemplu, pentru a efectua o ruptură, sunt necesare 7.500 de tone de apă, precum și nisip și diverse substanțe chimice. Ca urmare, apa devine poluată, a cărei eliminare este destul de dificilă;
Sondele pentru extracția gazelor simple au o durată de viață mai mare decât sondele de șist;
Forarea sondelor necesită costuri financiare semnificative;
Când se extrage gazul, se utilizează o mare varietate de substanțe toxice, deși formula exactă pentru fracturarea hidraulică rămâne în continuare confidențială;
Procesul de căutare a gazelor de șist are pierderi serioase, iar acest lucru la rândul său crește efectul de seră;
Este profitabil să produci gaz numai dacă există cerere și un nivel decent al prețurilor.

Gazele naturale de șist (ing. gaze de șist) sunt gaze naturale extrase din șisturi petroliere și constând în principal din metan.

șisturile bituminoase este un mineral solid de origine organică. Șisturile s-au format în principal acum 450 de milioane de ani pe fundul mării din rămășițe de plante și animale.

Pentru extragerea gazelor de șist, se utilizează foraj orizontal (foraj direcțional) și fracturare hidraulică (inclusiv utilizarea agenților de susținere). O tehnologie de producție similară este utilizată pentru a produce metan de cărbune.

În producția de gaze neconvenționale, fracturarea hidraulică (fracturarea) conectează porii rocilor dense și permite eliberarea gazului natural. În timpul fracturării hidraulice, un amestec special este pompat în puț. De obicei, este format din 99% apă și nisip (agent de susținere) și doar 1% din aditivi suplimentari.

Propant (sau proppant, din engleza propping agent) este un material granular care servește la menținerea permeabilității fracturilor obținute în timpul fracturării hidraulice. Este o granulă cu un diametru tipic de 0,5 până la 1,2 mm.

Aditivii suplimentari pot include, de exemplu, un agent de gelifiere, de obicei de origine naturală (mai mult de 50% din compoziția reactanților chimici), un inhibitor de coroziune (numai pentru fracturarea acidului), reductori de frecare, stabilizatori de argilă, un compus chimic care traversează -legături polimeri liniari, un inhibitor al formării depunerilor, demulgator, diluant, biocid (o substanță chimică pentru distrugerea bacteriilor acvatice), agent de îngroșare.

Pentru a preveni scurgerea fluidului de fracturare din puț în sol sau în apele subterane, marile companii de servicii folosesc diferite tehnici de izolare a formațiunilor, cum ar fi proiectarea puțurilor cu mai multe șiruri și utilizarea materialelor grele în timpul procesului de cimentare.

Gazele de șist sunt conținute în cantități mici (0,2 - 3,2 miliarde de metri cubi pe km2), astfel încât extracția unor cantități semnificative de astfel de gaze necesită deschiderea unor suprafețe mari.

Producția industrială la scară largă de gaz de șist a fost începută de Devon Energy în SUA la începutul anilor 2000, care a forat primul puț orizontal din zăcământul Barnett Shale în 2002. Datorită creșterii puternice a producției sale, numită „revoluția gazelor” în mass-media, în 2009 Statele Unite au devenit liderul mondial în producția de gaze (745,3 miliarde de metri cubi), cu peste 40% provenind din surse neconvenționale (metanul de cărbune). și gaze de șist).

În prima jumătate a anului 2010, cele mai mari companii de combustibili din lume au cheltuit 21 de miliarde de dolari pe active legate de producția de gaze de șist. La acea vreme, unii comentatori au sugerat că frenezia gazelor de șist, numită revoluție de șist, a fost rezultatul unei campanii de publicitate inspirată de o serie de companii energetice care investiseră masiv în proiecte de gaze de șist și aveau nevoie de un aflux de fonduri suplimentare. Oricum ar fi, după apariția gazelor de șist pe piața mondială, prețurile gazelor au început să scadă.

Potrivit directorului Institutului de Probleme cu Petrol și Gaze al Academiei Ruse de Științe, academicianul Anatoly Dmitrievsky, costul producției de gaze de șist în Statele Unite în 2012 este de nu mai puțin de 150 USD per mia de metri cubi. Potrivit majorității experților, costul producției de gaze de șist în țări precum Ucraina, Polonia și China va fi de câteva ori mai mare decât în Statele Unite.

Costul gazelor de șist este mai mare decât al gazului tradițional. Astfel, în Rusia, costul gazelor naturale din zăcămintele vechi de gaze, ținând cont de costurile de transport, este de aproximativ 50 USD per mia de metri cubi. m.

Resursele de gaz de șist din lume se ridică la 200 de trilioane de metri cubi. m. În prezent, gazele de șist reprezintă un factor regional care are un impact semnificativ doar pe piața nord-americană.

Printre factorii care influențează pozitiv perspectivele producției de gaze de șist se numără: apropierea câmpurilor de piețele de vânzare; rezerve semnificative; interesul autorităților unui număr de țări de a reduce dependența de importurile de combustibil și resurse energetice. În același timp, gazele de șist prezintă o serie de dezavantaje care afectează negativ perspectivele producției sale în lume. Printre aceste dezavantaje: cost relativ ridicat; nepotrivire pentru transportul pe distanțe lungi; epuizarea rapidă a depozitelor; nivelul scăzut al rezervelor dovedite în structura generala stocuri; riscuri semnificative de mediu în timpul exploatării miniere.

Potrivit IHS CERA, producția globală de gaze de șist ar putea ajunge la 180 de miliarde de metri cubi pe an până în 2018.

Comentarii: 0

Dmitri Grișcenko

Se scrie mult și des despre producția de petrol și gaze de șist. La prelegere vom încerca să ne dăm seama ce este această tehnologie, ce probleme de mediu sunt asociate cu ea și care sunt doar o creație a imaginației jurnaliștilor și ecologiștilor.

Poate progrese rapide în tehnologie, genetică și inteligenţă artificială ne conduc până la punctul în care inegalitatea economică atât de răspândită în această lume se înrădăcinează la nivel biologic? Aceasta este întrebarea pusă de istoricul și scriitorul Yuval Noah Harari.

Vladimir Mordkovici

Sinteza Fischer-Tropsch este un proces chimic care este un pas cheie în mod modern obţinerea de combustibili sintetici. De ce spun „sinteză” sau „proces” și evită cuvântul „reacție”? Reacțiile individuale sunt de obicei numite după oameni de știință, în acest caz Franz Fischer și Hans Tropsch. Cert este că nu există nicio reacție Fischer-Tropsch ca atare. Acesta este un complex de procese. Există doar trei reacții principale în acest proces și există cel puțin unsprezece dintre ele. În general, sinteza Fischer-Tropsch este conversia așa-numitului gaz de sinteză într-un amestec de hidrocarburi lichide. Chimistul Vladimir Mordkovich despre metodele de producere a combustibilului sintetic, noi tipuri de catalizatori și reactorul Fischer-Tropsch.

Alexandra Poshibaeva

Astăzi există două ipoteze principale pentru formarea petrolului: anorganică (abiogenă) și organică (biogenă, numită și migrație sedimentară). Susținătorii conceptului anorganic cred că petrolul s-a format din carbon și hidrogen prin procesul Fischer-Tropsch la adâncimi mari, la presiuni și temperaturi enorme de peste o mie de grade. Alcanii normali se pot forma din carbon și hidrogen în prezența catalizatorilor, dar astfel de catalizatori nu există în natură. În plus, uleiurile conțin o cantitate imensă de izoprenani, biomarkeri ciclici de hidrocarburi, care nu pot fi formați prin procesul Fischer-Tropsch. Chimistul Alexandra Poshibaeva vorbește despre căutarea unor noi zăcăminte de petrol, despre teoria anorganică a originii sale și despre rolul procariotelor și eucariotelor în formarea hidrocarburilor.

Andrei Bicikov

Hidrocarburile sunt astăzi baza energetică a civilizației noastre. Dar cât vor dura zăcămintele de combustibili fosili și ce trebuie făcut după epuizarea lor? Ca și alte minerale, va trebui să dezvoltăm materii prime cu un conținut mai mic de componente utile. Cum se face ulei, din ce materii prime? Va fi acest lucru benefic? Deja astăzi avem o mulțime de date experimentale. Prelegerea va discuta întrebări despre procesele de formare a petrolului în natură și va prezenta noi rezultate experimentale. Andrey Yurievich Bychkov, doctor în științe geologice și minerale, profesor al Academiei Ruse de Științe, profesor al Departamentului de geochimie la Universitatea de Stat din Moscova, vă va spune despre toate acestea.

Korolev Yu. M.

L-am rugat pe Yu.M. să ne spună cum încearcă oamenii de știință să dezlege misterul originii petrolului, sau mai precis, hidrocarburilor petroliere. Korolev - cercetător principal la Institutul de Sinteză Petrochimică care poartă numele. A.V. Topchieva. El a studiat compoziția în faza de raze X a mineralelor de hidrocarburi fosile și transformarea lor sub influența timpului și a temperaturii de mai bine de treizeci de ani.

Rodkin M.V.

Dezbaterea despre originea biogene (organică) sau abiogenă a uleiului este deosebit de interesantă pentru cititorul rus. În primul rând, materiile prime de hidrocarburi sunt una dintre principalele surse de venit în bugetul țării, iar în al doilea rând, oamenii de știință ruși sunt lideri recunoscuți în multe domenii în această veche, dar încă neînchisă dispută științifică.

Un inventator din Sankt Petersburg, Alexander Semenov, a brevetat un sistem de luptă care permite echipajului tancului să-și folosească propriile excremente pentru împușcare. Autorul proiectului insistă că o astfel de tehnologie va rezolva cel puțin două probleme: va permite eliminarea excrementelor și, în același timp, va reduce moralul inamicului. Rapoartele despre acest lucru au entuziasmat presa britanică.

La sfarsitul lui mai ziarul The Wall Street Journal a publicat un articol amplu despre o armă energetică americană promițătoare - pistolul cu șină. Articolul din ziar spunea că, potrivit planificatorilor militari, o astfel de armă, dacă va fi necesar, ar ajuta Statele Unite să apere statele baltice de agresiunea militară rusă și să sprijine aliații în confruntarea cu China din Marea Chinei de Sud. Expertul militar Vasily Sychev explică ce este un pistol cu șină și cât de repede poate fi pus în funcțiune.

Anul trecut ziarul New York The Times l-a numit pe Michio Kaku unul dintre cei mai deștepți oameni din New York. Fizician american de origine japoneză, a efectuat o serie de studii în domeniul studierii găurilor negre și al accelerării expansiunii Universului. Cunoscut ca un popularizator activ al științei. Omul de știință are câteva cărți și serii de programe cele mai bine vândute la BBC și Discovery. Michio Kaku este un profesor de renume mondial: este profesor de fizică teoretică la City College of New York și călătorește mult în jurul lumii ținând prelegeri. Michio Kaku a vorbit recent într-un interviu despre cum vede educația în viitor.

Mulți oameni cred în mod eronat că gazul de șist este aproape un purtător de energie separat, dar a primit prefixul „șist” doar pentru că se află în stratul de șist al rocii sedimentare, iar compoziția sa diferă de gazul natural prin conținutul crescut de metan, dioxid de carbon. , amoniac și hidrogen sulfurat. Cum este produsă această sursă de combustibil și prin ce tehnologia de producție diferă de gazul tradițional?

Principala diferență este caracteristicile apariției sale. Gazul tradițional este produs din rezervoare poroase, a căror adâncime variază de la 700 la 4000 de metri. Datorită numărului mare de pori, rezervoarele au o permeabilitate ridicată (aproximativ 25%), iar combustibilul albastru este ușor de pompat după forarea sondei.
Gazele de șist, la rândul lor, se află la o adâncime de 2500 până la 5000 de metri în roci cu porozitate scăzută (3–4%), astfel încât explorarea sa este mult mai costisitoare, iar tehnologia de producție este mult mai complexă.

O scurtă excursie în istorie

Gazul a fost extras pentru prima dată dintr-un strat de șist de rocă sedimentară acum aproape 200 de ani. Acest lucru s-a întâmplat în SUA în 1821. Acest tip de combustibil a fost folosit și în URSS: după sfârșitul Marelui Războiul Patriotic a fost exploatat în Estonia și furnizat printr-o conductă de gaz către Leningrad. Dar în curând autoritățile sovietice, ca și guvernele multor alte țări din lume, și-au dat seama că producția și transportul gazelor de șist era mult mai scumpă decât gazele naturale tradiționale, așa că dezvoltarea zăcămintelor a fost oprită.
Ideea producției de gaz de șist a câștigat o a doua viață la începutul anilor 2000, când au început să fie utilizate în mod activ tehnologiile de foraj orizontal și de fracturare hidraulică în mai multe etape, ceea ce a făcut posibilă creșterea semnificativă a volumelor de producție, reducându-i costul.

Tehnologia Inteligenței

Căutarea zăcămintelor de gaz de șist necesită costuri mult mai mari în comparație cu dezvoltarea combustibilului albastru tradițional, iar tehnologia de explorare este încă departe de a fi perfectă. Datorită adâncimii mari de apariție, multe metode tradiționale de cercetare sunt ineficiente.
În termeni simplificați, explorarea gazelor de șist se desfășoară după cum urmează:
în zona propusă de apariție a acesteia, se forează o sondă în care se efectuează fracturarea hidraulică;
se analizează gazul rezultat, iar pe baza rezultatelor analizei se determină echipamentele și tehnologia care va trebui utilizată pentru producerea acestuia;
Productivitatea puțului este determinată empiric, și nu folosind studii hidrodinamice precise, ca în producția de gaz natural convențional.

Statistica rezervelor mondiale

Rezervele prognozate de gaze de șist sunt de 760 de trilioane de metri cubi, dovedite, potrivit agenției americane EIA, - 187,5 trilioane de metri cubi. Spre comparație, rezervele mondiale de gaze, conform celor mai multe revistă lizibilăîn lume pe teme de petrol și gaze Oil & Gas Journal, se ridică la puțin peste 36 de trilioane de barili.
Cele mai mari zăcăminte de gaze de șist au SRC - 19,3% din rezervele mondiale, SUA - 13%, Argentina - 11,7%, Mexic - 10,3%, Africa de Sud - 7,3%, Australia - 6%, Canada - 5, 9%. Aceste estimări se pot schimba dramatic în timp, deoarece, după cum sa menționat deja, explorarea rezervelor de gaze de șist abia începe să se dezvolte și până acum productivitatea sondelor este determinată doar experimental.

Foraj si pozarea conductelor

O caracteristică specială a producției de gaze de șist este tehnologia de foraj orizontal. Esența sa constă în faptul că, după ce un puț vertical a fost forat până la adâncimea depozitelor de gaz de șist, forajul începe să meargă pe orizontală. Cu toate acestea, există multe nuanțe care trebuie respectate la foraj, de exemplu, este necesar să se asigure că nivelul de înclinare al burghiului se potrivește cu unghiul de înclinare al formațiunii de șist etc.
Companiile miniere sunt nevoite să folosească această tehnologie, deoarece gazul se află la adâncime considerabilă în buzunare izolate în volume foarte mici. Durata de viață a puțurilor este scurtă - de la 5 la 12 ani. Pentru referință, durata de viață a unei sonde de gaze naturale este de la 30 la 50 de ani. La cel mai mare câmp NG în curs de dezvoltare din lume - BarnettShale - numărul puțurilor a depășit deja 17 mii.
Lungimea orizontală a puțului poate ajunge la 12 kilometri (acest record a fost stabilit în timpul forajului de pe Sakhalin).
În puțul forat sunt instalate țevi de oțel în mai multe straturi. Cimentul este turnat în spațiul dintre ele și sol pentru a izola gazele și fluidele de fracturare din straturile de sol care conțin apă.

Fracturarea hidraulica

Deoarece gazele de șist sunt situate în roci cu porozitate scăzută, este imposibil să le extragi folosind metode tradiționale. De aceea, tehnologia de fracturare hidraulică (fracking) este utilizată în mod activ pentru extragerea gazelor de șist. Apă, reactivi chimici (inhibitori de coroziune, agenți de îngroșare, acizi, biocide și multe alte elemente chimice, al căror număr total poate ajunge până la 90 de articole) și granule speciale cu un diametru de 0,5–1,5 milimetri, care pot consta din ceramică , oțel, plastic sau granule de nisip. Tot acest amestec creează o reacție chimică care duce la fracturarea hidraulică. Ca urmare, în roca care conține gaze se formează multe fisuri mici, în care granulele se blochează astfel încât fisurile nu mai pot converge. Apa este apoi pompată înapoi (este filtrată și refolosită pentru noi fracturi hidraulice), iar gazul de șist, datorită diferenței de presiune, este pompat prin conducte la suprafață.

Fluide de fracturare

Baza fluidului de fracturare este apa (98,5% din volumul total). Aproximativ 1% din compoziție este un element de sprijinire a fisurilor (de obicei nisip). Restul de 0,5% sunt compuși chimici care afectează permeabilitatea rocii la apă. Fără ele, fracturarea hidraulică este pur și simplu imposibilă.
Pe parcursul anii recenti Au existat multe dezbateri cu privire la pericolele pentru mediu ale fluidelor de fracturare hidraulică. Revolta a dus la interzicerea fracturării hidraulice în multe țări europene (Franța, Bulgaria, Italia) pe teritoriul lor, iar în Statele Unite, legiuitorii au obligat companiile implicate în producția de gaze de șist să publice informații despre compoziția fluidelor de fracturare hidraulică.
Dar tehnologia de fracturare hidraulică și, în consecință, fluidele pentru aceasta, sunt, de asemenea, utilizate în producția de gaz natural convențional. De exemplu, este utilizat în mod activ de compania Rosneft, care a efectuat două mii de fracturi hidraulice pe an cu doar câțiva ani în urmă.

Transport si curatenie

Este imposibil să livrați gaz de șist consumatorilor finali folosind metode convenționale, deoarece conductele standard de gaze sunt proiectate pentru o presiune de 75 de atmosfere. În gazele de șist, această cifră este mult mai mică datorită conținutului crescut de amoniac, hidrogen sulfurat, azot și dioxid de carbon, iar atunci când este pompat prin conducte de gaz natural, poate apărea o explozie.
Există două soluții la problema transportului: construirea de stații de epurare, care va face compoziția gazului de șist aproape de cea naturală și apoi să-l livreze prin conductele de gaze existente sau să creeze o infrastructură separată pentru transportul gazelor de șist.
Prima opțiune necesită costuri semnificative și face producția de gaze de șist pur și simplu neprofitabilă. Dar a doua metodă este din ce în ce mai folosită de țările producătoare de combustibil de șist. Mai mult, toți preferă să livreze gaze pe distanțe scurte către consumatorii aflați în apropierea câmpului, ceea ce face ca transportul gazelor de șist să fie cât mai ieftin.
Este exact ceea ce fac ei în Statele Unite, unde gazul extras este transportat până acum doar prin conducte de gaze locale scurte de joasă presiune sau pompat în butelii. China aderă la aceeași politică, care a început construcția primei conducte de gaz de șist către provincia Yunnan, a cărei lungime este de numai 93 de kilometri.În ceea ce privește transportul gazului de șist pe distanțe lungi, în absența unei rețele extinse de conducte de gaze, cea mai promițătoare cale în acest moment este transformarea sa în terminale speciale în gaz lichefiat și trimisă clienților folosind cisterne. La sosirea la destinație, produsul este pompat în rezervoare de stocare și apoi convertit înapoi în stare gazoasă și livrat prin conducte de gaz către consumatorii finali. În prezent, construcția unor astfel de terminale se desfășoară activ în Statele Unite. Prima instalație prin care va fi exportat combustibilul în țările din Asia de Sud-Est este planificată să fie pusă în funcțiune la sfârșitul anului 2015. Se așteaptă ca toate terminalele construite până în 2020 să permită exportul a 118 miliarde de metri cubi de gaz de șist.

Principalul know-how al mineritului modern

Daunele mediului cauzate de fracturarea hidraulică pot fi minimizate prin utilizarea tehnologiei de fracturare cu propan. Diferă de fracturarea hidraulică convențională prin aceea că, în loc de apă și substanțe chimice, propanul este pompat în locurile depozitelor de gaz de șist, care, spre deosebire de fluidele tradiționale de fracturare hidraulică, nu se depune în sol după fracturarea hidraulică, ci se evaporă complet, deci nu poate. poluează în vreun fel solul sau apa.
Această tehnologie a schimbat serios atitudinea multor țări europene conștiente de mediu față de fracturarea hidraulică. Autoritățile britanice au ridicat deja interdicția privind fracturarea hidraulică; alte țări din UE iau în considerare doar această posibilitate.
Adevărat, fracking-ul cu propan are, de asemenea, un dezavantaj semnificativ, care anulează toată lăudatul său prietenos cu mediul. Utilizarea acestei metode costă de o ori și jumătate mai mult decât fracturarea hidraulică convențională. Prin urmare, o astfel de tehnologie poate fi utilizată numai în domenii cu rentabilitate ridicată.

Ce sunt ardeziile?

Ardeziisunt roci sedimentare care au trecut prin anumite stadii de transformare. Primul pas este acumularea de sedimente libere - de obicei în rezervoare. Cele mai groase sedimente sunt lac-mlaștină și cele marine de coastă. CUÎn timp, sedimentele se compactează (litogeneză), apoi are loc formarea de roci (diageneză), apoi roca este transformată (catogeneză). Etapa finală este metamorfismul. Asa deAstfel, din nisipul afânat se formează mai întâi gresie, apoi șisturi nisipo-argiloase și, în final, gneisul.

litogeneză -> diageneză -> catogeneză -> metamorfism

Toate aceste detalii geologice sunt necesare pentru a înțelege condițiile în care gazele de șist apar și sunt stocate în natură. Faptul este că în etapa finală - etapa metamorfismului - are loc nu numai compactarea ulterioară a rocii și deshidratarea acesteia (deshidratarea), ci și formarea în condiții. temperatura ridicatași presiune mare a mineralelor noi, cum ar fi calinitul, cloritul, glauconitul, cu o formă de tabletă plată caracteristică mineralelor argiloase.

Dacă inițial în sedimentele de fund, împreună cu partea clastică (granule de nisip de cuarț și feldspat), există o anumită cantitate de materie organică, atunci în anumite cazuri această materie organică este concentrată și produce straturi de cărbune (unul dintre tipurile de așa-numitul kerogen). Alte tipuri de kerogen devin materia primă pentru formarea ulterioară a petrolului și gazelor. Sub influența presiunii și a temperaturii, cărbunii bruni sunt transformați în așa-numiții cărbuni slabi, eliberând o cantitate mare de gaz. De exemplu, studiile de laborator au stabilit că la transformarea a 1 tonă de cărbune în stadiul de lignit se eliberează 140 m 3 de gaz. Acestea sunt volume foarte mari de generare și, prin urmare, în acele locuri în care se află o cantitate mare de materie organică concentrată, formațiuni foarte gazoase, iar gazul din aceste formațiuni, împreună cu gazul de șist, este o resursă extrasă din surse neconvenționale.

Filtre naturale și pereți despărțitori

Cu toate acestea, în cazul sist geologii se ocupă de materia organică dispersată, a cărei transformare duce la eliberarea de gaze, dar aceasta rămâne în microfisuri între minerale. Aceste minerale, așa cum am menționat deja, au o formă de tabletă plată și, cel mai important, sunt practic impenetrabile la gaz.

Câmpurile tradiționale de gaz și petrol sunt de obicei limitate la capcane structurale - structuri anteclinale. În esență, acesta este un pliu de rocă îndreptat în sus (opusul unui astfel de pliu, adică o depresiune, se numește sinecliză). Pliul anteclinal formează un fel de arc, sub care, datorită forței gravitaționale, are loc o redistribuire a fazelor: un anumit „capac” de gaz se formează în partea de sus, o margine de condensat de petrol sau gaz se află dedesubt și un gaz- contactul cu apa este chiar mai mic. Mai mult, rocile care alcătuiesc structurile zăcămintelor clasice de hidrocarburi trebuie să aibă caracteristici bune de filtrare, astfel încât gazele sau particulele microscopice de petrol să poată, datorită diferenței de densitate și greutate, să se ridice în partea centrală a acestei structuri, iar apa să poată fi apăsat în jos. Astfel, particulele de petrol și bulele de gaz pot parcurge distanțe lungi prin rocă și se pot colecta dintr-o zonă largă, formând depozite mari. Gazul de șist nu se poate acumula în volume mari; este blocat în microfisuri între plăci minerale cu proprietăți de filtrare extrem de scăzute. Aceasta explică toate caracteristicile și problemele producției sale.

Cum să ajungi la gaze de șist?

Ce se întâmplă dacă forați o sondă într-o zonă în care apar formațiuni de șist purtătoare de gaze? Puteți obține foarte puțin gaz din el. În acest caz, zona de influență a sondei va fi egală cu câțiva centimetri - din acest mic loc subteran va fi posibilă colectarea gazelor (pentru comparație, zona de influență a sondei într-un câmp tradițional este de sute de metri). Șisturile strânse își păstrează comorile de hidrocarburi închise. Cu toate acestea, șistul are o proprietate care se numește foliare. Această proprietate constă în faptul că toate fisurile sunt orientate în anumite direcții, iar dacă forați o sondă orizontală „în cruce”, adică perpendicular pe fisuri, puteți deschide simultan mai multe cavități cu gaz.

Aceasta este decizia corectă, dar nu dă efectul necesar, deoarece nu garantează o bună conectare a sondei cu un număr mare de fisuri. Prin urmare, forarea unui puț orizontal trebuie suplimentată fracturarea hidraulică a rocii, și fracturare hidraulică în mai multe etape. În prima etapă, fluidul hidraulic de fracturare este furnizat în partea cea mai îndepărtată, aproape de sondă, a sondei. Apoi, o secțiune de țeavă de 150–200 m lungime este închisă cu o supapă specială sub formă de minge, iar următoarea fracturare hidraulică este efectuată mai aproape de capul sondei. Astfel, dacă sonda are o lungime de 1000–1200 m, atunci se efectuează fracturi hidraulice cinci până la șapte pe lungimea sa. Împreună cu lichidul, agentul de susținere intră în cavitățile formate, ceea ce împiedică roca să se închidă din nou. Agentul de susținere este format din nisip sau bile de ceramică, adică, prin definiție, are proprietăți bune de filtrare și nu împiedică pătrunderea gazului în puțul de foraj.

Tehnologiile de așezare a puțurilor orizontale și de fracturare hidraulică sunt deja destul de bine dezvoltate și sunt utilizate în producția comercială. Și totuși, în comparație cu producția de gaze din surse tradiționale, extracția gazelor de șist din subsol aduce cu sine o serie de probleme economice și de mediu.

Care sunt dezavantajele producției de gaze de șist?

Dacă în stadiul inițial o fântână furnizează 200-500 de mii de metri cubi pe zi, atunci într-un an va fi doar 8-10 mii.

Imediat după deschiderea sondei, presiunea gazului care iese din pământ și volumele acestuia (debitele) sunt foarte mari. Cu toate acestea, deoarece capacitatea de stocare a fisurilor de gaz este încă mică, acești indicatori scad cu 70–75% în timpul anului. De exemplu, dacă în stadiul inițial o fântână furnizează 200-500 de mii de metri cubi pe zi, atunci după un an va fi doar 8-10 mii. Dacă luăm în considerare că gazul se produce în principal nu doar așa, în rezervă, ci în îndeplinirea obligațiilor contractuale față de consumator, o scădere atât de semnificativă a volumelor de producție va trebui compensată prin forarea de noi sonde. Trebuie luat în considerare faptul că echiparea unei sonde orizontale pentru producția de gaz de șist costă aproximativ o jumătate și jumătate până la două ori mai mult decât o sondă verticală tradițională. De aici și prima problemă serioasă: producția de gaze de șist este extrem de extinsă, presupune costuri ridicate pentru crearea de puțuri din ce în ce mai noi și ocupă, de asemenea, teritorii vaste, ceea ce face ca utilizarea acestei tehnologii să fie problematică pentru țările dens populate.

Întrucât o sondă, care are o zonă de influență de doar câteva zeci de metri (chiar și după fracturarea hidraulică), este epuizată, presiunea la gura sa scade semnificativ, aceasta creează o a doua problemă economică serioasă: gazul cu presiune scăzută nu poate fi alimentat. direct la sistemul de transport gaz, unde presiunea standard este de 75 atm. Aceeași problemă, de altfel, este cu metanul din paturile de cărbune: presiunea la gură este de doar 1,5 atm. Aceasta înseamnă că gazul „neconvențional” trebuie comprimat în continuare, folosind un așa-numit compresor de stoarcere, care curăță gazul de praf și umiditate și îl presează suplimentar. Aceasta este o mașină scumpă cu eficiență scăzută, așa că va trebui să cheltuiți o cantitate considerabilă de gaz produs pentru funcționarea sa.

Acum este momentul să ne amintim ce anume a devenit recent motivul inițiativei „anti-ardezie” a mai multor figuri proeminente din industria spectacolului occidental, precum Yoko Ono și Paul McCartney. Toți acești oameni erau îngrijorați de posibilele consecințe asupra mediului ale dezvoltării gazelor de șist în bogatul stat New York. Pentru a preveni prinderea burghiului de presiunea pietrei, atunci când forați, utilizați fluide de spălare, conţinând o serie de poluanţi mediu inconjurator substante. Autorii inițiativei de mediu se tem că, pe măsură ce producția de gaz se extinde, componentele fluidelor de spălare vor ajunge în orizonturile apei și apoi în lanțul alimentar.

De ce, în ciuda tuturor acestor probleme și dificultăți, gazele de șist continuă să fie produse, mai ales în America de Nord? În primul rând, politica joacă un rol aici. În Statele Unite, guvernul și-a stabilit sarcina de a obține o independență maximă față de aprovizionarea cu energie externă și, dacă în urmă cu câțiva ani, America a cumpărat gaze din Canada, atunci mai recent a trimis chiar și un transportator de gaze la export, subliniind astfel noul său statut. ca exportator. În al doilea rând, cu cât prețurile la hidrocarburi sunt mai mari, cu atât este mai mare interesul pentru sursele producției acestora, chiar și la costuri ridicate. Și acesta este exact cazul gazelor de șist.

Cum se face o puț orizontală?

În primul rând, un arbore vertical este forat, iar la adâncime direcția acestuia se schimbă de-a lungul unui anumit azimut și la un anumit unghi. Forajul nu se efectuează prin metoda rotativă (când întreaga țeavă de colectare se rotește în puț), ci folosind un motor de foraj acționat de un fluid de foraj furnizat sub presiune. Motorul rotește bitul, iar roca zdrobită de bit este efectuată folosind același fluid de spălare.

Îndoirea direcțională poate fi realizată prin introducerea unei secțiuni curbe în țevile filetate. Așa se întoarce fântâna. Cu toate acestea, cea mai obișnuită metodă astăzi este schimbarea direcției puțului folosind bici speciale, care sunt atașate la motorul de fund și controlate de la suprafață.

Când forați un puț orizontal, de regulă, există un sistem de navigație. Un operator de la suprafață poate spune în orice moment cum se desfășoară sonda sa și unde se abate. Această tehnologie este destul de bine dezvoltată. Lungimea maximă a unui puț orizontal a fost atinsă pe Sakhalin - 12 km de puț orizontal. Discuția a fost despre dezvoltarea unui câmp tradițional pe raft și au fost luate în considerare două opțiuni: să forați de pe o platformă în Marea Okhotsk sau să începeți să forați pe uscat, apoi să îndoiți puțul și să mergeți 12 km spre mare. Ultima soluție a fost considerată optimă.

Puț echipat pentru producția de gaze de șist în SUA.

Perspective pentru producția de gaze de șist în lume

În Statele Unite, producția de gaze de șist este destul de activă. Potrivit companiilor americane, costul gazului produs din șist este de aproximativ 1,3–1,5 ori mai mare decât în cazul zăcămintelor tradiționale. În Statele Unite, semnificativ mai mult de jumătate din tot gazul produs provine din surse neconvenționale: filamente de cărbune, gresie etanșă și șist.

La prețurile actuale ale energiei, chiar și acest cost face ca gazele de șist să fie profitabile, deși există zvonuri că companiile subestimează în mod deliberat cifrele oficiale ale costurilor.

În Europa, nu este nevoie să vorbim despre perspective serioase pentru această materie primă, cu posibila excepție a Poloniei, unde există zăcăminte serioase de șist purtător de gaze și condiții pentru extracția acestora. În Germania și Franța vecine, cu zonele lor dens populate și cu o legislație strictă de mediu, este puțin probabil ca această industrie să fie dezvoltată.

În Rusia, nimeni nu a fost încă serios implicat în gazele de șist din cauza prezenței zăcămintelor tradiționale bogate, dar Ministerul Energiei propune să înceapă dezvoltarea șisturilor în 2014.

Administrația SUA pentru Informații Energetice (EIA) estimează rezervele de gaze de șist ucrainene la 1,2 trilioane de metri cubi, ceea ce o plasează pe locul patru în Europa în ceea ce privește rezervele de acest tip, după Polonia, Franța și Norvegia. Agenția Geologică a SUA estimează rezervele Ucrainei la 1,5-2,5 trilioane de metri cubi. Astăzi, competiția pentru dezvoltarea zăcământului de gaz de șist Yuzovskoye a fost câștigată de Shell, iar Oleskoye de Chevron.

Liana Ecosalinon pe baza materialelor de la Oleg Makarov, popmech.ru

Descrierea ciclului sondei pentru explorarea și producția de gaz și petrol în șist și gresii compactate de la Shell: