Сланцевый газ

Сланцевый газ – это природный газ, который добывается из горючих сланцев и состоит, главным образом, из метана. Однако, принято считать, что сланцевый газ представляет собой отдельный энергоноситель. И это является ошибочным, поскольку данный природный газ заполучил свою приставку «сланцевый» сугубо по причине своего местонахождения – сланцевого слоя осадочной породы. Что касается состава сланцевого газа, то он имеет, в отличие от традиционного природного газа, повышенное содержание метана, углекислого газа, аммиака и сероводорода. Не смотря на это, все же главным отличием сланцевого и традиционного природных газов является место залегания.

Так, традиционный газ залегает в пористых коллекторах на глубине в пределах 700 – 4000 метров. По причине того, что коллекторы имеют большое количество пор, они отличаются своей высокой проницаемостью, которая достигает 25%. Это значительно облегчает процесс добычи голубого топлива, так как традиционный газ можно начинать без труда выкачивать сразу после завершения формирования скважины. Добыча сланцевого газа осуществляется с глубины 2500 – 5000 метров. При этом он находится в породах, отличающихся своей низкой пористостью, которая составляет всего лишь 3-4%. Этим обусловлена дороговизна разведок подобных месторождений, а также сложность технологии добычи данного топлива.

Добыча сланцевого газа ведется уже около 200 лет. Впервые добывать начали сланцевый газ в США в 1821 году из слоя осадочной породы. Однако, данное полезное ископаемое также было использовано и в СССР – по завершению Великой отечественной войны его добыча началась в Эстонии, откуда топливо по газопроводу доставлялось в Ленинград. Но некоторое время спустя советские власти выяснили, что на добычу и транспортировку сланцевого газа идут достаточно большие бюджетные средства. В связи с крупными затратами разработка месторождений сланцевого газа была прекращена.

Однако, уже в начале 2000-х годов с появлением новых методов разработки месторождений сланцевый газ вновь стали добывать. Благодаря таким методам, как горизонтальное бурение и многостадийный гидроразрыв пласта, стало возможным значительно приумножить объемы добычи сланцевого газа, при этом существенно снизив ее себестоимость.

Поиски месторождений данного вида топлива, в отличие от разработки месторождений традиционного газа, требуют значительно больших расходов, а технология разведки далеко не совершенна. По той причине, что сланцевый газ находится на очень большой глубине, для исследования подобных месторождений традиционные методы не подходят.

Таким образом, разведка сланцевого газа осуществляется в несколько этапов. На первом этапе осуществляется бурение скважины в районе, где предположительно залегает сланцевый газ, и осуществляется гидроразрыв. Второй этап предполагает получение газа и проведение его анализа. После получения результатов анализа определяются оборудование и технологии, которые будут применяться во время его добычи. На третьем этапе определяется продуктивность скважины опытным путем, а не с помощью точных гидродинамических исследований, которые обычно применяются во время добычи традиционного голубого топлива.

Согласно прогнозам, запасы сланцевого газа составляют порядка 760 трлн кубометров. Согласно данным американского агентства ЕІА на сегодняшний день доказанное количество данного топлива составляет 187,5 трлн кубометров. Таким образом, можно сказать, что запасы сланцевого газа в несколько раз превышают залежи традиционного газа, которые составляют порядка 36 трлн баррелей. Самые крупные месторождения сланцевого газа расположены в КРН - 19,3 % о общего объема мировых запасов, в Аргентине – 11,7%, в Мексике – 10,3%, в ЮАР – 7,3%, Австралии – 6%, Канаде – 5,9%, сланцевый газ США составляет 13%. Однако, эти данные со временем могут значительно измениться после получения новых данных о залежах сланцевого газа.

Таким образом, главной особенностью добычи данного горючего выступает именно технология горизонтального бурения, которая состоит в горизонтальном продвижении бура после того, как будет сформирована одна вертикальная скважина до необходимой глубины. Но, не смотря на этом, все таки, присутствует много различных особенностей, которые следует четко соблюдать пи бурении, чтобы весь процесс завершился успешно. Так, к таким нюансам относится соблюдение соответствия уровня наклона бура к углу наклона сланцевого пласта. Добывающим компаниям приходится использовать данную технологию по причине того, что залежи сланцевого газа располагаются на существенной глубине в изолированных камерах и в очень малом количестве. Скважину при добыче данного вида топлива можно эксплуатировать на протяжении  5 – 12 лет, в то время как скважины при добыче традиционного голубого топлива могут эксплуатироваться около 30 – 50 лет. Горизонтальная длина скважины может достигать 12 км. Именно такой рекорд был установлен во время бурения на Сахалине.

Как уже упоминалось выше, что в связи с глубоким залеганием сланцевого газа в породах, которым свойственна очень низкая пористость, традиционные методы для извлечения данного топлива не подходят. В связи с этим активно применяется технология гидроразрыва (фрекина). Пробуренная скважина оборудуется несколькими слоями стальных труб, а межтрубное пространство заполняется цементом, что осуществляется с целью изоляции газа и жидкости для гидроразрыва пласта от пластов почвы, содержащих воду. По трубам к газовым залежам осуществляется закачка воды, химических реагентов, а также специальных гранул, диаметр которых составляет порядка 0,5 – 1,5 мм. Данные гранулы могут состоять из керамики, стали, пластика или песчинок. Благодаря закачке подобной смеси происходит химическая реакция, в результате которой и происходит гидроразрыв пласта. Таким образом, в породе, содержащей газ, формируется множественное количество трещин, которые заполняются песчинками. Далее происходит откачка жидкости, а сланцевый газ выкачивается на поверхность через трубы.

В основе смеси для гидроразрыва лежит вода, которая составляет почти 98,5% от общего объема всей смеси. Около 1% смеси занимает песок, и еще 0,5% приходится на химические соединения, которые оказывают воздействие на водопроницаемость породы. В противном случае, без какого-либо из указанных элементов, гидроразрыв произвести невозможно.

На протяжении последних нескольких лет ведется активная дискуссия о том, насколько вредно для экологии использование жидкостей для гидроразрыва пласта. В связи с проведенными исследованиями, ряд европейских стран, среди которых Франция, Болгария, Италия, запретили проводить на своей территории гидроразрывы. А вот США был принят закон, согласно которому компании, осуществляющие добычу сланцевого газа, обязаны публиковать всю информацию о том, какой состав имеют жидкости, применяемые при гидроразрыве пласта. Однако, стоит сказать, что технология гидроразрыва в настоящее время также используется и при добыче обычного традиционного природного газа. Так, ее активно применяет компания «Роснефть».

Сланцевый газ в России в настоящее время пока не добывается. Однако, в стране ведется активный учет месторождений сланцевого газа и при необходимости, его добыча может быть начата в любой момент.