Сланцевая революция: сенсационный прорыв либо закономерный результат?

Снаружи действия вокруг сланцевого газа смотрятся сенсационно. Наикрупнейший потребитель углеводородов США, истощивший свои газовые припасы, вдруг вышел на 1-ое место в мире по добыче газа и начинает его экспорт. К тому же на внутреннем южноамериканском рынке цены на газ свалились до уровня русских (90?110 баксов за Одна тыща кубометров) и практически вчетверо ниже европейских с подходящим увеличением конкурентоспособности энергопотребляющих производств: металлургии, томного машиностроения, химии, картонной индустрии, электроэнергетики и других. Большую выгоду получили и рядовые потребители, так как большая часть домохозяйств в США газифицированы (рис. 1).

Геологические особенности севера Южноамериканского материка таковы, что по припасам углеводородов (нефть, томная нефть, битуминозные песчаники и сланцы плюс природный газ плюс метан в геологических структурах, содержащих уголь и сланцы) он лидирует на планетке и даже опережает район Персидского залива. Уже из наименования томная нефть, битуминозные песчаники, битуминозные сланцы вытекает, что эти углеводороды очень вязкие либо вообщем нетекучие. Они не фонтанируют, как рядовая нефть, не перекачиваются по трубам, и, соответственно, добыча их и транспортировка сложны на техническом уровне и накладны экономически. Но развитые технологии толкают создание томных (сланцевых) нефтей ввысь: ожидается, что до Две тыщи 20 года сланцевая добыча будет нарастать (рис. 2).

Сначала, следует подразумевать, что США по общим припасам ископаемых органических топлив находятся на первом месте в мире. К ископаемым топливам относятся каменный и бурый уголь, горючие сланцы, томная нефть (включая сланцевую), битуминозные песчаники, природный газ, рядовая нефть, тоРФ (последнего в США мало, но больше, чем во всей Западной Европе), отчасти исчерпаны (другими словами не обеспечивают на 100 процентов потребление в стране). Имеется в наличии только природный газ и нефть, ну и то при ограничении разведки и добычи в государственных парках, на шельфе и на Аляске (в связи с уязвимостью северной природы).

Точной границы меж горючими сланцами, битуминозными породами и тяжеленной нефтью нет. Содержание углеводородов в этих породах находится в зависимости от геологической истории месторождения.

С другой стороны, горючие сланцы примыкают к битуминозным углям. К примеру, в Казахстане есть геологическая структура, где горючие сланцы соседствуют с пластами угля (Кендерлыкское месторождение с припасами 3,5 млрд тонн сланцев и порядка 1 млрд тонн угля, содержание смол в сланцах 16?17 процентов). В свою очередь ценность горючих сланцев определяется теплотворной способностью (при сжигании) и содержанием летучей органики смол (при хим переработке).

Массовая термохимическая перегонка сланцев на сланцевую нефть с предстоящей разгонкой на фракции в первый раз была налажена в Англии в Первую мировую войну в связи с трудностями доставки нефти вследствие германской подводной войны. Мощности по сланцевой нефти в Одна тыща девятьсот семнадцать году достигнули 100 тыщ тонн в год. В Эстонии перед 2-ой мировой войной 150 тыщ тонн. Эстонское создание во время войны германскими властями было расширено. Это одна из обстоятельств усиленной обороны в Прибалтике во 2-ой половине войны. Жители страны восходящего солнца наладили создание сланцевой нефти в Маньчжурии и получали ее несколько сотен тыщ тонн в год. После войны в связи с дешевизной и доступностью нефти практически все подобные производства были свернуты.

Для предстоящего раскрытия темы нужно подразумевать, что при разложении всех органических материалов без доступа воздуха выделяются метан и гидриды других частей, а именно серы, азота, фосфора с выделением фосфинов (PH3, P2H6). То, что метан выделяется на свалках, болотах, в реакторах обезвреживания сточных вод, довольно обширно понятно. При этом метан из биореакторов очистных сооружений и свалок употребляется в промышленных масштабах.

Достаточно удачно применялся для роста нефте- и газоотдачи способ гидроразрыва пласта. В скважину гидронасосами нагнетали под давлением воду с песком либо со металлической дробью. Вода под давлением до Одна тыща атмосфер разрывала породу, а шарики не давали трещинкам закрыться при сбросе давления. А потом через трещинкы в скважину поступали нефть и газ из пласта. Вобщем, способ обширно не употреблялся из?за технической трудности и накладности. Очевидно, обеими методиками обладали совсем независимо от русских разработок и южноамериканские нефтяники.

Технологии добычи источников энергии

Уже в 1960?х годах прошедшего века в СССР начала внедряться кустовая организация добычи нефти. Сущность в том, что с 1-го основания не считая одной вертикальной бурили до 10-ка наклонных скважин с отклонением от вертикали до Четыре км. Разработка развивалась, и маневренность наклонного бурения достигнула таких высот, что нефтяники ухитрялись попадать в вертикальную скважину с точностью до метра. Это было необходимо для глушения аварийных скважин, когда газ под высочайшим давлением сносил бурильную вышку и зажигался, превращаясь в рукотворный вулкан.

Несложно осознать, что при образовании триллионов тонн горючих сланцев, углей и сотен млрд тонн томных нефтей количество образующегося метана громадно. По порядку величины это сотки млрд тонн. Другое дело, что за сотки и 10-ки миллионов лет геологической истории месторождений большая часть метана (это легкий газ) улетучивается в атмосферу и окисляется кислородом (поточнее, в главном озоном в верхних слоях атмосферы). Все же в пластах сланцев и углей и в окружающих их породах сохранилось много метана. По угольным месторождениям РФ припасы метана составляют суммарно половину промышленных припасов газа страны, другими словами порядка 20?30 триллионов кубометров. Следует подразумевать, что газ рассеян в сотках тыщ кубических км горных пород. Все же в Кемеровской области начата промышленная добыча метана из углевмещающих пород, что нужно рассматривать как положительный момент в развитии российскей топливной индустрии. Это о припасах метана в недрах и его источниках.

Последние четверть столетия заморская инженерная идея безустанно трудилась над развитием упомянутых 2-ух технологий. Их поощряло министерство энергетики США, также Федеральная геологическая служба. Понятно, что исследования велись очень сплотченно с машиностроительными, электрическими и хим корпорациями.

Если длительно страдать, что?нибудь получится

Данная цитата бытовое изложение второго закона диалектики: переход количества в качество. Помучились Соединенные Штаты с высочайшими ценами на завезенные из других стран нефть и газ при неизменном недостатке торгового баланса и пошли своим методом. Данные условия (высочайшие цены на углеводородный импорт) дозволили экспериментировать, окупали финансовложения в новаторские решения в разработках добычи. Свою роль сыграли и большие припасы сланцевого газа (см. таблицу). Смелые научно-технические идеи они довели до инженерного совершенства и коммерческой реализации. Отклонение наклонных скважин от вертикали добивается 10 км, при этом это не рекордный показатель, а рядовая практика. При всем этом координаты скважины при бурении контролируются, что позволяет пробуривать в пластах горючих сланцев систему параллельных скважин. В свою очередь данная схема позволяет проводить гидравлический разрыв пласта в протяжении нескольких км, захватывая большие объемы горных пород.

Значительно, что зоны разрыва пласта по трещинкам от различных скважин перекрываются. Таким макаром, вскрываются газосодержащие породы колоссального объема, составляющего кубические километры. Газ из их по системе незакрывающихся трещинок и скважин после освобождения их от буровой воды вырывается под огромным давлением на поверхность. Схема способа такая, что при малозначительной концентрации газа в сланцах выход его велик, так как в разработку вовлекаются колоссальные массивы горных пород. Пожалуй, таких пространственных масштабов глобальная геология еще не знала. Ничего не скажешь, америкосы подтвердили свою репутацию корифеев превосходных проектов.

После отсоса газа из сланцевых пластов полностью вероятна внутрипластовая термохимическая переработка сланцев по способу, предложенному Д. И. Менделеевым полтора века вспять. Другими словами нагнетается воздух, поджигаются пиропатронами сланцы, а продукты сгорания и жгучая сланцевая смола выходят через параллельные скважины. Более того, ведущим угольным компаниям просто нужна эта разработка для чистки пластов и околопластового места от метана (который в этом случае будет товарным продуктом) и для подземной газификации угля по тому же методу Менделеева. Так что сланцы только начало!

К. т. н. Анатолий ЖУРАВЛЕВ, директор ООО НПФ Елена

НаБлаговещенской ТЭЦ начался установка оборудования

Теги: ,