Что такое сланцевая нефть: виды, способы добычи, важнейшие факты. Что такое сланцевая нефть

Сланцевая нефть – энергоресурс будущего, эту трактовку слышали все. Так ли это? Что это за альтернатива традиционной нефти, и какие риски несет в себе ее добыча? Мы расскажем.

«Сланцевое золото»
Запасы горючего сланца, из которого сегодня добывают сланцевую нефть и газ, образовались около 450 миллионов лет назад на дне доисторического моря из минеральных и органических частей (керогена). Последний, который также часто называют «протонефтью», сформировался из остатков растений и живых организмов. От его «исходного материала» зависит и полезное ископаемое, которое можно получить в результате разработки его месторождения. Так, кероген I и II типов, состоящий из остатков простейших водорослей или из примести наземных и морских растений, при нагреве образует жидкие углеводороды – смолу, близкую по составу нефтяным углеводородам. Ее-то и называют сланцевой нефтью. А из типа III, возникшего из древесных пород наземного происхождения, получают газообразные углеводороды – сланцевый газ. Горючего сланца на порядок больше, чем открытых месторождений традиционной нефти. По нынешним подсчетам, общие объемы сланцевых запасов составляют порядка 650 трлн. тонн, из которых можно получить до 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Это в 13 раз больше, чем запасов традиционной нефти. При нынешнем уровне потребления такого количества хватит еще на 300 лет постоянной добычи. Но не все так просто. По данным компании Shell, разработка экономически целесообразна лишь на самых богатых сланцевых месторождениях, с содержанием нефти от 90 литров на тонну сланца и толщиной пласта не менее 30 метров. Лишь треть мировых запасов подходит под данные критерии. Большая их часть, по оценке аналитика Г. Бирга – около 70% (24,7 трлн. т сланцевой нефти) находится в США. Это такие крупные месторождения, как Bakken в Северной и Южной Дакоте, Eagle Fort в Техасе и Bone Spring в Нью-Мехико. Их разработка и породила всеобщий ажиотаж XXI века, известный как «сланцевая революция». Россия, по мнению Бирга, занимает твердое второе место – в нашей стране около 7% запасов сланцевой нефти. В основном это залежи Баженовской свиты – месторождения в Западной Сибири. При этом, по мнению Управления энергетической информации США (EIA), запасы России наиболее перспективны из-за условий добычи.

Добыча
Сегодня сланцевую нефть добывают двумя основными способами. Первый, который в свое время активно разрабатывался в СССР, представляет собой добычу сланца через шахту, и его последующую обработку на специальных установках-реакторах, во время которой из породы выделяют саму сланцевую нефть. Этот метод популярностью у добывающих компаний не пользуется из-за своей дороговизны – себестоимость барреля нефти на выходе составляет 75-90 долларов (по ценам 2005 года). Второй способ – добыча сланцевой нефти сразу из пласта. Обычно для этого применяется фрекинг или технологию гидроразрыва. В прорубленную горизонтальную скважину закачивается «жидкость разрыва» (обычно это либо вода, либо гелий, либо кислота с примесью химикатов), которая при высоком давлении разрушает сланцевый пласт, образуя в нем трещины, и «вымывает» оттуда нефть в более удобные для добычи резервуары. На сегодняшний день, этот метод считается наиболее выгодным. Он рентабелен при минимальной стоимости нефти – 50-60 долларов за баррель. Но конкурировать с традиционным методом добычи нефти ему все равно не по силам: ни по дешевизне, ни по безопасности. При нынешнем уровне развития технологий, оба способа в состоянии повлечь за собой экологическую катастрофу. В первом случае, при переработке сланца в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа СО2, что чревато усилением парникового эффекта, глобальным потеплением, таянием ледников и озоновыми дырами в атмосфере. Его утилизация по-прежнему остается нерешенной загадкой для ученых. Кроме того, переработка сланца требует огромного количества воды и производит много отходов – примерно 700 кг на два барреля нефти.

Фрекинг: новая экологическая угроза
Фрекинг грозит еще большими экологическими рисками. Наглядным показателем служит уже то, что в некоторых странах (Франции, Румынии, Болгарии) он попросту запрещен. Основная опасность для экологии заключается в большом количестве химикатов, которые закачиваются под землю вместе с водой и песком для разрыва пласта. Операцию фрекинга приходится повторять на одной территории до 10 раз в год. За это время опасные вещества пропитывают породу, что приводит к загрязнению не только почвы, но и грунтовых вод. Поэтому в местах добычи сланцевых ископаемых постоянно наблюдается мор животных, птиц, рыб, встречаются «метановые ручьи». У людей, которым не посчастливилось жить рядом с месторождением, наблюдаются частые головные боли, потери сознания, астма, отравления и прочее негативные последствия для здоровья. Впрочем, как показывает практика, богатая нефтью или газом вода тоже здоровья не прибавляет. Так вода в местах разработки сланца иногда приобретает характерный черный оттенок и способность к возгоранию. В некоторых регионах США даже появилась своя «местная» забава: поджигать воду, текущую из крана. Отравление окружающей среды – не единственная опасность фрекинга. Экологи предупреждают, что разрыв геологического пласта, который нарушает структуру земной коры, может привести к геологическим сдвигам и крупным землетрясениям в местах добычи.

На стадии разработки
Сланцевая нефть может повлечь за собой настоящую революцию на нефтяном рынке и в мировой экономике. В случае дальнейшей успешной разработки вопрос об альтернативной энергии и биотопливе исчезнет из списка первостепенных задач человечества еще на пару сотен лет. Так что, по мнению экспертов, у сланцевой нефти гигантский потенциал. Но будет ли он реализован? Экологическая угроза – не единственная причина, почему большинство стран до сих пор не взялись за свои сланцевые запасы. Сегодня технологии их разработки находятся на самой начальной стадии развития. Наибольших успехов в этой области удалось пока добиться только США и Канаде, но их методы пригодны далеко не для всех месторождений в связи с геологическими различиями. Так что, «сланцевая революция» в ближайшее время ожидается не везде. Останавливает производителей и существенная дороговизна добычи, которая с учетом нынешних цен на нефть и вовсе превратила этот бизнес в нерентабельный. Так, 4 января 2015 года североамериканская компания WBH Energy, специализирующаяся на добычи сланцевых нефти и газа, подала заявку на банкротство. Как правильно определил эксперт крупной сервисной корпорации Schlumberger Ричард Льюис: «Сланцевые плеи еще находятся на экспериментальной стадии развития».

Добыча сланцевой нефти ведется из сланцевых месторождений, образовавшихся миллионы лет назад из остатков древней флоры и фауны. Эти месторождения пребывают в жидком или же твердом состоянии. В некоторых случаях, сланцевые породы могут отличатся низкой проницательностью и добываться шахтным способом, а после, перерабатываться на особых установках. Чаще всего, добыча сланцевой нефти производится при помощи бурения в пласте горизонтальных скважин, после которого производятся его многочисленные гидроразрывы. Но этот метод наносит огромный вред экологии.

На сегодняшний день известны два вида запасов сланцевой нефти. К первому виду относится обычная имеющая легкие фракции, которые располагаются в коллекторах с низкой проницаемостью. Основной метод их добычи – бурение горизонтальных скважин и последующий гидроразрыв пласта.

При втором способе добычи, сланцевая нефть извлекается из керогена, который находится в породах сланца. Кероген – вещество находящееся в процессе превращения в нефть, но еще не успевшее ее стать. Для ускорения процесса превращения, кероген подвергается термической обработки, которая разлагает его на составляющие. Процесс извлечения такой нефти является недешевым удовольствием. Так как требуется не только «нагреть» скважины, но еще создать вокруг них «замораживание».

Технология добычи сланцевой нефти

На сегодня, технология добычи сланцевой нефти оказывает очень негативное влияние на состояние окружающий среды. Это происходит из-за несовершенства технологии добычи которая включает в себя:

• Бурение вертикальной скважины на расстоянии в 3-4 км;
• После этого производится горизонтальное бурение;
• После этого, в полость имеющуюся под землей закачивается особый раствор, который состоит из химикатов, воды и песка;
• После этого, из-за действия этого раствора, возникает большое давление и в земле появляются трещины, по которым на поверхность поступает сланцевая нефть.

Загрязнение окружающий среды

Подобная технология носит название – гидравлический разрыв пласта. Она имеет большое число негативных последствий:

• Для одной пробуренной скважины необходимо огромный объем воды, которого хватит для потребления в течении года тысячи человек.
• Раствор закачиваемый в скважину насыщен огромным количеством вредных химических, радиоактивных веществ и нефтепродуктов.
• Большая часть химических элементов при испарении образуют в воздухе вредные канцерогены.
• Тяжелые металлы содержащиеся в закачиваемом под землю для гидравлического разрыва раствор, впоследствии остаются под землей, что вызывает огромный риск заражения воды предназначенной для питья.

Кроме того, вблизи от месторождений сланцевой нефти должны располагаться не только огромные запасы воды, но также – песка и химикатов. После отработки, остаются огромные объемы загрязненной воды, которая оказывает негативное влияние на состояние окружающий среды, так как она не подвергается утилизации.

Кроме того, организации проводящие добычу сланцевой нефти не разглашают перечень химических и радиоактивных веществ используемых для гидроразрыва.

Добыча сланцевой нефти несет за собой большое загрязнение грунтовых вод такими химическими веществами как бензол, толуол, этилбензол, мышьяк и т.д. Довольно часто для гидравлического разрыва применяется кислотно-соляной раствор, в состав которого входят полимеры. Для одного гидроразрыва требуется примерно 300 тонн химических веществ.

Также во время добычи сланцевой нефти происходит большая потеря метана, которая значительно усиливает парниковый эффект.

Добыча сланцевой нефти в мире

Именно эти негативные последствия, которые сопровождают извлечение на поверхность сланцевой нефти, послужили причиной того, что многие страны Европы, к примеру, Франция, Германия, Италия и другие, запретили разрабатывать на своей территории месторождения сланцевой нефти до того момента, пока не будут разработаны более совершенные способы ее добычи, не наносящие такого вреда экологии как те, которые применяются сейчас.

В России, разработка как сланцевой нефти, так и сланцевого газа не производится. Хотя иногда такой вопрос и поднимается. Наиболее активно он добывается американскими компаниями, как на территории США, так и в других странах. К примеру, такие восточноевропейские страны как Польша, Чехия, Украина, Румыния, проводят активную разведку сланцевых месторождений и планирует приступить или же уже приступили к добычи сланцевой нефти и газа, несмотря на непоправимый вред, который наносится окружающий среды.

Несмотря на активную добычу США сланцевой нефти, она пока не в состояние конкурировать с обычной нефтью, добываемой в России и ближневосточных странах.

Сланцевый газ в России пока не добывается, но время от времени этот вопрос обсуждается правительством. Активная добыча этого вида ископаемого идет в США, но пока в Европе он не составляет конкуренцию российскому природному газу.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

Сланцами называют широко используемый в качестве строительного и отделочного материала камень. Однако, некоторые разновидности сланцев нашли свое широкое применение и в энергетике. Сланец может быть использован при производстве графита кварца, граната, бумаги, а также в качестве источника магния и кремния. В зависимости от условий образования сланцы подразделяются на:

• глинистые;
• аспидные;
• кристаллические;
• углистые;
• хлоритовые;
• горючие;
• вельдские;
• тальковые и другие.

Образованные на достаточно больших глубинах в условиях высокого давления и температуры сланцы имеют кристаллическую структуру, которая имеет четко выраженные слои.

В связи с такой востребованностью, сланцевая добыча ведется на территории многих стран, среди которых Мексика, США, Колумбия, Венесуэла, Новая Гвинея, Россия, Северная Африка и т.д.

Во многих странах сланцевые месторождения используются в качестве источника для добычи нефти и газа.

Добыча сланцевой нефти

Сланцевой нефтью принято называть нефть, основным источником для добычи которой выступают сланцевые залежи, находящиеся в твердом или жидком состоянии и образованные в течение достаточно длительного времени растительными и животными остатками.

Такая нефть находится в пластах породы, для которой характерна низкая плотность и проницаемость. Кроме того, порода, содержащая сланцевую нефть, также имеет огромное количество примесей, которые называются нефтяными песками или тяжелой битумной нефти. Переработать такой продукт представляет собой очень дорогостоящую процедуру, в результате которой образуется материал в несколько раз дороже, чем обычная нефть. Это связано с тем, что технология сланцевой добычи до сих пор остается несовершенной и проходит только свою начальную стадию развития. В связи с этим, сегодня сланцевая нефть больше является перспективным резервом на будущее и никоим образом пока не может повлиять на существующий нефтяной рынок.

Не смотря на дороговизну продукта, сланцевая нефть продолжает добываться. Существует два метода, которые пользуются преимуществом во время добычи данного продукта:

1. Открытый (шахтный) способ. В данном случае порода после изъятия из земных недр попадает на дальнейшую переработку в специальные установки-реакторы. Данные установки используются для пиролиза сланцев без доступа воздуха. Этот процесс приводит к выделению сланцевой смолы. Стоит отметить, что открытый способ отличается своей дороговизной и, соответственно, дорогим конечным продуктом.
2. Добыча из пласта путем гидравлического разрыва (или фрекинга). При данном способе бурятся горизонтальные скважины, и производится множественные гидроразрвы пласта. Часто перед этим существует необходимость проведения термического или химического разогрева пласта. Не смотря на дороговизну открытого способа добычи сланцевой нефти, данный метод является еще более сложным, и, соответственно, более дорогостоящим.

Кроме того, во время извлечения сланцев для получения нефти вторым способом возникает серьезная проблема, заключающаяся в очень быстром падении дебитов пробуренных скважин. Если в самом начале работы скважины характеризуются достаточно высоким дебитом, что связано с горизонтальным закачиванием и множественными гидроразрывами, то спустя 400 рабочих дней наблюдается резкое падение количества добываемого сырья (до 80%). Во избежание подобной ситуации во время сланцевой добычи введение скважин в эксплуатацию осуществляется поэтапно.

Стоит отметить, что сланцевые отложения содержат достаточно низкую концентрацию газа. Он собирается, как правило, в коллекторах, которые разбросаны по всех толще породы. Таким образом, в каждом отдельном коллекторе содержится очень малое количество газа. Но, если их все собрать воедино, то получаются даже очень большие его запасы.

Сланцевый газ добывается несколькими способами:

1. Горизонтальным бурением. В основе данного метода лежит применение специальных буровых установок. Данный способ наиболее распространен и считается приоритетным во время добычи сланцевого газа.
2. Гидроразрывами пласта. Суть способа заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте с целью выделения из него сланцевого газа. Данный метод используют тогда, когда обычные способы уже неэффективны.
3. Сейсмическим моделированием. В данном методе сочетаются геологические исследования с картированием и компьютерной обработкой данных, в том числе и с визуализацией.

Стоит отметить, что сегодня существуют современные технологии добычи сланцевого газа, при которых конструируется специальная буровая установка, содержащая одну вертикальную скважину и несколько горизонтальных, длина которых может составлять порядка 3 км. Скважины заполняются специальной смесью, в состав которой входит вода, песок и химреагентов, благодаря чему происходит гидроудар. В результате этого повреждаются газовые коллекторы и, содержащийся в них газ, высвобождается и откачивается.

При добыче сланцевого газа, как и при разработке стандартных газовых месторождений, создаются области переменного давления. Таким образом, газ перемещается в зависимости от давления. С этой целью используются горизонтальные скважины, которые имеют несколько отводов на одной глубине. Также допустимо формирование многоступенчатых скважин, имеющих горизонтальный отвод протяженностью 2 км.

Наибольший опыт в разработке сланцевых месторождений характерен для США. Так, он показывает, что каждое отдельное такое месторождение имеет свои уникальные геологические параметры, которые влияют на эксплуатацию и добычу материала. Таким образом, в каждом отдельном случае необходим индивидуальный научный подход при добыче газа.

Таблица 1. Различия сланцевого и природного газа

Сланцевый газ	Природный газ
Добывается из осадочных пород	Добывается из газоносных залежей, газовых «шапок» нефтяных месторождений, газогидратов
Добыча предполагает бурение скважин с горизонтальными участками с применением гидроразрыва пласта (реже — пропанового фрекинга)	Добыча по наиболее распространенной схеме предполагает бурение вертикальных скважин без гидроразрыва пласта
Добыча чаще всего предполагает бурение нескольких сотен скважин на одном месторождении	Добыча предполагает бурение, как правило, нескольких десятков скважин на одном месторождении
Ресурс одной скважины — 1-2 года	Ресурс одной скважины — 5-10 лет
Как правило, требует достаточно глубокой обработки после извлечения в целях приведения к потребительским стандартам	Обычно требует минимальной обработки после извлечения
Характеризуется относительно высокой себестоимостью добычи	Характеризуется относительно невысокой себестоимостью добычи

Последствия сланцевой добычи

Гринпис на протяжении многих лет ведет агитацию за прекращение добычи сланцевого газа и сланцевой нефти. Это связано с тем, что во время сланцевой добычи используются опасные и малоизученные технологии гидравлического разрыва. В результате экологических исследований был выделен ряд факторов, являющихся свидетельством того, сланцевая добыча негативно влияет на человека и на окружающую среду. К ним относятся:

1. Загрязнение воды. Гидравлический разрыв пласта влечет за собой загрязнение токсичными химическими веществами грунтовых вод, а также источников питьевой воды. При фрекинге используются колоссальные объемы воды, что представляет собой опасность для регионов, страдающих от засухи и водного дефицита.
2. Загрязнение воздуха. Во время сланцевой добычи в атмосферу выделяется метан и другие газы. Иногда загрязнение настолько сильно, что жители, живущие вблизи мест, где добываются сланцы, вынуждены носить респираторы.
3. Загрязнение почвы. Токсичные жидкости, используемые при добыче сланцев, могут проникнуть в почву.
4. Землепользование. Сланцевая добыча влечет за собой сильное разрушение ландшафта, в результате чего также наносится вред и сельскохозяйственным угодьям. На территории площадью 140-400 км 2 формируется порядка 3000 скважин.
5. Шумовое загрязнение. Относится, главным образом, к фрекингу. Наносит вред местным жителям, домашним и диким животным.
6. Сейсмическая активность. Утилизация загрязненной воды осуществляется путем ее закачивания под землю, что существенно повышает риск возникновения землетрясений.
7. Изменение климата. Парниковые газы, которые выбрасываются в атмосферу в процессе сланцевой добычи, во много раз превышают количество выделяемых парниковых газах при добыче традиционных полезных ископаемых. Было проведено множество исследований на этот счет, в результате чего ученые пришли к выводу, что во время добычи сланцевого газа происходит утечка метана, втрое превышающая его утечку во время извлечения природного газа.
8. Социально-экономические проблемы. Добыча таких ископаемых, как сланцевый газ, может стать причиной экономического бума в том регионе, где происходит его добыча. Однако, это явление очень кратковременное, а нанесенный от такой добычи ущерб колоссальный.

Таким образом, сланцевая добыча может нанести серьезные необратимые последствия, как для экологии, так и для человечества в целом.

Одной из наиболее важных тенденций, наблюдаемых в настоящее время в нефтедобывающей отрасли, является снижение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение запасов традиционной нефти вынуждает нефтяные компании обращать все большее внимание на альтернативные источники углеводородов. Одним из таких источников, наряду с и природными битумами, являются горючие сланцы . Их имеющиеся объемы на порядок больше, чем открытые нефтяные запасы.

Горючие сланцы относятся к твердым каустобиолитам и представляют собой органоминеральные образования, сформированные в водных условиях. Геологи определяют горючие сланцы как осадочные породы, содержащие в основном аквагенное органическое вещество (вымерших морских и озерных животных, альгу и т.п.), что роднит их с нефтью. Горючие сланцы имеют чаще всего тонкослойное строение.

При нагреве сланцев без доступа воздуха образуются жидкие и газообразные углеводороды (20-70% от первоначальной массы). Жидкие углеводороды представляют собой сланцевое масло – смолу, которая близка по составу нефтяным углеводородам и, по сути, может считаться нетрадиционной (сланцевой) нефтью.

По оценкам специалистов общие запасы горючих сланцев в мире составляют порядка 650 трлн. т. Из них можно получить до 26 трлн. т сланцевой нефти. Таким образом, объема нефтеподобного сырья, содержащегося в сланцах, и условно называемого сланцевой нефтью , вероятно в 13 раз больше, чем запасов традиционной нефти. При нынешнем уровне потребления, этих энергоресурсов с лихвой хватит на 300 лет непрерывной добычи.

Но не все так радужно. Необходимо отметить, что запасов сланцевой нефти, добыча которой экономически оправдана, гораздо меньше. По данным компании Shell, экономически целесообразна добыча лишь на наиболее богатых месторождениях, с содержанием нефти от 90 литров на тонну сланца. Кроме того, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров. Только треть запасов сланцевой нефти сосредоточена в месторождениях с содержанием нефти в 90 и более литров на тонну. И далеко не все эти месторождения могут похвастаться толщиной пласта в 30 и более метров.

Основные запасы горючих сланцев сосредоточены в США - порядка 450 трлн. т (24,7 трлн. т сланцевой нефти). Значительные запасы горючих сланцев сосредоточены в Бразилии и Китае. Россия также располагает обширными запасами горючих сланцев (порядка 7% от мировых запасов).

Существует два основных способа получения необходимого сырья из горючих сланцев. Первый – это добыча сланцевой породы открытым или шахтным способом с ее последующей переработкой на специальных установках-реакторах, где сланцы подвергают пиролизу без доступа воздуха, в результате чего из породы выделяется сланцевая смола. Этот метод активно развивался в СССР. Хорошо известны также проекты по добыче сланцев в провинции Фушунь (Китай), на месторождении Ирати (Бразилия). В целом метод добычи сланцев с последующей его переработкой является весьма затратным способом с высокой себестоимостью конечной продукции. Себестоимость барреля нефти на выходе оказывается 75-90 долл. (в ценах 2005 года).

Второй способ - добыча сланцевой нефти непосредственно из пласта. Метод предполагает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. Часто (хотя, судя по всему не всегда) необходимо проводить термический или химический разогрев пласта. Очевидно, что такого рода добыча существенно сложнее и дороже добычи традиционной нефти вне зависимости от прогресса технологий. Поэтому себестоимость сланцевой нефти, так или иначе, будет заметно выше традиционной. По оценкам самих добывающих компаний, добыча сланцевой нефти рентабельна при минимальном уровне цен на нефть в 50-60 долл. за баррель.

Оба способа страдают теми или иными существенными недостатками. Развитие добычи горючих сланцев с их последующей переработкой в значительной степени сдерживается проблемой утилизации большого количества углекислого газа (СО 2), выделяющегося в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Проблема утилизации CO 2 до сих пор не решена, а его выпуск в атмосферу грозит масштабными экологическими катастрофами. Решение этой проблемы недавно предложили ученые из Стэнфордского университета. Новая технология EPICC, сочетающая производство электроэнергии и захват углекислого газа, может сделать доступными ныне закрытые запасы энергоресурсов.

При добыче сланцевой нефти непосредственно из пласта возникает другая проблема. Это высокий темп падения дебитов пробуренных скважин. В начальный период скважины благодаря горизонтальному заканчиванию и множественным гидроразрывам характеризуются очень высоким дебитом. После этого (примерно через 400 дней работы) происходит резкое снижение (до 80%) объемов добываемой продукции. Для компенсации такого резкого падения и выравнивания профиля добычи скважины на сланцевых месторождениях вводят поэтапно.

Развитие технологий добычи сланцевой нефти в США

Наиболее удачным примером успешного применения технологий добычи сланцевой нефти считается месторождение Баккен (Bakken) в Северной и Южной Дакоте. Разработка этого месторождения породила своего рода эйфорию на рынке нефти Северной Америки. Если 5 лет назад добыча сланцевой нефти на этом месторождении составляла 60 тысяч баррелей в сутки, то сегодня 500 тысяч. По мере проведения разведочных работ запасы нефти этого месторождения увеличились со 150 млн. баррелей до 11 млрд. баррелей нефти.

Наряду с месторождением Баккен добыча сланцевой нефти ведется также на месторождениях Eagle Ford в Техасе, Bone Springs в Нью-Мексико и Three Forks в Северной Дакоте.

Развитие технологий добычи сланцевого газа и адаптация их для добычи нефти из плотных коллекторов позволило США переоценить свои извлекаемые запасы нефти. А с ними и перспективы наращивания добычи нефти и снижения зависимости от импорта углеводородов. С помощью технологий горизонтального бурения и гидроразрыва пласта США планируют к 2035 году увеличить добычу нефти из плотных сланцевых пород вдвое.

Сверим термины

Необходимо сказать несколько слов о понятии сланцевая нефть . В Америке, где сланцевая нефть стала играть существенную роль в повышении нефтедобычи, под этим термином часто понимают нефть двух видов. Сланцевой называют нефть, получаемую из горючих сланцев, которая по своим свойствам (плотности, вязкости) значительно отличается от традиционной легкой нефти. Одновременно с этим часто тем же самым термином обозначают нефть по свойствам аналогичную обычной легкой нефти, но содержащуюся в плотных низкопористых низкопроницаемых коллекторах (сланцах). Чтобы разделить эти два вида нефти (оба из которых добываются из сланцев) специалисты пользуются двумя терминами: shale oil – для высоковязкой сланцевой смолы из горючих сланцев, требующей дополнительной обработки для превращения ее в нефть и tight oil – для легкой нефти, содержащейся в коллекторах с низкими фильтрационно-емкостными свойствами.

Поскольку основная цель этой статьи показать наличие альтернативных источников углеводородного сырья, для упрощения и та и другая нефть здесь преимущественно называется сланцевой. Даже, несмотря на то, что для извлечения shale oil и tight oil требуются разные технологии и подходы.

Новая жизнь старых запасов?

В России начальной точкой отсчета в развитии сланцевой промышленности можно считать 1918 год, когда было принято постановление о добыче и переработке горючих сланцев, организованы систематическое изучение, разведка запасов и их промышленная разработка. Наиболее активно сланцевая промышленность развивалась в 1960-1990 гг. В эти годы велась активная разработка месторождений Прибалтийского и Волжского бассейнов (Эстонское, Ленинградское, Кашпирское, Общесыртовское месторождения). Разработка месторождений велась посредством добычи горючего сланца с последующей его переработкой. Пиковый уровень добычи в СССР достигал 36 млн. тонн горючего сланца в год. Значительная часть добычи приходилась на Эстонскую ССР. Добыча и переработка горючего сланца продолжается в Эстонии и по сей день. В России же большая часть сланцевых шахт закрылась ввиду экономической неэффективности.

На сегодняшний день ex-situ process , т.е. добыча сланцевой породы для извлечения из нее углеводородного сырья является низкоэффективной. Основные перспективы связаны с in-situ process , т.е. добычей сланцевой нефти непосредственно из пласта (либо сразу, если это достаточно легкая нефть, либо после предварительного термического или химического воздействия на углеводородный и/или органический материал, содержащийся в пласте).

Вслед за успехами США в развитии технологий добычи сланцевого газа и успешной адаптации этих технологий для добычи нефти из плотных коллекторов в России также обращают все большее внимание на развитие соответствующих технологий. В настоящее время в России наиболее перспективной считается так называемая Баженовская свита в Западной Сибири. Эти отложения покрывают площадь в 2,3 млн км2, что примерно соответствует площади американского штата Техас и Мексиканского залива вместе взятых. И это в 80 раз больше площади месторождения Баккен, с которым в США связывают огромные перспективы. Баженовскую формацию в перспективе планирует разрабатывать компания Роснефть совместно с американской ExxonMobil и норвежской Statoil.

Сланцевая нефть - один из важнейших «резервов» для дальнейшего развития топливно-энергетического комплекса.

На сегодняшний день технологии добычи сланцевой нефти все еще находятся в начальной стадии развития. Себестоимость получаемого сырья хотя и имеет тенденцию к снижению, но, тем не менее, значительно выше себестоимости добычи традиционной нефти. Поэтому сланцевая нефть остается пока скорее перспективным резервом на будущее и вряд ли значительно повлияет на существующий рынок нефти. Такой же «революции», какая случилась на газовом рынке в связи с развитием добычи сланцевого газа, на рынке нефти ждать не приходится.

Из геологического словаря:
Горючие сланцы – осадочная порода, глинистая, известковистая, кремнистая, тонкослоистая, при выветривании листоватая или массивная, содержащая органическое вещество (кероген) в количестве от 10-15 до 60-80%. Горючая часть сланцев сапропелевая или гумусово-сапропелевая. Органическое вещество равномерно распределено в обычно преобладающей пелитовой, реже раковинно-детритовой минеральной массе.

Содержание

Раздел 1. Сценарий развития добычи сланцевой нефти.

Сланцевая нефть - полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к черного золота). Из одной тонны обогащенного черным золотом сланца при помощи новейших технологий можно добыть только 0,5-1,25 барреля черного золота . Кроме того, горно-проходческий метод добычи наносит большой вред природе.

Сценарий развития добычи сланцевой нефти

США достигли больших успехов в освоении технологий добычи сланцевого газа. В связи с этим возникли разговоры о возможном переделе мирового рынка газа. Если и нефтяники совершат подобный прорыв, то это повлечет еще большие изменения. Однако эксперты успокаивают: резких перемен на рынке черного золота и газа в ближайшие годы ожидать не стоит.

Сейчас ученые разных стран решают технологические задачи, возникшие при начале добычи сланцевых газа и черного золота. В том числе, идет поиск возможности сократить затрата воды при добыче методом гидроразрывов пластов. Ожидается также снижение исходной стоимости добычи.

Внедрение новых технологий (разработок) в добыче земляного масла и газовой отрасли одновременно с экономией энергии в сфере потребления в скором времени радикально изменят мировой энергетический рынок , подчеркивается в ежегодном докладе Международного энергетического агентства. Соединенные штаты выйдут на 1-е место в мире по уровню добычи нефти, потоки ближневосточной черного золота направятся в основном в азиатские страны , а Россия опустится на 3-ю позицию в мире по объему добычи земляного масла после США и Саудовской Аравии.

Базовый вариант прогноза Международного энергетического агентства (МЭА) предполагает быстрый - на одну треть - рост спроса на традиционные , в частности, ближайшие два десятилетия. Альтернативные источники энергии в течение этого периода не смогут занять существенную долю в глобальном энергетическом балансе. Причем 60% увеличения мирового спроса обеспечат , и .

За последний год американцам удалось значительно увеличить добычу сланцевого газа , поэтому некоторые эксперты заговорили о «сланцевой революции», когда люди научатся добывать не только сланцевый газ , но и сланцевую нефть. Это повлечет серьезные изменения в всемирной экономике, ведь в этом случае странам уже не нужна будет альтернативная энергия и .

По данным журнала «Однако», добыча одного барреля сланцевой нефти в штате Техас стоит всего 15 долларов, а в последующие годы упадет примерно в 2 раза. В Саудовской Аравии сланцевая нефть стоит 7 долларов , а в Российской Федерации - примерно 20 долларов . Более того, залежи сланцевых углеводородов распределены по территории нашей планеты равномерно, поэтому доступны в каждой стране.

Откуда журнал получил такие данные - неизвестно, ведь на самом деле мало кто располагает достоверной информацией о реальной стоимости сланцевой нефти.

Более правдоподобной кажется Г.Бирга. Он утверждает, что сланцевая нефть сейчас стоит не 15 долларов, а 70-90, что намного больше стоимости добычи обычной черного золота. по черного золота и газу банка Москвы Д.Борисов стоимость черного золота высчитывает по затратам добычи крови земли в Гвинейском или Мексиканском заливах. Сейчас они составляют примерно 80 долларов за , что соответствует текущей стоимости черного золота.

По всей видимости, утверждение «Однако» о равномерном распределении углеводородов тоже не имеет под собой никаких оснований. Г.Бирг отметил, что сланцевая нефть есть далеко не во всех странах. 70% запасов такой черного золота находится в США , а 7% (второе место) - в Российской Федерации . Наиболее крупные залежи сланцевой нефти в нашей стране находятся в Баженовской свите (Западная Сибирь).

Кстати, отраслевые эксперты неоднозначно относятся к термину «сланцевая нефть». «Обычно говорят о тяжелой битумной черного золота или нефтяных песках», - пояснил Д.Борисов.

По словам Г.Бирга, мировые запасы такой черного золота превышают 3 триллиона баррелей , а запасы обычной черного золота составляют 1,3 триллиона баррелей. Кроме того, многие эксперты имеют основания надеяться на технологический прогресс в данной сфере.

Самую большую надежду дает прорыв американцев в области добычи сланцевого газа, однако подобного процесса на рынке черного золота пока не наблюдается. Дело в том, что пока не появились новые альтернативные технологии добычи, а все существующие способы добычи в несколько раз дороже традиционных.

По мнению руководителя аналитического управления инвестиционной организации «Атон» В.Бунькова, пока невозможно представить, чтобы добыча сланцевой нефти в будущем будет стоить дешевле, чем добыча традиционной черного золота. Все потому, что процесс добычи сланцевой нефти более сложный. К примеру, чтобы добыть битумную нефть, нужно закачать в пласты огромное количество воды. Сланцевая нефть сможет окупить себя, если черного золота на рынке поднимется выше 150 долларов за баррель.

По мнению В.Бирга, в ближайшие пару десятков лет российским экспортерам черного золота со стороны «сланца» угрожать не будет. Более того, если цены на нефть будут расти, а также появятся новые технологии (разработки) добычи сланцевой нефти, то Россия от этого только выиграет.

Сланцевая нефть (Shale oil) - это

Правда, мнение Д.Борисова по этому поводу куда менее оптимистично. Он считает, что удешевление технологий добычи сланцевой нефти приведет к падению мировых цен на нефть и нефтяных доходов Российской Федерации, которые сегодня составляют значительную часть бюджета. Восполнить финансовые потери при помощи увеличения добычи нефти непросто. Аналитик также выразил уверенность, что снижение цены на добычу сланцевого газа и черного золота не приведет к большим переменам в мировом нефтегазовом рынке, ведь процесс добычи этих труднодоступных полезных ископаемых на самом деле таит в себе множество подводных камней.

Быстрое наращивание добычи нефти и газа в Соединенных штатах, полагают специалисты МЭА, вызовет кардинальные перемены в мировых торговых потоках: Подавляющая часть (90%) добываемой на Ближнем Востоке черного золота будет поставляться в страны Азии уже к 2035 году.

В результате у США отпадет необходимость столь активно заниматься обеспечением безопасности морских коммуникаций, по которым сейчас проходят главные нефтяные потоки. Безопасность судоходства в этих регионах станут во все возрастающей степени обеспечивать азиатские страны. В самих Соединенных Штатах некоторые эксперты уже сегодня поднимают вопрос о целесообразности присутствия американского военного флота в Персидском заливе. По мере нарастания дискуссии о путях сокращения бюджетного дефицита эта тема будет становиться все более актуальной.

Глобальный на , прогнозируют аналитики МЭА, будет расти более быстрыми темпами, чем потребность в черного золота. К 2035 г. он увеличится на 50% и достигнет 5 трлн куб. м. Примерно половину прироста добычи голубого топлива обеспечат сланцевые месторождения в США, Австралии и Китае. Наиболее активно наращивать потребление газа будут быстрорастущие приростаи Индии и Китая.

Еще одной тенденцией мирового энергетического рынка, по прогнозу МЭА, станет снижение роли атомной энергетики. По вполне понятным причинам после недавней аварии на Фукусиме решения об отказе от АЭС уже приняли многие страны, на территории которых располагается пятая часть всех атомных станций. Главной альтернативой АЭС станет голубое топливо, добыча которого будут расти во многих государствах, прежде всего, в Китае, США и Австралии .

Тем не менее, эксперты МЭА полагают, что активное внедрение энергосберегающих технологий может снизить глобальный рост спроса на энергоносители почти вдвое. Эффективное использование энергоресурсов может создать условия для снижения мирового спроса на энергоносители на 20%, что даст совокупный экономический эффект в размере 18 трлн дол. Самый большой выигрыш от борьбы за снижение затраты энергии могут получить США, Индия и Китай .

В Российской Федерации среднесуточная будет составлять свыше 10 млн баррелей ориентировочно до 2020 г.. Затем этот показатель начнет снижаться и к 2035 г. будет равняться порядка 9 млн баррелей в сутки. Это позволит нам сохранить почетное, но все же лишь третье место по уровню добычи нефти в мире после Соединенных штатов и Саудовской Аравии .

Вместе с тем наша страна будет оставаться одним из крупнейших экспортеров энергоносителей, ее профит от поставок топливных ресурсов (черного золота, Природного газа , угля) на мировые рынки к 2035 г. увеличится до 410 млрд дол. в год.

Некоторые эксперты традиционно выражают сомнения в прогнозах МЭА, которое представляет интересы стран - потребителей черного золота, и напоминают, что за последние 15 лет трудно вспомнить, чтобы эти прогнозы сбывались даже наполовину. В то же время ряд Analystov, в частности, руководитель фонда «Институт энергетической политики» Владимир Милов, отмечают, что сомневаться в объективности экспертов МЭА не стоит, учитывая их квалификацию и многолетний опыт разработки прогнозов развития международного энергетического рынка.

В США цены почти не зависят от напряженности на Ближнем Востоке, тогда как в Европе и Азии - это главный фактор ценообразования. По мнению Аналистов агентства, такая ситуация сохраниться, пока «сланцевые технологии» из Америки не распространяться на весь мир.

По расчетам МЭА ситуация изменится в 2035 году - именно к этому сроку сланцевая революция охватит весь мир.

В Российской Федерации тоже есть сланцевая нефть, это так называемая Баженовская свита - расположенный в Западной Сибири слой, разрабатывать который пока мы не можем. Технологии создать по силам и Российской Федерации.

Но это требует гигантских инвестиций. Леонид Федун полагает: игра стоит свеч, потому что запасы свиты колоссальны. Пока же, подчеркивает он, отечественный ТЭК всерьез инновационными разработками не занимался.

Правда, на данный момент большинство Analystov всетаки считают, что в течение ближайших 20 лет (именно на столько, по расчетам, хватит в Российской Федерации разведанных и доказанных запасов нефтепродуктов) исходная стоимость сланцевой нефти не удастся сделать ниже традиционной. Тот же Г. Бирг называет в качестве реальной в настоящее время начальная стоимость ее в 70-90 долларов за баррель, что явно уступает стоимости добычи «обычного нефти».

Такая ситуация. 10-20 лет дают нам сегодня аналитики - это время, за которое наша страна должна модернизировать свою экономику.

"Газпром", ранее публично открестившийся от добычи сланцевого газа, неожиданно обратил внимание на другой нетрадиционный, но перспективный ресурс - нефть из все тех же горючих сланцев. Нефтяная "дочка" монополии "нефтяная « »" взялась за разработку гигантских залежей сланца в Западной Сибири вместе с организацией Shell. По предварительным оценкам, запасы разрабатываемого объекта превышают резервы крупнейшего работающего месторождения в мире ни много ни мало в 30 раз.

Сланцевый газ в 2000-е годы по сути взорвал весь мировой газовый . Благодаря широкому внедрению технологии фрекинга, или гидроразрыва пластов, американцы научились добывать газ из сланцевых пород, существенно снизив . Дешевый газ хлынул на рынок США и завоевал его в течение какой-то пары лет. Америка стала добывать больше, а импортировать, соответственно, меньше, что оказало сильнейшее давление на цены по всему миру. "Газпрому", основному европейскому поставщику, пока удается удерживать высокие цены, привязанные к стоимости черного золота, но изменение такого порядка вещей становится, видимо, вопросом времени. Тем более, что в гонку за сланцевым газом включаются все новые спекулянты - такие, например, как Китай .

Сланцевая нефть - совсем другое дело. Хотя многие фирмы интересуются перспективой ее разработки, активно она добывается в немногих местах. Самая крупная площадка - формация Баккен, расположенная в американских штатах Монтана и Северная Дакота, с частичным заходом в канадские провинции Альберта и Саскачеван. Массовая добыча там началась в 2000 году.

Сланцевая нефть (Shale oil) - это

Поначалу показатели были скромными и в первые годы не превышали 50 тысяч баррелей в сутки. Однако по мере развития инфраструктуры и совершенствования технологий Баккен привлекал все больше инвестиций. Все это вылилось в локальный нефтяной бум в Северной Дакоте. В сентябре 2012 года суммарные показатели добычи сланцевой нефти превысили 600 тысяч баррелей в сутки, что составило порядка 8 процентов от общего объема добычи нефти в США.

Общие запасы Баккена оцениваются в 24 миллиарда баррелей (3,3 миллиарда тонн), что соответствует крупнейшим традиционным месторождениям. К примеру, знаменитое мексиканское Кантарелль первоначально содержало около 5 миллиардов тонн. Примерно столько же хранил и отечественный Самотлор, на протяжении десятилетий являвшийся лидером западносибирской нефтяной добычи. Сейчас оба этих месторождения в значительной степени исчерпаны, показатели их производства стабильно снижаются. Новых же нефтяных полей с сопоставимыми резервами на горизонте не видно.

С учетом экономических и энергетических затрат сложно сказать, смогут ли указанные запасы Баккена использоваться в полной мере. Однако пока производство растет, и многие миллионы тонн добытой там черного золота полностью оправдали интерес и масштабные . Это подтверждает, что у сланцевой нефти, несомненно, есть будущее.

Наша страна, к слову, была одним из пионеров в разработке горючих сланцев. К примеру, во времена СССР в Эстонии разведали и начали добывать сланец - комбинат работает до сих пор. Это, конечно, другая технология, так как нефть извлекалась уже на производстве, а не прямо в недрах. Кроме того, и сами сланцы использовались как топливо. Тем не менее движение в этом направлении могло бы обеспечить раннюю эксплуатацию месторождений вроде Баккена.

Но не сложилось. И вполне понятно почему - со времен Второй мировой войны мир жил в условиях избытка дешевой, легкодоступной черного золота. Цены на нее повышались по большей части искусственно, к примеру, в рамках нефтяного эмбарго арабских стран в 1970-е годы. Для нефтедобывающих стран более актуальным был вопрос "как избежать перенасыщения рынка?", а не "где искать новые месторождения?"

Но всемирная экономика росла, в игру вступили новые индустриальные державы, спрос на горючее быстро увеличился. "Конвенционной" черного золота больше не стало. Некоторые ученые выдвинули теорию "пика черного золота", который должен был наступить в мировом масштабе уже в 2000-е годы (в США локальный пик был достигнут в 1970 году). Не исключено, что он и наступил - но только в отношении традиционных нефтяных месторождений.

Сланцевая нефть (Shale oil) - это

В условиях, когда цена на нефть, несмотря ни на какие кризисы, колеблется в районе 100 долларов за баррель, нетрадиционные источники вызывают совсем другой уровень интереса. Их разработка постепенно превращается в жизненную необходимость. В особенности это касается США, которые в отличие от Европы и Японии, не торопятся идти по пути энергосбережения, а уповают на высокие технологии в сфере добычи.

Что характерно, все большее количество американских компаний начинает переключаться с добычи сланцевого газа на сланцевую нефть, причем на тех же самых месторождениях. Объясняется это просто: из-за "сланцевой революции" цены на газ в США резко пошли вниз, тогда как нефть остается чрезвычайно дорогой. Хотя и цена разработки по-прежнему высока - минимальная стоимость компании добычи нефти на сланцевом месторождении составляет 15 долларов за каждый добытый баррель, средняя - около 60 долларов.

В Российской Федерации "Газпром" многие обвиняют в том, что прорыв в отрасли сланцевого газа он упустил. В этих упреках есть доля истины, но не будем забывать, что Россия была и остается лидером по запасам традиционного Природного газа - и помимо сланцев есть что добывать. То есть претензии стоит предъявлять к эффективности производства, ценообразованию, но в куда меньшей степени - к самому отсутствию изысканий в области сланцевого газа. С черным золотом иная картина: добыча хотя и держится на рекордном уровне в 500 (плюс-минус) миллионов тонн в год, но принципиально уже не растет, а по прогнозам Аналистов индустрии, вышла на плато, после которого неизбежно последует падение. Неслучайно правительство так сильно озаботилось льготами по налогам для нефтедобытчиков.

Льготы по распространяются и на так называемую Баженовскую свиту - гигантскую платформу горных пород в Западной Сибири. Именно там планируют работать "НК «Газпром нефть» " и Shell. Площадь платформы многократно больше формации Баккен и составляет около миллиона квадратных километров - это больше всей площади Техаса. Если свита так же насыщена черным золотом, как и Баккен, то ее потенциал превышает возможности североамериканского месторождения в 30 раз. Таких запасов Российской Федерации могло бы хватить на многие десятки лет добычи.

Кроме того, по оценке геологов, нефть, содержащаяся в Баженовской свите, относится к легким и по своей консистенции напоминает высококачественную североморскую Brent. Впрочем, специалисты к конкретным показателям объема запасов (фигурируют цифры от 20 до 100 миллиардов тонн) склонны относиться крайне осторожно, говоря о том, что возможности формации толком не разведаны.

Именно этим и предстоит заняться российско-британскому партнерству в ближайшие годы. К слову, "ОАО «Газпром нефть» " и Shell - не единственные охотники до западносибирских сланцев. Одним из условий договора между "Открытым акционерным обществом Роснефть" и американской ExxonMobil являлось как раз совместное изучение возможностей Баженовской свиты. Что из всего этого получится - узнаем через несколько лет. Практика показывает, что в вопросах геологии первоначальные восторженные ожидания сбываются редко, но прогресс, тем не менее, идет.