Сланцевий газ є різновидом звичайного природного газу, що добувається зі сланцю. Він так само складається майже виключно з метану.
Що таке сланці?
Сланці – це осадові породи, які пройшли певні стадії перетворення. Спочатку відбувається накопичення пухких осадів, як правило, у водоймах. Найпотужнішими відкладеннями є озерно-болотні та морські прибережні. З плином часу опади ущільнюються (літогенез), потім відбувається формування породи (діагенез), далі порода перетворюється (катагенез). Заключна стадія – метаморфізм.
На фінальній стадії – стадії метаморфізму – відбувається не просто подальше ущільнення породи і її дегідратація (зневоднення), а й утворення в умовах високої температури і високого тиску нових мінералів, таких, наприклад, як хлорит, глауконіт, з характерною для глинистих мінералів плоскою формою.
Якщо спочатку в донних відкладеннях поряд із уламковою частиною (піщинами кварцу і польового шпату) знаходиться деяка кількість органіки, то в певних випадках ця органіка концентрується і виробляє пласти вугілля (один із видів так званого керогену). Інші види керогену стають вихідним матеріалом для формування нафти і газу. Тому в місцях, де залягала велика кількість концентрованої органіки, сформувалися газоносні пласти, а газ з цих пластів, поряд зі сланцевим, є ресурсом, який видобувається з нетрадиційних джерел.
Природні фільтри і перегородки
Однак у випадку зі сланцями геологи мають справу з розсіяною органікою, перетворення якої приводить до виділення газу, однак він так і залишається в мікротріщинах між мінералами. Ці мінерали є практично непроникними для газу.
Традиційні газові та нафтові родовища приурочені, як правило, до структурних пасток – антеклінальним структурам. По суті це складка породи, спрямована вгору. Антеклінальна складка утворює свого роду звід, під яким за рахунок сили гравітації відбувається перерозподіл фаз: вгорі формується газова «шапка», нижче – нафтове чи газоконденсатне оточення, ще нижче – газово-водяний контакт. Частинки нафти і бульбашки газу можуть проходити крізь породу з хорошими фільтрувальними властивостями на великі відстані і збиратися з великого простору, формуючи великі поклади.
Сланцевий газ не може накопичуватися у великих обсягах – він замкнений у мікротріщинах між пластинками мінералів з вкрай низькими фільтруючими властивостями. Цим і пояснюються всі особливості та проблеми його видобутку.
Як дістатися до сланцевого газу?
А якщо пробурити свердловину в районі залягання газоносних сланцевих пластів? Газу з неї вдасться отримати зовсім небагато. У цьому випадку зона впливу свердловини виявиться рівною декільком сантиметрам – саме з цього крихітного п'ятачка під землею вдасться зібрати газ (для порівняння – зона впливу свердловини в традиційному родовищі дорівнює сотням метрів). Непроникні сланці тримають свої вуглеводневі скарби під замком. Однак у сланців є властивість, яка так і називається – сланцюватість. Властивість ця полягає в тому, що всі тріщини орієнтовані в певних напрямках, і якщо пробурити горизонтальну свердловину, тобто перпендикулярно до тріщин, можна одночасно розкрити набагато більше порожнин з газом.
Це правильне рішення, однак необхідного ефекту не дає і воно, бо не гарантує хорошого зв'язку стовбура свердловини з великою кількістю тріщин. Тому буріння горизонтальної свердловини обов'язково доповнюється гідророзривом породи, причому гідророзривом багатостадійним. На першій стадії гідророзривна рідина подається в найдальшу, призабійну частину свердловини. Потім ділянка труби завдовжки 150–200 м перекривається спеціальним клапаном у вигляді кульки, і наступний гідророзрив проводиться вже ближче до гирла свердловини. Таким чином, якщо стовбур свердловини має довжину 1000–1200 м, то на всій його довжині робиться п'ять-сім гідророзривів. Разом з рідиною в утворені порожнини надходить пропант, який не дає породі знову ущільнитися. Пропант складається з піску або керамічних кульок, тобто має хороші фільтруючі властивості і не заважає газу проникати в стовбур свердловини.
Технології прокладки горизонтальних свердловин і гідророзривів вже досить добре відпрацьовані і використовуються в комерційному видобутку сланцевого газу. І все ж, у порівнянні з видобутком газу з традиційних джерел добування сланцевого газу несе з собою ряд економічних і екологічних проблем.
Недоліки видобутку сланцевого газу?
Відразу після розкриття свердловини тиск газу і його витрата (дебіти) дуже високі. Однак оскільки ємність тріщин невелика, то протягом року ці показники падають на 70–75%. Наприклад, якщо на початковому етапі свердловина поставляє 200–500 тисяч кубометрів на добу, то через рік це буде всього лише 8–10 тисяч. Якщо врахувати, що газ в основному видобувається не просто так, про запас, а на виконання контрактних зобов'язань перед споживачем, таке істотне падіння обсягів видобутку доведеться компенсувати за рахунок буріння нових свердловин. При цьому треба враховувати, що обладнання горизонтальної свердловини для видобутку сланцевого газу обходиться приблизно в півтора-два рази дорожче, ніж традиційна вертикальна. Звідси перша серйозна проблема: видобуток сланцевого газу має надзвичайно екстенсивний характер, несе з собою великі витрати на створення все нових і нових свердловин, а також займає великі території, що робить використання цієї технології проблематичним для густонаселених країн.
Оскільки у міру виснаження свердловини, що має зону впливу всього в декілька десятків метрів (навіть після гідророзривів), тиск в її гирлі істотно падає, це створює і другу серйозну економічну проблему: газ з низьким тиском не можна подавати безпосередньо в газотранспортну систему, де стандартний тиск становить 75 атм. Отже, «нетрадиційний» газ треба додатково стискати.
Є і екологічна проблема при добуванні сланцевого газу. Аби бур не затиснуло гірським тиском, при бурінні використовуються промивні рідини, які містять, ряд речовин, що забруднюють навколишнє середовище. При розширенні добування газу компоненти промивних рідин потраплять у водні горизонти, а далі в харчовий ланцюг.
Чому ж, незважаючи на всі ці проблеми і складнощі, сланцевий газ продовжують добувати? По-перше, це дозволяє набути незалежності від зовнішніх поставок енергоносіїв. По-друге, чим вищі ціни на вуглеводні, тим вищий інтерес до джерел їх видобутку навіть при високій собівартості. І це якраз випадок сланцевого газу.
Перспективи видобутку сланцевого газу
У США видобуток сланцевого газу ведеться досить активно. За даними американських компаній, собівартість газу, видобутого з сланців, приблизно в 1,3–1,5 рази вища, ніж у випадку з традиційними родовищами. У США значно більше половини всього видобутого газу отримують із нетрадиційних джерел: вугільних пластів, щільних пісковиків і сланців. При нинішніх цінах на енергоносії навіть така собівартість робить сланцевий газ рентабельним.
У Європі говорити про серйозні перспективи цієї сировини поки неможна, за винятком хіба що Польщі, де є серйозні родовища газоносних сланців і умови для їх видобутку. У сусідніх Німеччини та Франції з їх густонаселеними територіями і строгим екологічним законодавством розвиток цієї галузі буде складним.
Управління енергетичної інформації Міненерго США (EIA) оцінює українські запаси сланцевого газу у 1,2 трильйона кубометрів, що ставить Україну на четверте місце в Європі за обсягами резервів цього типу після Польщі, Франції та Норвегії. Геологічне агентство США оцінює запаси України в 1,5–2,5 трильйона кубометрів.
За матерыалами: ecosalinon.com.
Читайте також:
