Технология добычи сланцевого газа

Курсовая работа

сланцевый газ транспортировка добыча

В настоящее время возникла необходимость в разработке новых источников энергетических ресурсов и их технологии добычи. В последнее время всеми энергозависимыми странами активно развиваются технологии-заменители по производству возобновляемого топлива. Но ни одна имеющаяся технология производства возобновляемого топлива не может даже потенциально заменить ископаемые энергоресурсы, а развитие научных технологий на сегодняшний день не предполагает качественного скачка в разработке новых источников энергосырья. Очевидно, что самоорганизация рыночного механизма однозначно определяет появление товаров-заменителей, которые будут оказывать существенное влияние на структуру мирового энергетического рынка, но не приведут к его изменению из-за достаточно низкой эффективности потенциала всех современных возобновляемых технологий. Единственным энергоисточником, имеющим на сегодняшний день исключительные качества товара-заменителя, является сланцевый газ.

Цель: ознакомление с новым направлением в добыче природного газа, выявление тенденций его развития и выявление различного рода проблем, связанные с разработкой и добычей сланцевого газа.

1. Природный сланцевый газ, как перспективный вид ископаемого топлива, .1 Краткая характеристика ресурса

Сланцевый газ представляет собой разновидность природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образованиях, коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли. Образуется в результате анаэробных химических процессов (процессов разложения органических веществ).

Сланцевый газ состоит преимущественно из метана, но также в его состав входят и другие газы, с разным процентным содержанием. Его примерному составу отвечает следующее содержание компонентов: H 2 — 25-40%; CH4 — 14-17%; CO — 10-20%; CO2 — 10-20%; C2 H4 и другие углеводы — 4-5%; N2 — 22-25%; O2 — не более 1 %. Как и любое вещество, сланцевый газ обладает рядом свойств. Плотность газа колеблется от 0,7-0,9 кг/м3 . Температура газокислородного пламени составляет 2000°С. Низшая теплота сгорания 12,6-14,3 МДж/м3 .

Запасы сланцевого газа сосредоточены в глинистых сланцах, это те же глины, измененные (метаморфизованные) на большой глубине под действием высоких давлений и температур. Порода теряет пластичность и становится хрупкой и трещиноватой, обладает очень низкой проницаемостью. Сланцы, содержащие газ — это особые горючие сланцы. В отличие от обычных глинистых сланцев, горючие сланцы содержат органическое вещество — кероген, похожий на уголь. Содержание керогена является качественным показателем газовой эффективности сланца. К наиболее термически зрелым сланцам относят месторождения «сухого газа» с керогеном, относящимся к типу III, менее термически зрелые месторождения, относящиеся к типу II, образующими влажный конденсат, будут давать газ с примесями конденсата. Менее зрелые сланцы с керогеном типа I являются нефтеносными, то есть содержащими нефть в сланцевых депозитах. При оценке месторождений нужно понимать, что объем доступного газа в сланцевом слое прямо пропорционален толщине сланца. Очевидно, что наиболее выгодными являются толстые и термически-зрелые сланцы. Запасы отдельных газовых коллекторов невелики, но они огромны в совокупности и требуют специальных технологий добычи. Сланцевые залежи встречаются на всех континентах, поэтому, практически любая энергозависимая страна может себя обеспечить необходимым энергоресурсом.

4 стр., 1805 слов

Реферат сланцевый газ

... размещения бассейнов и месторождений горючих сланцев России и стран СНГ, приложение к журналу «ТЭК. Стратегии развития», 2010г. В РФ использование сланцевого газа возможно лишь для местных нужд ... по объемам добычи, содержится около 14 трлн кубометров газа. Если же суммировать доказанные и оценочные запасы всего «голубого» топлива страны, то получится, что Соединенные Штаты обладают ...

Этот энергоресурс вызывает повышенный интерес мировой общественности по причине совмещения в себе качеств ископаемого топлива и возобновляемого источника.

1.2 История формирования производства

Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Вильямом Хартом, который считается в США «отцом природного газа». Первое месторождение сланцевого газа было создано в штате Техас (США), которое использовалось как полигон для испытаний технологии. Первые экспериментальные разработки в области газодобычи из сланца начали проводиться компанией Mitchell Energy&Development во главе с Д. Митчеллом с 1980 года в США.

Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато в США вначале 2000-х на месторождении Barnett Shale. Высокая себестоимость добытого газа из сланца первоначально была связана с тем, что для поиска бурились многочисленные вертикальные скважины, проводился гидроразрыв пласта и откачивался газ. Сочетание вертикального и горизонтального бурения начали использовать только с 2002 года. Применение горизонтального бурения значительно сократило себестоимость добытого газа.

Благодаря резкому росту его добычи, названному «газовой революцией», в 2009 году США стали мировым лидером добычи газа (745,3 млрд куб. м), причём более 40 % приходилось на нетрадиционные источники (метан из угольных пластов и сланцевый газ).

С помощью метода стратосферного анализа оценивают местоположения сланцевых месторождений газа. По оценке Energy Information Administration (EIA) месторождения сланцевого газа разрабатываются в 48 странах мира.

В настоящее время сланцевый газ добывается практически во всех развитых и развивающихся странах и экспортируется в другие страны или используется в собственной промышленности.

1.3 Месторождения сланцевого газа в мире и перспективы его разработки

По оценкам специалистов залежи сланцевого газа в недра земли огромны, но оценка запасов считается условной и отличается в зависимости от метода оценки. Таким же спорным вопросом считается версия о возобновляемости сланцевого газа, связанная с гипотезой о водородной дегазации Земли. По этой гипотезе, метан в сланцах образуется постоянно, начиная с глубокой древности до современности, в связи с реакцией водорода, поднимающегося из глубин земли, с керогеном — органикой сланцев.

3 стр., 1118 слов

Эффективность применения горизонтальных скважин

... и его динамика. Для количественной оценки эффективности бурения горизонтальных скважин по эксплуатационным карточкам определяют суммарную добычу нефти после ввода скважин в эксплуатацию на дату анализа. Отсюда производится ... В координатах «месячная добыча нефти – календарное время» за нулевой отсчет времени принимается месяц на 1 год раньше месяца введения горизонтальных скважин из бурения , т.е. в ...

С учетом вышеприведенных фактов, учитывая негативные факторы, связанные с несовершенной технологией добычи и загрязнением окружающей среды, сланцевый газ все равно является наиболее перспективным энергоресурсом в долгосрочной перспективе. Общий объем сланцевого газа в течение прошедших 10 лет все эксперты оценивали в 456 трлн. м 3 . По данным годового отчета Energy Information Administration (EIA), объем запасов сланцевого газа США на 2011 год составляет 72 трлн. м3 , из них технически-извлекаемые запасы — 24 трлн. м3 . В то же время по данным Международного энергетического агентства (МЭА) на основании исследований нетрадиционные запасы газа составляют всего 4% от доказанных запасов природного газа.

В России, по данным отчета компании ОАО «Газпром», нетрадиционные запасы газа составляют 83,7 млрд. м 3 . В осадочных породах, на Восточно-Европейской платформе, широко представлены сланцы разной мощности и зрелости, которые могут быть перспективными для разработки. Стоит выделить на Русской платформе Балтийский щит и Польско-Литовскую впадину, находящуюся на территории Польши и Западной Украины, и Днепровско-Донецкую впадину — на территории Украины, обладающие запасами зрелого сланца. На российской части Балтийского щита в Южно-Скандинавской области имеются незрелые сланцы возрастом 2,8 млрд. лет, более зрелые сланцы расположены в Центрально-Кольском блоке. По информации Shell, сланцы Швеции, находящиеся в этом районе, бесперспективны.

В январе 2011 года, заместителем директора Института энергетической стратегии Российской Федерации А. Громовым были названы следующие цифры прогноза добычи сланцевого газа в мире: к 2018 году объем добычи сланцевого газа составит 180 млрд. м 3 в год, а к 2030 году добыча сланцевого газа в США будет не более 150 млрд. м3 в год.

2. Деятельность газодобывающих предприятий

Сланцевый газ является разновидностью природного газа, образовавшегося в недрах земли. Современная технология добычи сланцевого газа подразумевает бурение одной вертикальной скважины и нескольких горизонтальных скважин длиной до 2-3х км. В пробуренные скважины закачивается смесь воды, песка и химикатов, в результате гидроудара разрушаются стенки газовых коллекторов, и весь доступный газ откачивается на поверхность. Процесс горизонтального бурения проводится посредством инновационной методики сейсмического моделирования 3D GEO, которая предполагает сочетание геологических исследований и картирования с компьютерной обработкой данных, включая визуализацию. При бурении горизонтальной скважины важно соблюдать правила бурения, к чему относится, например, выбор правильного угла бурения, соответствующего углу наклона сланцевого пласта. Скважина должна пролегать сугубо в толще сланцевого пласта на достаточном расстоянии от его границ, в противном случае метан мигрирует через трещины и другие отверстия в верхний слой осадочных пород. Газовые коллекторы в сланцевом пласте также имеют свои отличия и сконцентрированы: в порах сланца аналогично хранению газа в плотном песке; в виде скоплений возле источника органических веществ подобно метану в угольных пластах; в виде скоплений в природных переломах.

6 стр., 2840 слов

Технология добычи сланцевого газа и влияние на экологию

... получить доступ к трубе и довести газ до конечного потребителя по разумной цене. 3. Технология добычи сланцевого газа и влияние на экологию Добыча сланцевого газа предполагает горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта. Горизонтальная скважина ...

Как и в других газовых месторождениях, газ мигрирует из области высокого давления в область низкого давления, поэтому технология газодобычи основана на создании областей с переменным давлением. Используется: горизонтальное бурение с мультиотводами на одной глубине, а также многоступенчатые горизонтальные скважины с длиной горизонтального отвода до 2-х км.

Технология гидроразрыва пласта была разработана в 1953 году академиком С.А. Христиановичем совместно с Ю.П. Желтовым в Институте нефти АН СССР. Для разработки эффективной технологии горизонтального бурения с гидроразрывом пласта понадобилось около 20 лет экспериментов.

Существует целый набор геохимических параметров, которые обуславливают условия добычи сланцевого газа, а, соответственно, определяют себестоимость и стоимость результирующего продукта. Прежде всего, существенно влияет на себестоимость добычи содержание глины в жестких песках, которая поглощает энергию гидроразрыва, что требует увеличения объема используемых химикатов. Каждое месторождение имеет уникальный объем диоксида серы, поэтому, чем ниже этот показатель, тем выше цена реализации газа.

Наиболее выгодными считаются «хрупкие» сланцы с большим содержанием диоксида кремния, эти месторождения содержат естественные переломы и трещины. Одна из причин, что месторождение является продуктивным, связана с высоким содержанием кварца в сланце — 29-38%, порода сланца становится очень хрупкая, поэтому требуется меньшая мощность гидроразрыва.

Наиболее сложным для бурения считается месторождение, с высоким давлением в породах, а также его значительными скачками. При глубине бурения 3200-4100 м давление составляет 675 атмосфер при температуре более 1500 0 С. Горизонтальные скважины имеют длину до 1500 м, поэтому добыча газа требует более мощных гидроразрывов.

2.2 Переработка сланцевого газа в дизельное топливо

Рекордно низкие цены на природный газ больно ударили по производителям, но существует технология, которая может превратить дешевый газ в дизельное топливо. Сейчас галлон дизельного топлива стоит 4 доллара (примерно 30 рублей за литр), а цена на газ составляет около 2,30 долларов за миллион британских термических единиц. С 2008 газ подешевел в 7 раз.

Обилие и доступность природного газа в США дает возможность использовать топливо по-новому, растет энергетическое «разнообразие», и получение от этого экономических и экологических выгод. В компании считают, что разница между нефтяными и газовыми ценами позволяет начать строительство предприятий по переработке газа в дизельное топливо и авиационный керосин. Две компании планируют сейчас строительство подобных заводов — Shell на побережье Мексиканского залива и южноафриканская Sasoil на побережье Луизианы.

Правда существуют определенные риски, связанные с колебанием цен на газ. Подобные предприятия стоят миллиарды долларов, и у них большие сроки окупаемости. И для того, чтобы производство было рентабельным, цена на газ должна оставаться низкой в течение 20 — 30 лет. Управления энергетической информации США приводит данные, в которых оптимальное соотношение цен для данных предприятий выглядит так: 100 долларов за баррель и 6 долларов за миллион БТЕ газа.

Новая технология аналогична получению жидкого топлива из угля (процесс Фишера — Тропша).

Метод был разработан в Германии 90 лет назад, как способ компенсировать дефицит нефти большими запасами угля. Последние разработки ученых позволили применить этот метод к газу. В общих чертах процесс переработки выглядит так: природный газ, кислород и вода подаются в реактор. Там под действием катализаторов, температуры и давления происходит процесс перегонки. Результатом является дизельное топливо, авиационный керосин и ряд других нефтепродуктов, но, к сожалению, пока такой процесс получения бензина из газа очень дорог.

29 стр., 14291 слов

Эффективность использования нефтяного газа на Верх-Тарском нефтяном ...

... промышленная залежь нефти. Перекрывается ... газа. 1 ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРХТАРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 1.1 Общие сведения о месторождении Верх-Тарское нефтяное месторождение ... месторождениями стройматериалов. В области учитывается Госбалансом 18 месторождений строительного камня, из них разрабатывается 13, годовая добыча – 2,5 млн. т. Месторождения ... 100 лет. Имеются месторождения керамзитовых ...

2.3 Сланцевый газ на мировом рынке

Анализ предпосылок развития мировой разработки сланцевых месторождений позволяет говорить о возникновении естественных рыночных регуляторов, которые приводят к процессам самоорганизации на энергетическом рынке. При возникновении естественной монополии на любом микрорынке, в качестве которого в данном случае выступает рынок газа, инициируются процессы по внедрению продуктов-заменителей, на роль которых претендует сланцевый газ.

Продукты-заменители являются эффективным регуляторным механизмом, которые увеличивают эластичность спроса природного газа. При значительном дисбалансе цен на газ, который стал наблюдаться в различных регионах мира, стали перераспределяться газовые потоки и изменяться структура рынка. В результате роста производства сланцевого газа в США, снижения объема импорта, а также последующего обвала цен на газ в США, бывшие газовые потоки сжиженного газа, которые ранее предназначались для США, были перераспределены в регион с более высокими ценами, этим регионом, имеющим неэластичный спрос на газ, стала Европа.

Появления продукта-заменителя, в виде LNG-газа будет оказывать значительное влияние на рынок Европы вплоть до момента насыщения рынка, то есть приведет к некоторому снижению цен на газ (10-25%) и ограничению влияния ОАО «Газпром» на рынке ЕС. В 2011 году увеличение потребления газа за счет отказа стран ЕС от атомных электростанций изменило направление спроса, увеличило потребление газа и частично компенсировало снижение цены за счет импорта LNG-газа.

Естественным регулятором цен на газ в 2011 году для Азии стали землетрясения, благодаря природным катаклизмам, отказу от АЭС, увеличился импорт LNG-газа, а цены в азиатском регионе увеличились практически вдвое. Увеличение спроса на газ в Азии в 2011 году, опять стабилизировали цены в Европе за счет оттока поставок. По данным мировой спрос на LNG-газ в первом полугодии 2011 года показывает увеличение на 8,5%, до конца года эта цифра вырасла до 12%. Основными покупателями LNG-газа являются Великобритания, Япония, Южная Корея и Индия. Увеличение потребления LNG-газа в Европе свидетельствует о желании стран снизить влияние российского газа на свою экономику, поэтому, чем больше будет разница между трубным газом и сжиженным, тем больше страны будут ориентироваться на поставки сжиженного газа.

В настоящий момент распределение цены на газ имеет следующий вид: средняя биржевая цена в ЕС на природный газ составляет $320 за тыс. м 3 ; биржевая цена на газ в США — $147 за тыс. м3 ; цена российского трубного газа в ЕС составляет $360-403 за тыс. м3 ; цена за LNG-газ в Азии — $540 за тыс. м3 ; спотовые цены на рынке ЕС составляли $260-290 за тыс. м3 .

17 стр., 8378 слов

Технологии сбора и подготовки нефтяного газа на Мессояхском газогидратном ...

... работ В настоящее время Мессояхское месторождение находится на стадии падающей добычи. С начала разработки на месторождении добыто 12196 млн.м3, что составляет 62% начальных запасов газа. Дебиты неустойчивы и составляют ... прохладным летом. Средняя зимняя температура составляет минус 17 °С. Самые холодные месяцы года - декабрь, январь, февраль. В эти месяцы морозы достигают (от минус 50 ...

Ценовая неоднородность мирового газового рынка, безусловно, повлечет перераспределение газового ресурса. В ближайшие годы потребление газа будет расти в Азии за счет роста объема потребления и снижения запасов. Газосланцевые потоки США после расширения газотранспортной инфраструктуры будут направлены, прежде всего, в Южную Америку и Азию, что повлечет увеличение предложения в Европе за счет перераспределенных газовых потоков, ранее направленных в Азию.

В ближайшие годы наращивать поставки в европейской части будет Катар, который лишился рынка США в связи с увеличением добычи из сланца. Объем газового экспорта Катара в Европу в первом полугодии 2011 года вырос на 35%. Газотранспортная система Евросоюза является сбалансированной и позволяет эффективно распределить поставки при недостатке энергоресурсов в сторону одного из продуктов-заменителей.

Значительное изменение структуры европейского рынка может произойти после ввода в промышленную эксплуатацию сланцевых месторождений в Польше. На сегодняшний день ЕС в ближайшей перспективе планирует отказаться от российского газа и развивать региональную добычу. Активная разведка месторождений в Польше 22 компаниями подразумевает, что к 2014 году предполагается практически одновременный запуск скважин в эксплуатацию. Изменение структуры европейского рынка будет более значительным, если европейцам удастся обеспечить согласованный запуск газовых проектов, которые могут составить одновременную конкуренцию российским газовым поставкам. В связи с финансовым кризисом в Европе, можно предположить, что ЕС не удастся добиться согласованного старта газовых проектов, что в значительной мере сократит влияние сланцевого газа на европейский энергетический рынок. Важной характеристикой сланцевого газа является его близкое расположение к конечному потребителю. Высокая стоимость газодобычи будет компенсирована низкой стоимостью транзита.

На сегодняшний день природный газ является наиболее перспективным видом ископаемого топлива в рамках мирового энергообеспечения, так как предполагает самый низкий выброс углекислоты в атмосферу, и успешно заменяет уголь. Использование природного газа также более предпочтительно в рамках Европейской программы по борьбе с изменением климата и Конвенции ООН об изменении климата. В дополнение к РКИК в 1997 году в Японии был принят общеизвестный Киотский протокол, который регулирует суммарный среднегодовой уровень выброса СО 2 странами-участниками. Таким образом, промышленно-развитые страны в рамках борьбы с техногенным кризисом с каждым годом попадают все в большую зависимость от природного газа. Это становится предметом активных действий с целью поиска товаров-заменителей. На роль альтернативы российскому газу, в краткосрочной перспективе, претендует сжиженный газ, в долгосрочной перспективе — сланцевый газ. Существенные сланцевые запасы газа найдены на европейской территории, что позволяет говорить о будущей энергетической независимости ЕС, прежде всего, от России.

Технология добычи сланцевого газа уже существует на протяжении 100 лет. Её актуальность была признана в результате устойчивого увеличения спроса, недостатка ресурса и увеличения стоимости природного газа, добываемого традиционным путем. Себестоимость добычи сланцевого газа по данным разных компаний колеблется в промежутке 100-283 USD за 1000м 3 , поэтому добыча газа из сланца при повышении цен на газ имеет чисто экономические причины. Первой страной, использовавшей у себя потенциал добычи сланцевого газа, стала США, которые не только нарушили планы ОАО «Газпром», но и в 2009 году забрали у России пальму первенства крупнейшего мирового газодобытчика. В настоящий момент эксперимент с добычей сланцевого газа проводится в Европе, надеющейся повторить опыт США.

9 стр., 4302 слов

Алмаз, свойства, добыча и месторождения

... известный в мире пурпурно-малиновый алмаз. 2. Происхождение алмазов алмаз бриллиант месторождение добыча Алмазы -- редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов известны на всех континентах, ... °C, полностью превращаясь в конечном счёте в углекислый газ. При нагреве до 2000 °C без доступа воздуха алмаз переходит в графит за 15-30 минут [1] . ...

2.5 «Сланцевая революция»

Начало добычи сланцевого газа — самое важное событие в энергобизнесе за последние 50 лет. Его результатом стало перепроизводство газа и обвал цен в Северной Америке. В 2009 году США обогнали Россию по объемам добычи природного газа. По состоянию на 2012 год газ в США стоит существенно дешевле, чем в России, которая обладает крупнейшими в мире разведанными запасами газа. Дальнейшее падение цен ожидается после строительства мощностей для экспорта сжиженного газа за пределы Северной Америки. В августе 2012 года российская газовая компания ОАО «Газпром» и его партнёры объявили о приостановке разработки Штокмановского месторождения, откуда сжиженный газ предполагалось направлять в США. В то же время компания Exхon Mobil вынуждена была отказаться от разработки крупных месторождений сланцевого газа в Польше и Венгрии, ибо они оказались нерентабельными. Ранее польские власти планировали начать добычу газа в 2014 году, рассчитывая, что имеющихся запасов хватит на несколько десятков лет. «Сланцевая революция» это обозначение внедрения в промышленную эксплуатацию технологии добычи газа из залежей сланцевых пород («сланцевый газ»), которое произошло в США в начале XXI века и привело к падению мировых цен на природный газ. Минэнерго предлагает не бояться всемирной «сланцевой революции», а предлагает правительству начать добычу «сланцевых» газа и нефти и узнать, сколько имеется таких ресурсов в стране, и где эти месторождения находятся. Промышленная добыча газа и нефти из сланцев России еще долго будет не нужна, но ей интересны американские технологии. Их будут отрабатывать на специальном полигоне и на малых региональных месторождениях. Стране эти энергоносители пока не нужны — у нее достаточно более дешевых «обычных» месторождений, но министерство очень интересуется американскими технологиями, которые и позволили провести в США «сланцевую революцию». Эти технологии, которые вот-вот захватят весь мир, должны быть освоены и в России. Предполагается, что этим займутся госкомпании «Роснефть» и «Газпром».

В настоящее время российскими компаниями пришло осознание, что сланцевая революция — это серьезно, а ее распространение по миру — в виде технологий добычи и танкеров со сжиженным газом — неизбежно. Несмотря на то, что Минэнерго продолжает убеждать в отсутствии сланцевой угрозы правительство (которое не очень этому верит), ведомство утверждает, что сланцы добывать хоть и сложно, невыгодно и неэкологично, но надо. Хотя бы из-за того, что стране неплохо было бы освоить американские революционные технологии, т.е. горизонтальное бурение вместе с гидроразрывом пластов. Кроме того, сланцевый газ может стать локальным источником энергии в тех регионах, которые не подключены к магистральным газопроводам (северные районы, Дальний Восток, Сибирь).

3 стр., 1127 слов

Сланцевая нефть в современном мире:методы добычи

... Имени Гагарина Ю.А.» Кафедра: РЕФЕРАТ По дисциплине: Нетрадионные источники углеводородов, Тема: Сланцевая нефть в современном мире:методы добычи заочная Факультет УРБАС Группа ... миру. В сентябре 2014 года японская компания Sumitomo была вынуждена полностью свернуть масштабный проект по добыче сланцевой нефти в Техасе, рекордные убытки составили 1,6 млрд долл. «Задача извлечения нефти и газа ...

Пока геологическое изучение горючих сланцев России не проводилось. Нет не только данных о том, сколько может храниться сланцевого газа в недрах России, но и даже примерных областей его залежей. Минэнерго предлагает начать разработку сланцев уже с 2014 года.

3. Проблемы, связанные с добычей и транспортировкой сланцевого газа, .1 Экологические проблемы

Технология добычи сланцевого газа, как любая промышленная технология, подразумевает позитивные и негативные стороны. Существовало мнение, что разработку сланцевых месторождений с использованием глубинного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах можно проводить в густозаселенных районах, единственной проблемой будет использование тяжелого транспорта; что значительные сланцевые месторождения газа находятся в непосредственной близости от конечных потребителей; что добыча сланцевого газа происходит без потери парниковых газов. Однако после 10 лет эксплуатации скважин были выделены следующие проблемы:

  • технология гидроразрыва пласта требует крупных запасов воды вблизи месторождений, для одного гидроразрыва используется смесь воды (7500 тонн), песка и химикатов. В результате вблизи месторождений скапливаются значительные объемы отработанной загрязненной воды, которая не утилизируется добытчиками с соблюдением экологических норм;
  • как показывает опыт разработки Barnett Shale, сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, чем скважины обычного природного газа;
  • формулы химического коктейля для гидроразрыва в компаниях, добывающих сланцевый газ, являются конфиденциальными.

По отчетам экологов добыча сланцевого газа приводит к значительному загрязнению грунтовых вод толуолом, бензолом, диметилбензолом, этилбензолом, мышьяком и др. Некоторые компании используют соляно-кислотный раствор, загущенный с помощью полимера, для одной операции гидроразрыва используется 80-300 тонн химикатов;

  • при добыче сланцевого газа имеются значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта;
  • добыча сланцевого газа рентабельна только при наличии спроса и высоких цен на газ.

Химическая смесь компании Halliburton составляет около 1,53% от общего раствора и включает: соляную кислоту, формальдегид, уксусный ангидрид, пропаргиловый и метиловые спирты, хлорид аммония. В целом, газодобывающими компаниями для добычи газа используется около 85 токсичных веществ, некоторые из них имеют следующее предназначение: соляная кислота способствует растворению минералов; этиленгликоль противостоит отложениям на внутренних стенках труб; изопропиловый спирт, гуаровая камедь и борная кислота используются в качестве загустителей и веществ, поддерживающих вязкость; глютаральдегид и формамид противостоит коррозии; нефть в лёгких фракциях используется для снижения трения; пероксодисульфат аммония противостоит распаду гуаровой камеди; хлорид калия препятствует химическим реакциям между жидкостью и грунтом; карбонат натрия или калия — для поддержки баланса кислот.

В настоящий момент наносимый вред экологии региона сланцевого бассейна в Пенсильвании носит характер экологической катастрофы. Именно экологическая проблема наряду с использованием большого количества воды для осуществления гидроразрыва является наиболее острой для развития сланцевой добычи в густонаселенных районах. Несмотря на то, что гидроразрывы проводятся гораздо ниже уровня грунтовых вод, токсичными веществами заражен почвенный слой, грунтовые воды и воздух. Это происходит за счет просачивания химических веществ через трещины, образовавшиеся в толще осадочных пород, в поверхностные слои почвы. В некоторых районах Пенсильвании в колодцах можно поджечь воду. В результате действий экологов, согласно закону о «Чистой воде США» от 2005 года вышло предписание для всех газодобывающих компаний из сланцевых месторождений раскрыть формулу химических коктейлей, а также снизить химическую нагрузку на экологию региона. Также отметим, что наиболее успешные сланцевые месторождения относятся к палеозойской и мезозойской эре, имеют высокий уровень гамма-излучения, который коррелирует с термической зрелостью сланцевого месторождения. В результате гидроразрыва радиация попадает в верхний слой осадочных пород, в районах сланцевой добычи газа наблюдается повышение радиационного фона.

19 стр., 9028 слов

Доклад Природный газ (4, 10 класс. Окружающий мир, химия)

... поток вещества. Для хранения природного газа создают подземные газохранилища, но нередко используют и природные естественные пещеры, что сокращает расходы. 3, 4, 10 класс, окружающий мир по химии Популярные темы сообщений ... осадки ушли глубоко под землю из-за осадков и деятельности живых организмов. Добыча природного газа происходит из земли на глубине более километра. Глубоко под землей данный ...

Возникают серьезные вопросы об экологическом риске и здоровье человека. Кроме того, предполагается, что гидроразрыв может привести к возникновению небольших землетрясений. 1 сентября 2011 года в Брюсселе опубликован отчет последних исследований Агентства по охране окружающей среды США. В результате приведены неоспоримые факты, что выбросы парниковых газов при добыче сланцевого газа больше, чем у угля, нефти и обычного газа, общий объем потерь метана при добыче газа составляет 3,6-7,9%.

3.2 Производственные проблемы

Как и другие природные газы, сланцевый газ это смесь газов, в различной пропорции. В состав сланцевого газа может входить сероводород, что делает его невозможным транспортировку и сжигание без очистки. Выделить из газа сероводород легко только в лабораторных условиях. В промышленных масштабах это неимоверно сложно. Проще построить нефтеперерабатывающий завод и дешевле раза в три-четыре.

Дело в том, что сероводород это яд, со специфическим запахом, к тому же повышенной взрывоопасности. Но он еще и горит, причем склонен к самовоспламенению. Так что может рвануть в любой момент. Потому его ни по трубам, ни в цистерне нельзя транспортировать. А ведь, для того чтобы его на газоочистительный завод его доставить необходимо по трубам доставлять.

Первым свойством, снижающим полезность сланцевого газа, является его низкая теплотворная способность. У него она равна 0,57, а у природного газа, с которым сланцевый газ вроде бы собирается конкурировать, теплотворная способность — 1,17. Поэтому все компании держат в секрете состав своих месторождений. Добываемый в США газ, на месторождении Олбани, с низким содержание сероводорода. Польский и, особенно, украинский явно содержат сероводород, постепенно переходящий в H 24 , а возможно и с содержанием радона.

При операциях гидроразрыва между скважинами циркулирует множество грузовиков-цистерн, ведь для вытеснения газа требуются огромные объемы воды с примесью химикатов. Поднимающийся из скважины загрязненный обратный приток надо очищать.

Заключение

Добыча сланцевого газа в XXI веке еще только набирает свои обороты в производстве, но, несмотря на короткий производственный цикл, пагубно отражается на экологии районов. Этот вид топлива активно заменяет традиционные энергетические источники, такие как природный газ, уголь и даже дизельное топливо. Но технология добычи сланцевого газа требует более безопасного и экологически чистого методов разработки, т.к. оказывается огромное воздействие на биосферу. Для того чтобы начать добычу топлива требуются большие затраты, связанные как с природными ресурсами (вода, песок), так и химическими веществами, которые закачиваются в недра Земли и «отравляют» районы вокруг района добычи.

Исследования подчеркивают необходимость дальнейшего усовершенствования технологии добычи сланцевого газа с целью контроля выбросов метана, загрязнения почвы и грунтовых вод, учитывая высокий уровень неопределенности в оценочных цифрах. К сожалению, на фоне картины истощения традиционных запасов газа сланцевый газ не сможет стать в ближайшее время достойной альтернативой природному газу, так как не соответствует современным экологическим требованиям к энергоресурсу. Перспективы крупной добычи сланцевого газа в настоящее время имеются только в слабозаселенных районах и в странах, которые согласны на снижение экологической безопасности. Иногда стоит задуматься над тем, что важнее: окружающая нас природа или экономическое развитие страны.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/slantsevyiy-gaz-2/

1. [Электронный ресурс]//статья сланцевая революция,- 2012. URL: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%86%D0%B8%D1%8F (дата обращения 14.12.2012).

— А.Ярошинская. Сланцевый кошмар для России,-2012.[Электронный ресурс]. URL: www.rosbalt.ru/main/2010/03/13/719852.html (дата обращения 14.12.2012).

— А.Ярошинская. Сланцевой революции не произошло.-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.eco-pravda.ru/page.php?id=1902 (дата обращения 14.12.2012).

4. U.S. shale gas seen as economic weapon. // статья Американский сланцевый газ, как экономическое оружие,- 2011. [Электронный ресурс]. URL: www.inosmi.ru/usa/20110721/172311017.html (дата обращения 14.12.2012).

5. Svargaman. Сланцевый газ подробно,-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.voprosik.net/slancevyj-gaz-podrobno/ (дата обращения 14.12.2012).

— Ж.Зеленцова. Сланцевой революции не произошло.-2011. [Электронный ресурс]. URL: www.pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz (дата обращения 14.12.2012).

— Геологический клуб. Сланцевый газ.-2011. [Электронный ресурс]. URL: geoclab.ru/articles/95/1354/ (дата обращения 14.12.2012).

— Д.Борисов. Финэнерго.-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz (дата обращения 14.12.2012).

Приложение А

Приложение а 1

Рис.1 — Оценка местоположения сланцевых месторождений газа методом стратосферного анализа, источник EIA.

Приложение Б

Приложение б 1

Рис. 2 Структурная схема добычи на месторождениях с мультиотводами.