Добыча сланцевой нефти

Постепенное истощение запасов нефти «заставляет» горнопромышленников обращаться к новым, альтернативным источникам. Последние несколько лет энергоресурсом будущего называют новый вид «чёрного» топлива — сланцевую нефть.

Как добывают сланцевую нефть?

На данный момент в мире известно два типа сланцевой нефти: «tight oil» и «shale oil». Первый тип — традиционная нефть легких фракций, которая залегает в низкопроницаемых коллекторах.

Ко второму типу относят залегающие в сланцевой породе керогены. Они формируется из остатков растений, живых организмов и по сути своей является начальной формы нефти.

Полученный кароген подвергают ряду специальных химических реакций, после чего он превращается в смолу, по составу почти не отличающуюся от углеводородов. Оттого данный вид горючих сланцев часто называют «протонефть».

Всего в мире насчитывается около 345 млрд пригодных для извлечения баррелей сланцевой нефти. Свыше половины всех запасов сосредоточено в трёх странах – США (78,2 млрд баррелей), России (74,6 млрд баррелей) и Китае (32,2 млрд баррелей).

Технология извлечения сланцевой нефти гораздо сложнее, чем традиционной, причём способы добычи «tight oil» и «shale oil» имеют принципиально важное отличие.  

Нефть лёгких фракций залегает на глубинах 2-3 км. Чтобы до неё «добраться», сначала пробуривают вертикальную скважину, затем меняют направление бурения в горизонтальную плоскость.

После этого в породу производится закачка песка в водном растворе химреагентов для гидроразрыва пласта (фрекинга). ГРП проводят несколько раз, в результате из многочисленных трещин в скважину стекают горючие сланцы.

Керогены залегают ещё глубже, поэтому без трудоёмких операций с горизонтальным, вертикальным бурением и ГРП не обойтись. Однако в технологии добычи «shale oil» есть «небольшой» нюанс: извлечение керогена требует проведения термического нагрева пласта (прямо в месте залегания).

В прошлом был распространён способ добычи горючих сланцев открытым способом, но из-за своей дороговизны сейчас его практически не применяют. Полученный на малых глубинах материал превращался в смолу только после пиролиза в безвоздушной среде на специальных установках-реакторах.

Россия vs США

Статус родоначальника и крупнейшего в мире добытчика сланцевой нефти, бесспорно, принадлежит Америке. На территории страны залегает самое высокое количество пригодных для добычи горючих сланцев.

Настоящий сланцевый бум в США начался в период с 2010 по 2015 годы. За это время в стране объём суточной добычи горючих сланцев увеличился почти в 4 раза: с 1,4 млн до 5,5 млн баррелей. Вслед за прорывом США в развитии технологии фрекинга на весь мир прогремела настоящая «сланцевая» революция.

По общим запасам горючих сланцев первое место занимает Россия – они оцениваются в 1,24 трлн баррелей. Большая часть сланцевой нефти сосредоточена в месторождениях Баженовской свиты (Западная Сибирь). Кроме того, сланцы залегают в Ачимовской свите, в недрах Поволжья, на Урале, на Северном Кавказе.

Несмотря на гигантские запасы, уровень добычи сланцевой нефти в нашей стране не идёт ни в какое сравнение с добычей в США. Если говорить прямо, Россия находится на стадии «прощупывания почвы».

В новейшей истории России первым добычу сланцевой нефти на Бажене начал «Сургутнефтегаз». Компания запустила проект в 2005 году и в течение нескольких лет бурила на участке сотни поисково-разведочных скважин.

По сравнению с другими добытчиками «Сургутнефтегазу» удалось извлечь больше всего сланцев из залежей Баженовской свиты. Хотя их доля в общем объёме залежей западно-сибирского участка несоизмеримо мала.

Добычей сланцевой нефти пробовал заниматься «ЛУКОЙЛ». Начиная с 2006 года, компания экспериментировала на участках Баженовской свиты, а также искала интересные проекты в США. Но, как заявил в марте 2019 года глава «ЛУКОЙЛа» Вагит Алекперов, «со сланцевой нефтью не получилось работать».

В 2018 году на «сланцевую» тропу вступила «Газпром нефть»: открыла в ХМАО «Технологический центр Бажен» для освоения сланцев Баженовской свиты. Всего за прошлый год компания пробурила на Красноленинском месторождении 10 скважин, с каждой из которых был получен приток сланцевой нефти.

По мнению многих экспертов, России обогнать Америку в гонке за горючими сланцами вряд ли когда-либо удастся. Тем временем США продолжают «сланцевую» революцию в стремлении завоевать мировой рынок нефти.

Несмотря но массу негативной информации в СМИ (падение в стране объёмов добычи, угроза банкротства компаний-сланцевиков, отказ потребителей от американской сланцевой нефти), у США довольно серьёзные перспективы в сфере сланцевой добычи.

Так, по данным независимой исследовательской компании Rystad Energy, во втором квартале 2019 года сланцевые операторы США впервые достигли положительного потока от операций (после учёта капитальных затрат).

Кроме того, в первой половине текущего года американские предприятия по добыче сланцевой нефти привлекли всего лишь 4,8 млрд долларов – для Соединённых Штатов это рекордно низкая сумма. Для сравнения, в 2014 г было привлечено 16,4 млрд долларов.

Серьёзные последствия?

Казалось бы, с открытием горючих сланцев у горнопромышленников появилась реальная возможность слезть с привычной нефтяной иглы в сторону альтернативных ресурсов.

Но очевидно, что технологии добычи горючих сланцев требуют больших трудовых и денежных затрат. Разработка сланцевых месторождений имеет экономическую целесообразность только в том случае, если в одной тонне породы содержится как минимум 90 л нефти.

К слову, таким требованиям соответствует всего лишь 1/3 всех известных в мире залежей сланцевой нефти. Вдобавок к этому, в идеале нефтеносный пласт должен иметь толщину не менее 30 м – к данному критерию подходит ещё меньше месторождений.

На начальном этапе из скважин выкачивают очень большие объёмы горючих сланцев. Однако уже через 1,5-2 года дебит резко падает. Такой непродолжительный срок жизни месторождений сланцевой нефти тоже заставляет задуматься о целесообразности добычи. Ещё нужно учитывать, что себестоимость извлечённой сланцевой нефти гораздо выше (по некоторым оценкам, примерно в 12 раз).

Экономическая составляющая — далеко не единственная проблема. Метод гидроразрыва пласта, без которого просто невозможна добыча горючих сланцев, несёт потенциально серьёзную угрозу. Многие эксперты считают, что из-за фрекинга в разы возрастает риск так называемой вызванной сейсмической активности.

Неожиданные подземные толчки по всему миру уже давно связывают с ГРП – и не напрасно, ведь при использовании данного метода в породах образуются крупные трещины.

Например, в штате Арканзас (США) после начала добычи горючих сланцев число подземных толчков увеличилось в несколько раз. Подобные случаи были зарегистрированы во многих других точках планеты — так, совсем недавно небольшие землетрясения были зафиксированы на месторождении сланцевого газа в Британии.

Часть мирового сообщества отстаивает мнение, что гидроразрыв пласта никак не влияет на сейсмическую активность Земли. Сейчас землетрясения рядом с месторождениями фиксируют современные системы, которые раньше не устанавливали из-за отсутствия необходимости. А слабые толчки могли происходить и раньше, до начала разработки сланцевых месторождений.

Добыча сланцевой нефти оказывает огромное влияние и на экологию. Во-первых, при разработке сланцевых месторождений есть риск выброса метана и радиоактивных веществ, выделяемых в процессе бурения. Причём вредных веществ выделяется гораздо больше, чем при «обычной» добыче нефти.   

Во-вторых, во время фрекинга горючие сланцы, которые выкачать не удаётся, выходят на поверхность вместе с закачанными химикатами, загрязняя грунтовые воды и почву. Несложно представить, какой вред могут нанести гидроразрывные жидкости – в них может содержаться до 700 различных химических добавок.

В-третьих, для фрекинга требуется огромное количество водных ресурсов. Так, на месторождении площадью 140-400 м² при однократном ГРП расходуется от 20 до 86 млн м³ воды – а на одной только скважине может проводиться до 12 гидроразрывов.

Во многих странах вообще запретили применение фрекинга – ограничения действуют в Германии, Болгарии, Франции и даже в некоторых штатах США.