Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Октября 2013 в 16:26, реферат
В последнее время много разговоров идет о возможной революции на мировом газовом рынке. Связывают такую революцию как раз таки с перспективами добычи сланцевого газа. Некоторые предполагают, что сланцевый газ не может быть конкурентоспособен в сравнении с традиционными месторождениями. Также имеется очень много противоречий против гидроразрывов, применяемых при добыче газа. Другие, напротив, считают, что развитие технологий добычи сланцевого газа коренным образом повлияет на устройство всего мирового газового рынка.
Целью данной работы является анализ текущего состояния и перспективы добычи и переработки сланцевого газа из недр Земли.
ВВЕДЕНИЕ 3
1. СЛАНЦЕВЫЙ ГАЗ 4
1.1 Газоносные сланцы 5
1.2 Месторождения сланцевых газов в США и мировые запасы 6
1.3 Сланцевый газ на мировом рынке 9
2. ДОБЫЧА СЛАНЦЕВОГО ГАЗА В США 13
2.1 Технология добычи сланцевого газа 13
2.2 Экологические проблемы при добыче газа 15
2.3 Переработка сланцевого газа 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
ЛИТЕРАТУРА 20
В РФ использование сланцевого газа возможно лишь для местных нужд удаленных районов, куда по экономическим соображениям будет дороже прокладывать газопроводы. По данным Газпрома, нетрадиционные запасы газа России составляют 83,7 млрд. куб. м. Пока же, в наличии имеются крупные запасы более выгодного и чистого природного газа.
Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Вильямом Хартом (William Hart) во Фредонии, Нью-Йорк, который считается в США «отцом природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж П. Митчелл и Том Л. Уорд.
Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США в начале 2000-х на месторождении Barnett Shale, которая на этом месторождении в 2002 г. пробурила впервые горизонтальную скважину. Благодаря резкому росту его добычи, названному в СМИ «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).
К началу 2012 года цены на природный газ в США упали до уровня значительно ниже себестоимости добычи сланцевого газа, в результате чего крупнейший игрок на рынке сланцевого газа — компания Chesapeake Energy — объявила о сокращении производства на 8 %, а капитальных вложений в бурение — на 70 %. В первом полугодии 2012 года газ в США, где наблюдается его перепроизводство, стоил дешевле, чем в России, которая обладает крупнейшими в мире разведанными запасами газа. Низкие цены вынудили ведущие газодобывающие компании сократить добычу, после чего цены на газ пошли вверх. [1]
Существующая классическая технология добычи газа из сланцевых пород является 5-фазовой. Вначале проводится вертикальное бурение на глубину свыше 3 тысяч метров. После вхождения в сланцевый слой меняется направление бурения — оно становится горизонтальным. Третий этап — гидравлический разрыв пласта. Проведение многочисленных взрывов по всей длине проделанной скважины, что ведет к появлению в сланцевых породах большого числа трещин и разломов.
Рисунок 5. Процесс гидравлического разрыва пласта
В скважину с помощью мощных насосных станций закачивается жидкости разрыва (гель, в некоторых случаях вода, либо кислота при кислотных ГРП) при давлениях выше давления разрыва нефтеносного пласта. Для поддержания трещины в открытом состоянии, как правило в терригенных коллекторах используется расклинивающий агент — проппант, в карбонатных — кислота, которая разъедает стенки созданной трещины или песок. Однако и в карбонатных коллекторах может быть использован проппант.
При добыче нетрадиционного газа ГРП позволяет соединить поры плотных пород и обеспечить возможность высвобождения природного газа. Во время проведения гидроразрыва в скважину закачивается специальная смесь. Обычно она на 99% состоит из воды и песка, и лишь на 1% – из химических реагентов.
Рисунок 6. Состав геля для гидроразрыва при добыче сланцевого газа в США
Среди них, например, ингибитор коррозии, понизители трения, стабилизаторы глин, химическое соединение, сшивающее линейные полимеры, ингибитор образования отложений, деэмульгатор, разжижитель, биоцид (химреагент для разрушения водных бактерий), загуститель.
Для того, чтобы не допустить утечки жидкости для ГРП из скважины в почву или подземные воды, крупные сервисные компании применяют различные способы изоляции пластов, такие как многоколонные конструкции скважин и использование сверхпрочных материалов в процессе цементирования. Вслед за этим воду откачивают, и за ней из скважины начинает поступать сланцевый газ. Общий объем потерь метана при добыче газа составляет 3,6-7,9%. [7]
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:
1. 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;
2. как показывает опыт разработки Barnett Shale, сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, чем скважины обычного природного газа;
3. 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;
4. при добыче сланцевого газа имеются значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта;
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 гелей, а также снизить химическую нагрузку на экологию региона. [10]
Наряду с другими природными газами, сланцевый газ представляет из себя смесь газов 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, вследствие, огромных объёмов добываемого газа. Проще построить нефтеперерабатывающий завод, что в итоге может оказаться в 3-4 раза выгоднее, чем завод по очистке газа.
Дело в том, что сероводород это яд, со специфическим запахом, к тому же повышенной взрывоопасности и склонностью к самовоспламенению.
Перспективным решением США считает переработку 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, а цена на газ составляет около 2,30 долларов за миллион британских термических единиц (БТЕ).
"Обилие и доступность
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. "Одной из причин озабоченности компаний является экономика промышленности",- заявила газовый аналитик в Eurasia Group Лесли Фалтий-Гусман. "Такие факторы, как высокая стоимость строительства предприятий в сочетании с условием необходимости низкой цены на газ - могут ограничить развитие этой отрасли." 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. Во время Второй Мировой Войны более половины баков вермахта были заправлены синтетическим топливом.
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.
К сожалению, пока процесс получения бензина из газа очень дорог, так что сейчас повод для радости будет только у дальнобойщиков и авиакомпаний. [9]
По прогнозам специалистов, к 2030 г. сланцевый газ будет занимать 7 % мирового газового рынка. Однако пока добыча растет в основном в Северной Америке, где на его долю приходится 20 % всех доступных газовых ресурсов. Таким образом, сланцевый газ в ближайшие десятилетия скорее так и останется крайне любопытным и динамичным, но чисто американским феноменом. Мировая сланцевая революция вряд ли произойдет. И менее всего она вероятна в Европе, поскольку есть опасения, что добыча здесь сланцевого газа может оказаться сложнее из-за проблем, связанных с возможным ущербом для экологии, а также из-за ряда других трудностей. [8]
Тем не менее, с учётом вышеприведенных фактов, а также, учитывая негативные факторы, связанные с несовершенной технологией добычи и загрязнением окружающей среды, сланцевый газ все равно является наиболее перспективным энергоресурсом в долгосрочной перспективе. Переработка сланцевого газа с целью получения жидких углеводородных продуктов является весьма дорогостоящим процессом.
Пока же, гораздо более целесообразнее обратить внимание на более рациональное и рентабельное использование энергоресурсов, так свыше 100 млрд. кубометров попутного нефтяного газа ежегодно отправляется на факельное сжигание, не доходя до конечного потребителя.
Информация о работе Анализ состояния и перспективы добычи и переработки сланцевого газа в США