сланцевая нефть что это такое простыми словами
Что такое сланцевая нефть
Прогресс цивилизации автоматически ведёт к росту потребностей. Для их удовлетворения необходимы новые виды топлива. Поэтому одной из альтернатив традиционным природным ископаемым в начале XXI века стали выступать нетрадиционные углеводороды.
Что такое сланцевая нефть
Для ответа на данный вопрос введём несколько промежуточных понятий:
Отличие от обычной нефти
По своим химическим и топливно-энергетическим свойствам оба вида мало чем отличаются друг от друга. Речь идёт о готовом к продаже товаре эксплуатационного качества. Различия между видами лежат в способах добычи, затратах, а также воздействии на окружающую среду.
Топливо, извлечённое из сланцевых пород, требует больших затрат, значительных технологических усилий, кроме того, оказывает негативное влияние на природу.
Разведанные запасы сланцевой нефти в 2,3 раза больше традиционной. Также имеются перспективы новых способов её добычи.
Запасы
По состоянию на 2013 год сланцевые нефтяные запасы оценивались следующим образом:
Общее количество запасов во всём мире составляет 345 млрд. барр. (данные 2016 года).
Шесть лет проведённых исследований внесли существенные коррективы. В декабре 2018 года США сообщили о двукратном увеличении запасов сланцевой нефти по сравнению с 2016 годом. В Америке присутствует наивысшая концентрация мест, удобных в плане нефтедобычи. Знаменитая Баккеновская формация (запас – 733 млн тонн), Форт Игл (335 млн тонн), плюс новые разведанные запасы в Техасе и Нью-Мехико позволяют стабильно наращивать объёмы добываемого сырья и открывают широкие возможности потребления нетрадиционных углеводородов.
Разведанные ресурсы нельзя оценивать однозначно. Имеется целый ряд проблем сдерживающего характера. Это глубина залегания, проницаемость геологических пластов, климатические условия, наличие необходимых водных объёмов.
По мере продвижения в будущее и с перспективами разработки новых технологий они вполне могут стать разрешимы. Уже есть сообщения из России, Китая, Израиля о создании безводных способов добычи сланцевой нефти. Активизируется работа в российской Баженовской свите на территории ХМАО-Югра (начальные запасы – 100 млн тонн).
На сегодняшний день их два:
Технология сланцевой нефтедобычи
Сланцевая нефтедобыча – процесс значительно более сложный, чем извлечение традиционной нефти. Всё зависит от её вида.
Технология добычи TO с глубины 2-3-х км обычно состоит из трёх элементов:
Качество TO не хуже традиционных марок. Основные залежи её находятся на территории США в формациях Игл Форд и Баккен.
С керогеновой нефтью типа SO всё обстоит гораздо сложнее и существенно дороже. Есть два основных способа её добычи и производства:
В силу высоких затрат и значительных инвестиций данный способ нефтедобычи не получил широкого распространения.
Цена и себестоимость
Стоимость нефти марок Brent (эталонная европейская) и WTI (американская) на сегодня составляет 60 и 54 доллара за баррель соответственно. Цена постоянно колеблется и зависит от множества различных факторов. Разведанные месторождения, технологии добычи, способы доставки, цены на топливо, конкуренты, политическая ситуация, биржевые спекуляции – учесть весь спектр воздействий практически невозможно. Так, до 2010 года цена на американскую нефть была выше европейской, но после начала добычи сланцевого аналога уступила ценовое первенство.
Добыча нетрадиционной нефти рентабельна при стоимости не выше 50 долларов за баррель. Для технологического уровня США это вполне достижимо. Аналитики, учитывая непрерывный «инженерный штурм» новых технологических высот, предсказывают снижение цены до уровня 35-40 долларов за баррель.
Историческая справка за период с 1988 по 2015 годы:
Себестоимость
Затраты на добычу сланцевой нефти существенно выше аналогичных расходов традиционной. Её себестоимость в США равна 40-50 долларов за баррель (в Аргентине до 115).
В других странах, за исключением Канады, добыча носит скорее экспериментальный характер и пока не достигает промышленных объёмов. Проблема обусловлена огромным потреблением воды, необходимой для проведения гидроразрывов.
К сведению, себестоимость добычи обычной нефти в России – 15 долларов, Саудовской Аравии – 6 долларов (есть скважины, где она опускается до 4). Понятно, что такой разброс цен сдерживает добычу жидких сланцевых углеводородов. Тем не менее, прогнозы экспертов оптимистичны и доходят до отметки себестоимости в 32 доллара для Северной Америки.
Перспективы сланцевой революции
В основе современного промышленного производства важнейшую роль играет нефть.
Продукция, получаемая из одного барреля (158,98 литра):
Сольвент (смесь растворителей)
Смазочные масла с компонентами
Прочие продукты полезного применения
Излишне говорить о важности и незаменимости углеводородов для нужд мирового хозяйства, тем более, что альтернатива им пока не найдена. Учитывая ограниченность земных запасов обычной нефти (по оценкам специалистов, её хватит лишь на ближайшие 40-50 лет при нынешнем уровне потребления), перспективы у сланцевой революции имеются.
Сланцевая нефть представляет собой инновацию в секторе добычи полезных ископаемых энергетического профиля, отцом которой по праву является инженер-нефтяник Джордж Митчелл. Именно он придумал технологический способ добычи, сочетающий в себе вертикальное и горизонтальное бурение с гидравлическим разрывом пластов. Способ оказался действительно «революционным».
Сланцевая революция может дать человечеству новые источники углеводородов, способных сохранить, а при необходимости даже увеличить объёмы добываемого сырья для будущей мировой индустрии. Сентябрь 2018 года впервые в истории показал нефтедобычу, превышающую 100 млн баррелей в день. Сдерживающим фактором производства сланцевой нефти являются две кардинальные проблемы:
В случае оптимального решения обеих трудностей, перспективы сланцевой нефти станут воистину грандиозными. Говоря о технологическом прорыве в этой области, самым разумным решением было бы подождать с окончательными выводами, потратив время и средства на научно-практические исследования.
Экологические последствия
Обратной стороной сланцевого бума стал колоссальный экологический вред.
По свидетельствам очевидцев, места оставленных шахт добычи сланцевой нефти представляют собой жуткое зрелище. Развороченная земля, нагромождения отвалов бурения, открытые скважины – всё это, плюс смещения и разрывы грунта, требует серьёзных вложений и длительного наблюдения за последствиями. Это поведёт к резкому повышению себестоимости альтернативных углеводородов.
К тому же оба способа разработки отравляют природу. Производство сланцевой нефти из керогена с применением термической технологии приводит к выходу значительных объёмов углекислого газа. Методы его улавливания и утилизации требуют разработки и практического осуществления, чего на данный момент не наблюдается.
В случае применения метода гидроразрыва почва и подземные воды перенасыщаются химикалиями. А это губительно сказывается на окружающей флоре и фауне. В их состав, по оценкам экспертов, входит до 700 наименований опасных для здоровья человека веществ. Среди них канцерогены, мутагены, разрушители эндокринной системы, невыводимые естественным путём яды. Неудивительно, что фрекинг (гидравлический разрыв пласта) законодательно запрещён на территории Болгарии, Румынии, Франции, Нидерландов. Подобные прецеденты имели место в ряде штатов США ещё до начала сланцевой революции.
Ещё одно негативное воздействие, усиливающее действие предыдущего, – употребляемый раствор в процессе закачивания дополнительно загрязняется метаном, тяжёлыми металлами, радиоактивными веществами. Пробы воды, оставленной после завершения нефтедобычи, горят, выделяя ядовитые токсичные газы.
Освоение гигантского энергетического потенциала сланцевых углеводородов потребует усилий всего мирового сообщества.
 |
Сланцевая нефть, наряду с тяжелой нефтью и битуминозными песками, относится к трудноизвлекаемым нетрадиционным запасам углеводородов, которыми последнее время все больше интересуются нефтедобывающие компании.
Вследствие «сланцевого бума» и связанного с ним огромного количества сообщений в прессе, произошла некоторая путаница в понятиях. Говоря о сланцевой нефти, чаще всего подразумеваю сразу два вида ресурсов, которые могут быть получены из горючих сланцев. Однако более корректно было бы их разделять. Поэтому для начала следует разобраться в определениях.
Терминология
Таким образом, сланцевая нефть — это вещество, близкое по составу к традиционной нефти, получаемое в определенных условиях из керогена, содержащегося в горючих сланцах.
Однако этот термин часто употребляют (особенно в США) и по отношению к традиционной легкой нефти, извлекаемой из тех же сланцевых пластов или прилегающих к ним других низкопроницаемых коллекторов, без проведения каких-либо изменяющих состав добытого вещества процессов, что не совсем корректно.
Для отличия такой нефти от аутентичной сланцевой нефти, Международное Энергетическое Агентство рекомендует использовать термин «light tight oil» (LTO, легкая нефть низкопроницаемых коллекторов), а Мировой Энергетически Совет использует термин «tight oil».
Тем не менее, даже не смотря на все различия этих двух видов сырья, как по составу, так и по технологиям извлечения, оба они все же относятся к нетрадиционным ресурсам, извлекаемым из горючих сланцев. Поэтому, в частности, оценка запасов, приведенная ниже, объединяет весь объем углеводородных ресурсов, который можно получить из сланцевых пород.
Мировые запасы
По оценкам специалистов мировые запасы горючих сланцев составляют около 650 трлн. тонн, из которых можно получить порядка 26 трлн. тонн сланцевой нефти. Таким образом, потенциальное количество такой нефти в мире более, чем в 10 раз превосходит запасы традиционной нефти. Однако стоит учесть, что запасов, добыча которых будет экономически рентабельна в разы меньше.
Так, компания Royal Dutch Shell опубликовала исследование, в соответствии с которым добыча целесообразна только на тех месторождениях, где из тонны сланца можно получить не менее 90 литров сланцевой нефти. Таким требованиям по оценкам соответствуют только 30% всех сланцев. Кроме этого, толщина продуктивного пласта должна составлять не менее 30 метров, что дополнительно сокращает потенциальные запасы.
По разным оценкам, около 70% горючих сланцев сосредоточены на территории США. Наибольшие запасы LTO в мире сосредоточены в знаменитой Баккеновской формации. Кроме этого стоит отметить месторождения Eagle Fort (Техас) и Bone Spring (Нью-Мехико).
На втором месте, но с серьезным отрывом располагается Россия с 7% мировых запасов. По мнению Управления по энергетической информации США, российские ресурсы, ввиду условий добычи, являются наиболее перспективными для разработки. Наибольшая часть горючих сланцев России сконцентрирована в Баженовской свите месторождений.
Методы добычи
В настоящий момент сырье из горючих сланцев добывают двумя основными способами:
Экологические последствия добычи сланцевой нефти
Оба метода разработки горючих сланцев оказывают серьезное негативное влияние на окружающую среду.
Так получение сланцевого масла путем термической обработки керогена связано с выбросами больших количеств углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что предлагаются варианты решения данной (например, технология EPICC с захватом СО2, представленная учеными из Стэнфордского университета), серьезных продвижений в данном вопросе нет.
Использование гидроразрыва пласта представляет еще большую экологическую угрозу. В процессе фрекинга в скважину закачивается огромное количество химикатов. Вследствие того, что данную операцию необходимо повторять несколько раз в год, вредные вещества настолько пропитывают породу, что загрязняют не только почву, но и грунтовые воды. Это, в свою очередь, приводит к мору животных, птиц и рыб, и оказывает негативное воздействие на здоровье проживающих вблизи людей.
Стоит отметить, что в некоторых странах, например, Франции, Румынии, Болгарии, фрекинг запрещен вовсе.
Перспективы
Кроме того существует некоторый порог рентабельности разработки сланцевых пород, что особенно актуально учитывать при нынешней нестабильности цен на нефть.
Однако в случае технологического прорыва, сланцевая нефть может существенно пошатнуть как нефтяной рынок, так и мировую экономику в целом, а кроме этого затормозит вопрос о развитии альтернативной энергетики. По мнению экспертов, сланцевая нефть обладает гигантским потенциалом. Остается вопрос, сможет ли он реализоваться.
Сланцевая нефть, сланцевый газ, горючие сланцы
Легкая нефть
Легкая нефть (также известная как сланцевая нефть, сланцевая нефть или легкая нефть низкопроницаемых коллекторов), представляет собой легкую сырую нефть, содержащуюся в нефтеносных пластах со сверхнизкой проницаемостью, часто в сланцах или плотных песчаниках, но высокой нефтенасыщенностью.
Промышленная добыча из низкопроницаемых нефтеносных пластов требует того же гидроразрыва пласта (ГРП) и часто использует ту же технологию горизонтальных скважин, что и при добыче сланцевого газа.
Хотя сланцевую нефть иногда его называют «сланцевым маслом», в последнее время горючие сланцы и сланцевые углеводороды стали различать
Ныне Международное энергетическое агентство (МЭА) рекомендует использовать термин «легкая нефть в плотных породах» для нефти, добываемой из сланцев или других пластов с очень низкой проницаемостью.
Ранее, в отчете Мирового энергетического совета за 2013 г. использовались термины «плотная нефть» и «сланцевые породы».
Нефтегазоносные сланцевые пласты неоднородны и сильно различаются даже на относительно небольших расстояниях.
Низкопроницаемые коллекторы после ГРП можно разделить на 4 группы:
Горючие сланцы
ГС имеют коричневую, коричнево-желтую, серую, оливково-серую окраску, листоватую или массивную текстуру.
Tермин «Горючие сланцы» иногда применяют для обозначения всех высокозольных твердых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, битуминозных и липтобиолитовых сланцев).
Kероген-сингенетичное осадконакоплению органическое вещество c высоким выходом смол при сухой перегонке, при ограниченном выходе битумов, экстрагируемых органическими растворителями при низкой температуре.
Он богат водородом и по его содержанию ближе к нефти, чем к углю.
сапрогумиты (менилитовые сланцы Карпат).
Oрганическое вещество ГС характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%), большим выходом летучих при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (Qbdaf = 29-37 МДж/кг).
Основные провинции сланцевой нефти:
В России аналогом сланцевых отложений tight oil являются толщи:
Баженовская свита в Западной Сибири,
Аачимовские отложения в Западной Сибири,
Доманиковые отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции,
Хадумская свита Предкавказья и др.
Российские сланцевые толщи:
также представлены кремнисто-глинисто-карбонатными породами, обогащенными органикой и другими компонентами нефти в рассеянном состоянии (микронефть).
органическое вещество в породах относится к категории «слабо- и умеренно концентрированного» и составляет 2,5-10 %, достигая 20-40 %.
Применение традиционных технологий добычи, традиционных технологий вывода углеводородов из нефтегазоматеринской породы в традиционные ловушки нефти и газа не дает результата. Более 70% от сгенерированных углеводородов остается в матрице генерирующей толщи.
Сланцевый газ
Локомотивом добычи сланцевой нефти и газа стали США после промышленного внедрения технологий гидравлического разрыва пластов (ГРП).
Преимуществом добычи сланцевых углеводородов является короткий жизненный цикл до7 лет при полной окупаемости.
Обычно в 1 й год добывается до 75% нефти, что невероятно для традиционных месторождений, где добыча в 1 й год составляет до 6% запасов.
Быстро окупаемые проекты привлекли малый бизнес, который и совершил сланцевую революцию в США на кредитные средства.
Основные сланцевые отложения в США:
Влияние сланцевой нефти на экономику
Это важно, потому что цены на нефть определяются не только законами спроса и предложения.
Настроения инвесторов больше влияют на цены на нефть.
Они торгуют нефтью на мировых товарных биржах.
Трейдеры могут предлагать цену на нефть вниз или вверх, в зависимости от их предположений о факторах, влияющих на нефть.
В 2008 г. они создали нефтяной пузырь на рынке активов, подняв цену нефть сорта West Texas Intermediate до 145 долл США/ барр, а потом опустив до 30 долл США/ барр просто из-за страха, а не из-за значительного изменения спроса или предложения.
В 2011 г. цены на нефть выросли до 100 долл США/ барр, и добывающие сланцевую нефти компании снова активизировали начали бурение скважин и добычу.
Это привело к снижению цен в 2014 г.
Но сланцевые компании смогли удешевить добычу нефти, внедрив все более инновационные технологии.
Это сначала вызвало бум добычи сланцевой нефти в США, а потом привело к стагнации этой отрасли промышленности.
Что такое сланцевая нефть — её отличия и проблемы
Что такое сланцевая нефть простыми словами, как её добывают. Свойства и характеристики, отличия от других сортов и марок нефти, себестоимость и цена.
Добыча сланцевой нефти сделала немало «шума» в мировой политической игре и глобальных финансовых потоках.
Тем не менее, для большинства так и осталось загадкой то, чем отличается данный вид нефти от традиционной, в чём её преимущества или недостатки.
В рамках статьи мы постараемся подробно разобрать ответы на вышеуказанные вопросы, а также посмотрим на влияние сланцевой революции и смежных проблем на международную политико-экономическую арену.
Что такое сланцевая нефть простыми словами
Сланцевая нефть (в оригинале «Light Tight Oil») — это маслянистая жидкость со смесью углеводородов, добываемая из плотных коллекторов (сланцев). Википедия говорит, что сланцевая нефть — это углеводородные ресурсы, состоящие из лёгкой нефти, находящейся в коллекторах с низкой проницаемостью (плотных), таких как сланцы, плотные песчаники, известняки.
В широком смысле, сланцы — это плотные горные породы, которые располагаются ниже, чем ловушки с обычной нефтью. Можно кратко резюмировать, что сланцевая нефть простыми словами — это та нефть, которую добывают глубоких плотных горных пород.
Отличие сланцевой нефти от обычной
Из вышеуказанных определений можно с лёгкостью догадаться, что основное отличие сланцевой от обычной нефти именно в источнике добычи, но есть несколько нюансов.
Пример расположения сланцевых пластов.
Схема загрязнения окружающей среды при разрушении сланцевых пластов.
Таким образом, сланцевая нефть — это пока что дорого и экологически вредно в сравнении с обычной, но, к сожалению, данные факторы в большинстве стран не останавливают нефтедобывающие компании, в частности, в США. Со временем при разработке новых экологичных технологий добычи она действительно может стать революционным энергетическим источником для человечества.
Что такое Сланцевая революция
Закрытая сланцевая шахта-музей Кохтла-Нымме.
Широкую известность сланцевая нефть получила благодаря так называемой «сланцевой революции». Термин стал часто применяться в СМИ с 2012 года при описании технологий добычи сланцевой нефти и газа в США. Обратим внимание на краткую хронологию событий:
Тем не менее, в большей степени революционность явления применима именно к газу, нежели к нефти, с которой всё намного сложнее. Согласно недавним сообщениям экспертов The Financial Times, большинство американских нефтедобывающих проектов терпят серьёзный спад даже на месторождениях-гигантах (Eagle Ford), а некоторые компании уже подали заявку на банкротство (WBH Energy).
Как и где добывают сланцевую нефть
Принято выделять два способа, как добывают сланцевую нефть:
В первом случае сланцевая порода добывается в шахте, затем дробится и направляется на перерабатывающий завод. Такой метод работы со сланцем существует с 1837 года. Непосредственно на заводе сланцевую породу подвергают гидролизу без доступа воздуха, что позволяет выделить сланцевую смолу.
В целом шахтовая добыча производится в классическом режиме, который многим знаком. Гораздо более инновационным является второй способ с гидроразрывом, рассмотрим его нагляднее на схеме.
Изначально производится бурение вертикальной скважины на 2-3 км, а затем уже горизонтальное бурение на аналогичную длину и более. После в несколько стадий производятся гидроразрывы сланцевого пласта.
Сам процесс производится с помощью введения специальных жидкостей (комплекса воды с песком, а также химических веществ) под высочайшим давлением (до 1500 атм). Это приводит к образованию трещин, как на схеме, в которые вырывается газ. Как правило, данные жидкости канцерогенные.
Множество стадий гидроразрыва требуется, поскольку у подобной добычи очень высокий дебит, т.е. снижение темпов и объёмов добываемого сырья. Спустя 1 год работ добыча снижается до 80%, что удаётся немного компенсировать лишь поэтапной добычей.
Цена и себестоимость сланцевой нефти
Как уже упоминалось ранее, сланцевая нефть отличается довольно высокой себестоимостью для рынка. По крайней мере так было последние десятилетия. Сегодня эксперты оценивают себестоимость сланцевой нефти в диапазоне от 50 до 60 долларов за баррель. Для сравнения средний диапазон себестоимости для традиционной нефти в России или Саудовской Аравии — от 10 до 15 долларов (лишь на некоторых месторождениях цифры могут значительно отличаться).
В данный момент цены на Brent и WTI говорят о вероятных перспективах дальнейшего роста добычи нефти в США.
Стоит заметить, что рынок — непредсказуемая субстанция. В любой момент может продолжиться медвежье ралли и американцам будет сложно конкурировать на рынке нефти с остальными участниками, добывающими ресурс в традиционной форме.
Сланцевая нефть в США
Как ранее упоминалось, США находятся в центре событий по вопросам, связанным со сланцевой нефтью, ведь именно они затеяли «революцию». В целом у американцев есть довольно внушительное число сланцевых месторождений, среди них стоит выделить:
График – прогноз добычи сланцевой нефти в США по месторождениям.
Eagle Ford
Данное месторождение было одним из лидеров США в 2010 году, но, к сожалению, его перспективы резко упали в 2015 году. Уже в 2016 году расходы на Eagle Ford снизились с 30 млрд. долларов (2014) до 10 млрд. долларов.
Нефтяные вышки Eagle Ford в США.
Bakken
Считается крупнейшей формацией сланцевой нефти в США, залегает на глубине 2,5-3,5 км и занимает площадь свыше 500 000 кв. км. Начиная с 2006 года здесь применяется горизонтальное бурение. Динамика роста числа скважин:
Графики добычи сланцевого газа и нефти на месторождении Bakken.
Добыча нефти на территории Bakken.
Таким образом, в США действительно существует множество мест, где добывают сланцевую нефть. Все их рассматривать не имеет смысла, они отличаются лишь расположением и объёмом добычи. Что касается перспектив, то США активно работают над разработкой месторождений, но многие крупнейшие формации уже практически достигли своего пика, прогнозируемого на годы вперед.
Сланцевая нефть в России и мире
Россия имеет около 7% от запасов сланцевой нефти в мире. Политика РФ в отношении «лёгкой» нефти настроена всерьёз на большие перспективы по освоению технологий добычи. На сегодняшний день особый резонанс вызывает месторождение в Югре — Баженовская свита. В действительности официальное наименование — Пальяновское месторождение.
Западная Сибирь. Нефтяная вышка.
Что касается всего остального мира, то Россия пока что лидирует по оцениваемым запасам сланцевой нефти. Данный факт был чётко указан в аналитических данных Bloomberg Markets.
На втором месте располагается США, а далее — Китай, замыкающий тройку лидеров по запасам. В пятёрку вошли также Аргентина и Ливия. В итоге, Россия и в ходе «сланцевой революции» на рынке нефти нашла своё место.
Рекомендуем посты по теме:
Заключение
Если кратко, то сланцевая нефть — это нефть, которую добывают из плотных горных пород (сланцев), как правило, путём горизонтального бурения на огромной площади под землей и поэтапных гидроразрывов. Её единственное преимущество в том, что сланцевых запасов больше, чем обычной нефти. Среди недостатков добычи сланцевой нефти: губительное влияние на экологию, дорогостоящие технологии и менее выгодная себестоимость.
«Бум» со сланцевой нефтью начался с США, которые долгое время считались лидерами в этой сфере. Сегодня по запасам на первом месте Россия за счёт Баженовской свиты, где сланцевая добыча только осваивается. Тем временем в США крупнейшие месторождения уже идут на спад.