Сланцевый газ

Сланцевый газ – это природный газ, полученный из пластинчатых пластов сланца , часто на глубине, превышающей 1500 метров, который образуется и задерживается в коренных породах, состоящих из сланца. В основном это темные сланцы, богатые органикой, которые могут содержать сланцевый газ.

Сланец – это обычная осадочная горная порода, состоящая из глины и обломков других минералов, которые отложились сотни миллионов лет назад в виде богатой органическими веществами грязи на дне древних морей и приливных отмелей. Со временем слои грязи были погребены в результате дальнейшего осаждения, и возникающие в результате тепло и давление превратили грязь в сланец, а органическое вещество - в природный газ.

Сланцевый природный газ — природный газ, добываемый из горючих сланцев и состоящий преимущественно из метана. Различают сланцевый газ, образующийся в результате термического разложения, и газ, образующийся в результате биологического разложения органических материалов сланца.

Как видите существует много определений сланцевого газа, мы постарались привести большинство из них. В 2023 году сланцевым газом в прессе называют преимущественно добываемый природный газ, полученный нетрадиционными методами добычи из осадочных пород.

Разведка месторождений

При поиске сланцевого газа используются те же основные методы разведки традиционных нефтяных месторождений в сочетании со специальными методами поиска сланцевого газа. 2D- и 3D-сейсмические профили (созданные путем мониторинга акустических волн, отраженных от пород) используются для определения глубины и свойств сланцевых отложений, а бурение используется для наблюдения за физическими и химическими характеристиками породы при определении качества и количества сланца.

На протяжении длительного геологического времени, газ, образовавшийся в сланцах, мигрировал в более проницаемые слои горных пород, образуя сегодняшние так называемые обычные резервуары — газовые залежи, которые легко вскрываются при обычном бурении. Однако в сланцевых «материнских породах» по-прежнему содержится много газа.

Проблема для производителей заключается в том, что он диффундирует крайне медленно и должен извлекаться нетрадиционными способами. Наиболее продуктивным методом обычно является горизонтальное бурение пласта сланцев с последующим гидроразрывом пласта илигидроразрыв породы путем закачки жидкости под очень высоким давлением.

История

Сланцевый газ впервые был добыт в качестве ресурса в Фредонии, штат Нью-Йорк, в 1821 году в неглубоких трещинах низкого давления. Горизонтальное бурение началось в 1930-х годах, а в 1947 году в США был впервые проведен гидроразрыв скважины.

Джордж П. Митчелл считается отцом индустрии сланцевого газа, поскольку он сделал ее коммерчески жизнеспособной в сланцах Барнетт , снизив затраты до 4 долларов за 1 миллион британских тепловых единиц (1100 мегаджоулей). В 1998 г. компания Mitchell Energy провела первый экономичный разрыв сланца с помощью гидроразрыва пластовой воды. С тех пор сланцевый природный газ стал самым быстрорастущим источником первичной энергии в Соединенных Штатах и ​​побудил многие другие страны искать сланцевые месторождения.

Технология добычи

Как добывают сланцевый газ? Газ в сланцах заключен частично в органических частицах и глинистых минералах, частично в микроскопических порах в виде свободного газа и в растворе вместе с пластовой водой (водой, содержащейся в порах и трещинах осадочной породы) и битумом или нефтью. Тот факт, что сланцы на больших глубинах относительно плотны и имеют низкую проницаемость, очень затрудняет добычу из них газа.

Чтобы увеличить приток газа к скважинам, в скважине используется высокое давление воды, чтобы раздробить сланец и создать трещины вокруг скважины, в которые может течь газ. Этот метод называется гидроразрывом пласта и используется только на глубинах более 1000 метров. Он также известен как фрекинг. В связи с гидроразрывом вводят кварцевый песок, чтобы держать трещины открытыми. Кроме песка и воды вводят около 1% химических добавок для снижения трения в трещинах. ГРП также требует больших объемов воды.

Скважины, пробуренные для добычи сланцевого газа, часто более или менее горизонтальны в газоносных сланцах. Количество скважин варьируется в зависимости от газосодержания, плотности коренных пород и глубины. С каждой буровой площадки можно пробурить несколько скважин, наклоненных горизонтально в сланце. Обычно требуется намного больше скважин, чем при традиционной добыче газа.

Во многих случаях биогенный сланцевый газ можно добывать без гидроразрыва или интенсификации ствола скважины, поскольку поверхностные сланцы содержат больше естественных открытых трещин.

Риски сланцевого газа

Наибольшие риски, связанные с добычей сланцевого газа:

- Этот гидравлический разрыв может вызвать вибрации, которые создают трещины в коренной породе, что, в свою очередь, приводит к повреждению близлежащих резервуаров и свойств подземных вод.

- Что грунтовые воды могут быть загрязнены, а давление и уровень грунтовых вод могут измениться.

- Это влияет на почву в связи с бурением и добычей.

- Утечка химикатов в связи с гидроразрывом пласта.

- Что буровые площадки вызывают разрушительный шум и транспортную деятельность.

- Утечка метана из скважин, трубопроводов, клапанов и т. д. Исследования, проведенные в США, показывают, что несколько процентов добываемого газа утекает в атмосферу.

Инфраструктура

Обустройство месторождения при добыче сланцевого газа аналогично добыче природного газа: изготовление металлоконструкций, поставка резервуаров и емкостей, запорной арматуры, арматурных блоков и другого технологического оборудования.

Наличие действующего магистрального газопровода, к которому можно присоединиться в радиусе 30—100 км при начале бурения.