Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть
Главная » Все статьи на сайте » Статьи на общие темы » Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы

  • Array

Сланцевый газ, характеристика, свойства, добыча, преимущества и проблемы.

 



 

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

 

Краткая характеристика сланцевого газа

Физические свойства сланцевого газа

История добычи сланцевого газа

Технология добычи сланцевого газа

Преимущества добычи и использования сланцевого газа

Проблемы добычи сланцевого газа

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефтьпопутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

 


Краткая характеристика сланцевого газа:

Сланцевый газ – один из видов природного газа. Его месторождения представляют собой газообразования небольших размеров, также он скапливается в коллекторах, отделах непосредственно сланцевого слоя, расположенного в пластах осадочной породы земной коры.

В основе механизма образования сланцевого газа лежат анаэробные химические процессы. Многочисленные органические вещества разлагаются в толще земельных пластов без участия кислорода, что приводит к образованию множества других веществ.

Сосредоточения ископаемого обычно расположены в глинистых сланцах. Последние представляют собой вид глины, видоизмененный метаморфическими природными процессами, протекающими в глубинах земли. Пласты, оказавшись под действием высоких температур и давления, утрачивают свойственную им пластичность, истончаются, обретают хрупкость. Они покрываются трещинами, при этом их проницаемость уменьшается до самых низких показателей. Газовый сланец обладает высокой горючестью, т.е. способен самостоятельно воспламеняться и гореть длительное время, чем и отличается от обычного глинистого. Это свойство он приобретает благодаря содержанию в нем керогена – полимерного органического вещества, схожему по своему молекулярному составу с углем.

Именно концентрация керогена в сланцевом газе считается основным параметром его эффективности. Последних насчитывают три:

  • – III тип – наиболее термически зрелый, практически «сухой газ»;
  • – II тип – средне термически зрелый, который при горении выделяет примеси в виде влажного конденсата;
  • – I тип – наименее зрелый сланец, включающий нефтеносные сланцы, считающихся одними из ее разновидностей.

Изучая месторождения сланцевого газа, геологи, в первую очередь, оценивают толщину глинистого пласта, т.к. чем она больше, тем выше в нем концентрация природного ископаемого. Так, наиболее выгодной разработке, с экономической точки зрения, подлежат толстые пласты III типа.

Основу сланцевого газа обычно составляет водород (Н2) от 25 до 40% и метан (СН4) от 14 до 17%, но это не единственные газы в его составе. В разных количествах он включает:

  • – оксид углерода (угарный газ, СО) – 10-20%;
  • – углекислый газ (СО2) – 10-20%;
  • этилен2Н4) и другие углеводороды –  4-5%;
  • – азот (N2) – 22-25%;
  • – кислород2) – содержание не превышает 1%.

Согласно данным экономических отчетов, общие запасы сланцевого газа в мире составляют около 456 триллионов кубических метров. На территории России объемы этого природного ископаемого, согласно экспертной оценке специалистов, насчитывают 83,7 миллиардов кубических метров.

 

Физические свойства сланцевого газа:

Наименование параметра: Значение:
Плотность, кг/м3 (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) от 0,7 до 0,9
Агрегатное состояние газ
Внешние признаки без цвета, запаха и вкуса
Удельная теплота сгорания, МДж/м³ 12,6-14,3

 

История добычи сланцевого газа:

Первым месторождением сланцевого газа, разработанным и освоенным в коммерческих целях, стала пробуренная под руководством Вильяма Харта в 1821 году скважина на территории США. Однако полномасштабная добыча началась лишь в 80-х годах XX века, когда на территории штата Техас стали появляться вертикальные скважины небольших размеров, из которых добывали сланец каменноугольного возраста с тем, чтобы позже получить из них газ.

Подобные технологии были весьма затратные и приносили малую прибыль, т.к. для получения газа требовалось пробурить множество неглубоких скважин методом гидравлического разрыва пластов – в газовую горную породу приходилось подавать воду под высоким давлением, чтобы образовалась необходимая трещина, из которой впоследствии откачивался газ. С годами технологии совершенствовались, что повышало себестоимость добытых природных ресурсов, и, начиная с 2002 года, стало приносить хорошую прибыль. Эту дату считают отправной точкой новой технологической стадии в добыче газовых ресурсов, т.к. новейшие разработки позволили бурить глубокие скважины с гидроразрывом на нескольких стадиях одновременно, а вместо воды закачивать проппанты. Проппанты – гранулообразный материал – дал возможность закреплять полученные трещины, не позволяя им смыкаться под давлением пластов земной коры.

Активная добыча сланцевых месторождений привела к так называемой «газовой революции» (“сланцевой революции“), благодаря которой Соединенные Штаты Америки были признаны самым крупным добытчиком и поставщиком всех видов голубого топлива. Так, только в 2009 году объем добытого газа составил более 745 миллиардов кубических метров, из которых больше 40% составляли новые виды природных ископаемых – непосредственно сланцевый газ и метан, добытый в угольных месторождениях.

Хотя США и стали «отцами добычи» сланцевого газа, уже через несколько десятков лет подобные разработки стали проводиться в других странах. Сегодня добыча из имеющихся месторождений ведется на всех континентах.

 

Технология добычи сланцевого газа:

Как и природный газ, жизнь без которого сегодня не представляют жители цивилизованных стран, сланцевые месторождения порождены недрами нашей планеты. Технологии, применяемые для его добычи сегодня, значительно отличаются от используемых почти 200 лет назад: вместо одной неглубокой горизонтальной скважины сейчас получают одну достаточно длинную, имеющую несколько горизонтальны ответвлений, часто достигающих 2-3 тысяч метров.

В полученную бурением шахту закачивают «гремучую смесь»: массу из воды, песка и различных соединений, которые в результате сложных химических реакций провоцируют мощный гидравлический удар. Последний сокрушает и разваливает стены коллекторов, хранящих природные ископаемые, что позволяет откачать топливо для дальнейшего использования. Разработка горизонтальных ветвей осуществляется при помощи современных технологических достижений, основное из которых – методика сейсмического моделирования 3D GEO, объединяющая в себе всесторонние геологические исследования, компьютерный анализ и обработку данных, благодаря чему есть возможность получить как компьютерную карту месторождения, подлежащего разработке, так и вид образовавшейся скважины.

Одним из основных параметров, который специалисты обязаны тщательно просчитать перед началом разработки горизонтальной ветви, считается определение верного угла бурения – он должен точно соответствовать углу наклона самого сланцевого пласта. Второй параметр – расположение горизонтальной шахты: ее прохождение должно быть четко посередине, с равным и достаточным отступом от границ сланцевого пласта. Несоблюдение данных правил станет причиной утечки метана в щели и трещины, имеющиеся во всех слоях земной коры, т.е. потерю природного ископаемого.

Кроме сланцевых пластов, большие объемы сланцевого газа сосредоточены в газовых коллекторах. Эти «природные хранилища» тоже имеют свои особенности, и их необходимо учитывать при добыче. Так, концентрация возможна в:

  • пористых слоях сланцевых пластов, по структуре схожих с плотным песком;
  • небольших коллекторах, расположенных вблизи источников органических веществ (как в случае с метаном, содержащемся в пластах каменного угля);
  • естественных изломах земной коры.

Газ – «подвижное» ископаемое, чье движение подчиняется законам физики, поэтому он легко перемещается из одного пласта в другой, если давление в первом увеличивается. Эту особенность тоже стоит учитывать при разработке месторождений, т.к. для полноценной добычи потребуется создать зону с переменным давлением.

Уровень сегодняшнего технического прогресса позволяет получать глубокие скважины как с несколькими горизонтальными ответвлениями – мультиотводами на одном уровне, так и ступенчатые отводы, протяженность которых ограничивается 2 километрами.

Сланцевый газ – редкое ископаемое, запасы его в одном природном хранилище незначительные, в среднем, это 0,2 – 3,2 млрд м3/км2. Поэтому для коммерческой разработки, обусловленной получением прибыли, бурение ведется на значительных по площади территориях.

 

Преимущества добычи и использования сланцевого газа:

Газодобыча – одна из важных отраслей экономики любой цивилизованной страны. В добыче сланцевой разновидности голубого топлива имеется ряд преимуществ:

  • его разработка допускается в районах с большим количеством населения;
  • газ добывается достаточно быстро, при этом потери, обусловленные парниковым эффектом, практически отсутствуют;
  • газодобыча позволяет создать новые рабочие места с высоким уровнем заработной платы.

Сланцевый газ – альтернативный тип топлива, позволяющий получить тепловую энергию в обход центральных магистралей. Это дает возможность обеспечить топливом самые отдаленные районы страны, не подключая их к центральным газопроводам, что экономит время на подачу ресурса и бюджетные средства.

 

Проблемы добычи сланцевого газа:

Несмотря на явные плюсы для экономики и страны в целом, вокруг добычи сланцевого ископаемого ведутся серьезные споры. Это обусловлено рядом проблем, возникающих при разработке месторождений и использовании самого топлива.

Методика гидроудара, применяемая при бурении скважин, весьма затратная, т.к. включает использование крупных запасов водных ресурсов. Чем дальше они располагаются от залежей ископаемого, тем больше средств требуется потрать на их поставку к месту разработки. Кроме воды (в среднем, около 7500 тонн), смесь для разрыва включает песок и вредные химические вещества, которые после удара скапливаются на близлежащих с местом добычи территориях. Это является серьезным ущербом по экологии района, т.к. утилизировать жидкость с использованием всех норм и требований достаточно затратно, и данное правило газодобывающими компаниями обычно игнорируется.

Объем залежей сланцевого газа, по сравнению с природным, невелик, поэтому максимальный срок их разработки ограничивается 10-15 годами. Как результат – более частое бурение скважин, что отражается и на финансовых затратах, и на экологии территории, где происходит добыча.

Ни одна газодобывающая компания, проводящая разработку сланцевых месторождений, не афиширует состав смеси для гидравлического удара, скрывая данные о химических составляющих, входящих в ее основу. Однако есть данные, что это большое количество токсинов и отравляющих компонентов, число которых может превышать восемь десятков. Оценить, какой урон экологии наносит подобная мера, может каждый, особенно если учесть, что только для одного взрыва требуется от 80 до 300 тонн таких составляющих.

Нарушение методики разработки способно привести к потере метана (его самостоятельному перекачиванию в другие слои земной коры), что усиливает парниковый эффект, также нарушающий экологический баланс.

Затраты на разработку сланцевых месторождений значительно превышают стоимость откачки природного голубого топлива, поэтому экономически выгодно его добывать только при условии, что спрос на альтернативное топливо и его конечная цена велики.

Однако самый существенный недостаток – это серьезный вред как здоровью людей, так и всей окружающей среде, о чем неустанно говорят экологи. Яркий пример – штат Пенсильвания (США), где пробы земли, воды и воздуха возле сланцевого бассейна свидетельствуют не просто об экологическом дисбалансе, а носят характер настоящей экокатастрофы. Разрушение природы, как и использование огромных объемов воды для гидравлического удара – основные проблемы в регионах добычи сланцевого газа. Хотя газодобывающие компании оправдывают свои действия тем, что разрывы пластов выполняются значительно ниже уровней, где проходят грунтовые воды, не отметить тот факт, что последние страдают от сильнейшего загрязнения химикатами, невозможно. Так, в некоторых водоемах уровень химических веществ настолько велик, что жидкость можно легко поджечь. Вместе с водой страдает и почва, на которой произрастают растения, плоды которых позже употребляются в пищу людьми и животными, и воздух, необходимый для дыхания всем живым существам планеты.

Некоторые месторождения отличаются и высоким радиационным фонон. Это связано с тем, что после гидроразрыва радиоактивные вещества, вместе с другими токсинами, проникают во все слои почвы и грунтовых вод, и неизменно выходят на поверхность земной коры, в воздух. Такая особенность присуща месторождениям, относящимся к мезозойской и палеозойской эрам, и, как это не прискорбно, именно они являются наиболее выгодными с экономической точки зрения.

 

Другие виды топлива:

биодизель,

биотопливо,

газойль,

горючие сланцы,

лигроин,

мазут,

нефть,

попутный нефтяной газ,

природный газ,

свалочный газ,

сланцевая нефть,

сланцевый газ,

синтез-газ.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 







карта сайта

добыча запасы залежи проблемы последствия технология добычи месторождения карта новости сланцевого газа
как где добывают сланцевый газ и нефть сша америка в европе россии на украине донбассе 2018 в китае в мире википедия цена разработка видео вред опасен состав реферат перспективы
донецкий сланцевый газ и природный газ отличие

 

comments powered by HyperComments