Сжиженный природный газ (СПГ) и нетрадиционные газы

13.09.2014

Ссылка на 1ую часть статьи: Состояние газовой отрасли в мире.

Оглавление статьи:

  1. Сжиженный природный газ
  2. Сланцевый газ
  3. Шахтный метан
  4. Попутный нефтяной газ
  5. Гидраты метана

Сжиженный природный газ (СПГ)

Сжиженный природный газ представляет собой обыкновенный природный газ, охлажденный до температуры -162 °С.

При регазификации из одного кубометра сжиженного газа образуется около 600 м3 обычного природного газа. 1 тонна СПГ содержит 1400 м3 газа. СПГ имеет меньшую плотность, чем вода, что позволяет ему находиться на поверхности в случае раз­лива и вернуться к парообразному состоянию достаточно быстро. В своей жидкой форме СПГ не имеет способности взрываться или воспламеняться.

По состоянию на конец 2010 года мировое производство СПГ достигло 260 млн т в год. Только такое карликовое государство Катар производит около 75 млн т СПГ в год. Согласно прогнозам в тече­ние последующих пяти лет производство СПГ может увеличиться более чем на 50%.

Основная часть СПГ в настоящее время производится в странах Азиатско-Тихоокеанского региона и на Ближнем Востоке.

Россия собирается увеличить производство СПГ путем строительства третьей очереди завода на Сахалине вдвое увеличить производительность будущего завода во Владивостоке и довести общее производство этих предприятий к 2030 году до 20-25 млн т. Развивается проект НОВАТЭК и Total «Ямал-СПГ», предусматривающий ввод в 2016 году в эксплуатацию завода СПГ про­изводительностью 15-17 млн т.

Таблица 8. Основные экспортеры СПГ (млрд  м3)

Катар 38,0
Алжир 22,0
Малазия 29,0
Индонезия 25,0
Австралия 19,0
Нигерия 18,0
Тринидад и Тобаго 16,5

 

Таблица 9. Основные импортеры СПГ (млрд м3)

Япония 93,0
Южная Корея 36,5
Испания 26,8
Тайвань 12,8
Индия 12,8
Франция 11,3
США 8,1

 

Нетрадиционные газы

Сланцевый газ 

Сегодня происходит вторая революция в газовой отрасли - ре­волюция сланцевого газа.

Сланцевый газ (англ. shale gas) состоит из метана с примесями углекислого газа, азота и сероводорода. Его источником являются газоносные сланцы — самая распространенная в мире осадочная порода. Сланцевый газ не образует больших скоплений, и добывать его в промышленных масштабах стали только в XXI веке с появле­нием новых технологий, в частности - технологии гидроразрыва пласта (ГРП), а также ЗЭ-сейсмики. По одним данным, мировые за­пасы сланцевого газа оцениваются в 200 трлн м3, по другим - в 450 трлн м3. Извлечение 12 трлн м3 из них может оказаться экономически оправданно.
 

Технология разработки сланцев

Технология разработки сланцев существовала достаточно дав­но, но внедрена она была в США только несколько лет назад, когда цены на углеводороды достигли своих максимумов.

Еще пять лет назад в США его добычей занимались только венчурные (то есть изначально идущие на большой риск) компании, приносившие одни убытки. Но, в конце концов, специалисты нашли подходящий способ добычи: бурится много горизонталь­ных скважин, затем пласт буквально разрывают, закачивая в него около 1 тысячи тонн воды. Это, конечно, сложно и дорого - сква­жина исчерпается всего за несколько лет, а себестоимость газа раз в десять превышает обычную (около 150 долларов за тысячу м3). Зато добывать газ можно чуть ли не в любом месте, в не­посредственной близости от потребителя, что существенно сни­жает расходы на транспортировку. И в 2009 году США впервые обошли по объемам добычи газа Россию - благодаря 80 млрд м3 сланцевого газа, извлеченного американскими компания­ми. В настоящее время сланцевый газ даже поставляют в сжижен­ном виде в Европу.

«Вирусом» сланцевого газа заразились политики, экономисты и бизнесмены во Франции, Нидерландах, Австралии.

По данным экспертов, самые большие залежи сланцевого газа находятся в США, России, на Ближнем Востоке, в Австралии и Ки­тае. За ними следуют Канада, Индия, Германия, ЮАР, Украина, Ка­захстан.
 

Проблемы добычи сланцевого газа

Однако добыча сланцевого газа связана с целым рядом экономических проблем. Так, скептики считают, что сланцевая тема искусственно раз­дута, поскольку добывать сланцевый газ экономически невыгод­но. Себестоимость бурения скважины на месторождении газовых сланцев составляет 2,5-4 млн долларов США, а срок ее эксплуа­тации составляет около 10 лет, тогда как при добыче газа тради­ционным способом скважина служит 30-40 лет. Чтобы сохранять объемы газодобычи при быстро падающих давлениях в скважинах, приходится бурить их снова и снова, повторяя операцию гидрораз­рыва. Считается, что при рыночных ценах на уровне 150 долларов США за 1 тыс. м3, добывать сланцевый газ невыгодно.

Еще более серьезными выглядят экологические проблемы.

Одной из технологий для добычи сланцевого газа является технология гидравлического разрыва пласта. Этот процесс предпола­гает введение смеси воды, песка и химических веществ в газонос­ные породы под чрезвычайно высоким давлением (500-1500 атм.). Давление приводит к образованию крошечных трещин, которые позволяют газу вырваться.

Как правило, жидкости, используемые при ГРП, канцерогенные. Особую опасность представляет собой возможность попадания хи­мических реагентов, используемых при гидравлическом разрыве, в пласты, содержащие артезианскую воду, используемую для питья. Наличие радона - продукта распада урана, еще один аспект. С учетом того, что для добычи сланцевого газа требуется коли­чество скважин до 100 раз большее, чем при добыче обычного газа, американская общественность серьезно обеспокоена возможными масштабами загрязнения подземных вод.
 

Шахтный метан

По оценкам мировых и российских специалистов, одним из перспективных, местных источников энергии является шахтный (угольный) метан - высококачественный и экологический чистый энергоноситель. Многие ассоциируют шахтный метан как опас­ный спутник добычи угля. Действительно, главной опасностью для горняков был и остается шахтный метан. Взрывы и выбросы ме­тана являются причинами наиболее крупномасштабных аварий на угольных предприятиях во всем мире. Однако при правильной ути­лизации шахтный метан становится перспективным и ценным ви­дом топлива. Интересно, что шахтный метан уже используется во всем мире, превращаясь из проблемы, связанной с безопасностью, в ценный источник энергии.

Но что же он собой представляет? Этот газ имеет много назва­ний: шахтный газ, рудничный газ, угольный метан и др. На самом деле речь идет об одном и том же газе, который выделяется из угля или содержащих его пород. Наиболее распространенное его назва­ние — шахтный метан.
 

Добыча метана

В настоящее время существует несколько методов добычи мета­на из угольных пластов. Первый - дегазация угольных шахт, сни­жающая объемы выделения метана в горные выработки и обеспе­чивающая безопасность работ в метанообильных шахтах. В этом случае газ с разной концентрацией метана является попутным по­лезным ископаемым, снижающим себестоимость угля. Содержание метана в шахтном газе колеблется от 10 до 98%.

Вторым методом добычи шахтного метана является добыча вне полей действующих шахт путем бурения специальных скважин с применением искусственных методов повышения газопроницае­мости угольных пластов. В этом случае газ, извлекаемый из уголь­ных пластов (вне зон влияния горных работ по технологиям угле- газового промысла), представлен, в основном, метаном (95-98%).

Третьим методом добычи шахтного метана является добыча из закрытых шахт. Так добывают этот газ в угольных бассейнах Нор-Па-де-Кале (Франция), Эно (Бельгия) и Остравско-Карвинском (Чехия). Из закрытых шахт добывается газ, содержащий от 50 до 80% метана. В последнее время активно обсуждается еще один спо­соб добычи шахтного метана - комбинированный. Чтобы дега­зация шахт была действенным способом борьбы за безопасность труда горняков, ее необходимо проводить предварительно, перед пуском шахты, а не во время работы. Предполагается, что в таком случае удастся откачать до 70% объема газа метана в шахте. Шахт­ный метан принадлежит к группе парниковых газов (способствует удержанию тепла в атмосфере) и по своему влиянию на глобальное потепление в двадцать один раз превосходит углекислый газ. При этом, за последние два столетия концентрация метана в атмосфере Земли увеличилась более чем вдвое. По мнению экспертов, это яв­ление - следствие добычи угля. Так, в настоящее время только из угольных шахт Кузбасса на поверхность ежегодно выходит около 2 млрд м3 метана.
 

Мировые запасы метана

Мировые запасы метана угольных пластов превышают запасы природного газа и оцениваются в 260 трлн м3. Наиболее значительные ресурсы сосредоточены в Китае, России, США, Ав­стралии, ЮАР, Индии, Польше, Германии, Великобритании и Укра­ине. Масштабная добыча метана уже ведется в США, где создана и действует целая отрасль промышленности по добыче газа из уголь­ных пластов. Например, в США за 10 лет добыча угольного метана из специальных скважин возросла до 60 млрд м3/год.

Общие ресурсы метана в угольных пластах России составля­ют по различным источникам 100-120 млрд м3/год с учетом восточных и северо-восточных бассейнов. Сегодня газообиль­ность выработок составляет около 40 м3 метана на тонну добываемого угля. На территории России наиболее газоносны­ми являются пласты угля Воркутинского месторождения и Куз­нецкого бассейна. Несмотря на очевидную перспективность, практика использования шахтного метана, как энергетического топлива в России, находится на уровне 5-10% от общего объ­ема дегазации, хотя ежегодно в странах СНГ дегазационными установками из угольных шахт извлекается и выбрасывается в атмосферу около 3 млрд м3 метана (в том числе в России - около 2 млрд м3). Наиболее перспективным в отношении добычи и использования метана в промышленных целях яв­ляется Кузнецкий угольный бассейн. В октябре 2000 года РАО «Газпром» и администрация Кемеровской области сделали пер­вый шаг в реализации совместного проекта по добыче метана из угольных пластов Кузнецкого бассейна. На основе многолет­него изучения геологоразведочными и научно-исследовательскими организациями метаноносности угольных пластов ресур­сы метана здесь оценены в 13 трлн м3 до глубины 1800 м и в 5-6 трлн м3- до 1200 м. Целевым назначением широко­масштабной добычи метана из угольных пластов является пол­ное обеспечение потребностей шахтерских регионов России собственным местным газом, который является наиболее доступным, наиболее дешевым и наиболее экологически чистым резервом из известных газов, альтернативных природному газу.

К сожалению, Россия очень медленно приходит к пониманию того, что шахтный газ - это наше богатство, как нефть и природ­ный газ. Огромные ресурсы, разработанные в мире технологии и оборудование для добычи и использования шахтного метана, по­зволяет ему уже в настоящее время занять достойное место в то­пливно-энергетическом балансе страны.
 

Попутный нефтяной газ

Плачевное положение дел наблюдается по использованию попутного нефтяного газа (ПНГ): при дебите утилизируется только 59%. Оставшиеся миллионы кубометров сжигаются в факелах. Мож­но представить, какой колоссальный вред наносится окружающей среде!

Потери ценного углеводородного сырья, экономические по­тери составляют 13 млрд. долларов (а по данным, полученным из американских источников, Россия сжигает до 51 млрд м3 ПНГ - потери более 33 млрд долларов). Планировалось, что к 2013 году будет переработано и передано в транспортную сеть 95% попутного нефтяного газа.
 

Гидраты метана

В последнее десятилетие в мире резко возрос интерес к про­блеме природных газовых гидратов (ГГ). Особое внимание к ГГ, как возможным энергетическим ресурсам, способным восполнить де­фицит углеводородного сырья в будущем, стимулировано прежде всего предполагаемым огромным количеством сосредоточенного в них газа.

Некоторые специалисты считают, что мировые запасы гидратов метана достигают 7,6 квинтиллионов м3 (1018).

В настоящее время определены места локализации ГГ и объемы ресурсов. Так, огромное количество ГГ находится в зоне экономи­ческих интересов США в Тихом и Атлантическом океанах, в аква­ториях вокруг Японии, на севере Канады, в морях, окружающих Индию.

Что это может значить для России? С одной стороны, у нас собственных газогидратов очень много. Расположены они чаще всего в зоне вечной мерзлоты или на дне Северного Ледовитого океана. Также уже обнаружены месторождения на дне Байкала. Значит, мы тоже сможем их разрабатывать и поставлять газ на внешний ры­нок. Но тогда он вряд ли кому-то за рубежом понадобится. Потому что - и это другая сторона проблемы - таких газогидратов очень много раскидано по всему миру.

Статью подготовил: 
Шенявский Юрий Львович,
президент Газового клуба Санкт-Петербурга