Сланцевая нефть: запасы, виды, технология добычи

Энергоресурсы, их роль в современном мире

Газ — один из важнейших энергоресурсов. По его добыче лидирующими странами являются США (более 20% от мирового запаса) и Россия (более 17%).

Газ широко применяется в промышленности и в быту. Основные преимущества газа:

1. При полном сгорании он не оставляет после себя золу.
2. Легкость в разжигании и регулировке величины пламени.
3. Благодаря развитой системе транспортировки, потребитель получает топливо в кратчайшие сроки.
4. Применение газа в отопительной системе позволяет существенно снизить расходы по оплате коммунальных услуг.
5. Современные газовые котлы позволяют оставлять помещение на долгое время, сохраняя тепло.
6. При горении в окружающую среду выделяется очень мало вредных веществ по сравнению с дровами, углем, нефтью.

Газ применяется во многих отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении энергоресурс используется как топливо для воздухонагревателей, доменных печей. Это увеличивает производительность оборудования и улучшает качество выпускаемой продукции.

На автомобилях газ прекрасно заменяет бензин. Это существенно снижает расходы на топливо, многократно уменьшает выбросы вредных веществ в атмосферу.

Ведущей ролью в экономике большинства развитых и развивающихся стран является добыча нефти. «Черное золото», как ее называют, залегает в основном на глубине 3-5 км. По своему составу это маслянистая горючая жидкость. В природном виде нефть не применяется из-за повышенной взрыво- и пожароопасности. Поэтому первым делом ее отправляют на нефтеперерабатывающий завод.

Лидирующая страна по запасам и добыче нефти — это Венесуэла (более 17% от мирового запаса). Уступают ей Саудовская Аравия (около 16%) и Канада (10%). Россия в этом списке занимает 6-е место (6%).

Продукты переработки нефти и их применение:

1. Керосин — авиационное и автомобильное топливо. Помимо этого, огромной популярностью пользуются керосиновые лампы.
2. Автомобильный бензин.
3. Мазут — используется как котельное топливо.
4. Битум и гудрон — основное направление применения — дорожные работы. При соединении гравия и песка получается асфальт.
5. Углеводороды-сырье для получения пластмассы, резины и т. д.

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 от обычной

Из вышеуказанных определений можно с лёгкостью догадаться, что основное отличие сланцевой от обычной нефти именно в источнике добычи, но есть несколько нюансов.

1. Во-первых, в плане качества конечного продукта, т.е. «товарной» нефти, они значительно не различаются по каким-либо характеристикам. Получается, что товар идентичен, но сама процедура переработки иная.
2. Во-вторых, их главное различие в способе добычи. Сланцы имеют иную плотность, требуется совершенно другая технология для работы с месторождением (более подробно об этом в следующих разделах). Наглядно слои видно на примере расположения сланцевых пород.

Пример расположения сланцевых пластов.

1. В-третьих, можно выделить разнообразное положение по следующим направлениям:

• Себестоимость за баррель — сланцевую добывать сложнее и дороже, как следствие, стоимость за баррель выходит выше, чем у традиционной;
• Экологическая безопасность — при добыче путём гидроразрыва пласта происходит химическое загрязнение грунтовых вод и почвы, которые в дальнейшем попадают в водоёмы и среду обитания, нанося непоправимый вред всем её обитателям.

Схема загрязнения окружающей среды при разрушении сланцевых пластов.

1. В-четвёртых, заключительное отличие — имеющиеся запасы сланцевой нефти. По оценкам некоторых экспертов они составляют 3 трлн. баррелей по всему миру против 1,3 трлн. баррелей обычной нефти.

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.

Сланцевая революция

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:

1. Первое масштабное событие, связанное со сланцевой революцией, относится к началу XXI века (примерно 2002 г.), когда компания Devon Energy на месторождении Барнетт применила наклонно-направленное бурение с протяженными линиями и гидроразрывом пласта;
2. В течение следующих 10 лет активно разрабатывались следующие месторождения сланцев (Eagle Ford, Antrim, Bakken и т.д.) с применением аналогичной технологии;
3. За 6 лет (2007-2013) добыча сланцевого газа в США выросла почти в 6 раз (с 54 млрд. кубометров до 319 млрд. кубометров), при этом США также удалось обогнать Россию по объёмам добычи и на короткое время существенно снизить стоимость на газ;
4. На 2016 год уже добыча газа в США — 751 млрд. кубометров, а в России — 642 млрд. кубометров;
5. Сегодня американцы предлагают свой газ на европейском рынке и фактически становятся конкурентоспособным игроком на рынке экспорта газа, а за счёт своего политического положения они продают газ ещё и дороже российского.

Идея сланцевой революции заключается в том, что США желает стать энергетической империей и экспортёром газа, а также нефти.

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).

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.

Технология добычи сланцевой нефти

Существует 2 вида так называемой «сланцевой» нефти. Первая по составу похожа на нефть традиционную, залегает на глубине 2-3 км. и добывается из низкопроницаемых коллекторов. Технология добычи достаточно сложна, потому что требует не традиционного вертикального, а горизонтального бурения по площади залегания. Кроме того, процесс бурения сопровождается гидравлическими разрывами почвы.

Сам процесс бурение выглядит так:

1. Сначала пробуривают вертикальную скважину;
2. Бур поворачивается вдоль пласта и бурит горизонтальную скважину;
3. Затем производят гидроразрыв и получают сырье.

Основные залежи такой сланцевой нефти в США — месторождения Bakken и Eagle Ford, которые собственно и сделали «сланцевую революцию» возможной.

Второй вид сланцевой нефти добывать еще сложнее. Потому как ее требуется получить из керогена — вещества, составляющего основу нефти,  который как раз и содержится в горючих сланцах. Пласты с керогеном залегают ниже уровня залегания традиционных углеводородов и фактически являются их донорами. Для получения нефти кероген подвергают термической обработке прямо в сланцевом пласте. Получившееся вещество поднимают на поверхность, вытесняя веществом-агентом, а затем породу охлаждают.

При таких способах добычи актуальной остается проблема экологии. После гидроразрывов остаются реагенты, а также выделяется значительное количество метана. Кроме этого для добычи сланцевой нефти требуется огромное количество воды и энергии, что значительно увеличивает необходимый уровень инвестиций в разработку месторождений.

Недостатки технологии

• Происходит быстрое старение месторождения. Среднее время «жизни» скважин 1,5-2 года, в течение первого года работы дебет снижается на 80%. Затем добычу останавливают и ищут новую скважину на значительном расстоянии от остановленных разработок.
• Отмечают выброс углекислого газа. Тем не менее, сейчас ведутся работы по созданию технологий по захвату выделяющегося газа. В дальнейшем для повышения эффективности разработки месторождений, полученный углекислый газ, планируют перерабатывать в электроэнергию.

Необходимо отметить, что технология разработки сланцевых месторождений находится на этапе своего становления. Затраты на добычу сланцевых углеводородов превышают себестоимость разработки традиционных нефтяных месторождений. В связи с этим в ближайшем будущем повтора сланцевого бума ожидать не стоит, как мы наблюдали с газом, при этом обнаруженные запасы сланцевого черного золота необходимо рассматривать как запасы энергетических ресурсов на будущее.

Отличия сланцевого и природного газа

Когда будет выполнена обработка сланцевого газа, его технические характеристики станут идентичными с обычным. В связи с этим главным их отличием является специфика месторождений.

Влияние добычи на экологию

Как говорилось ранее, добыча сланцевого газа неизменно наносит вред экологии, так как жидкость подается с разнообразными химическими веществами, включая канцерогенные составы, вследствие чего грунтовые воды и достаточно крупные площади земли оказываются загрязненными. В частности, из-за этого власти Нью-Йорка полностью запретили разработку таких месторождений на территории штата.

Среди наиболее выраженных последствий разработки таких месторождений можно выделить следующие:

• загрязнение окружающей среды всевозможными токсинами, содержащимися в составе подаваемого раствора;
• проседание почвы;
• возникновение разрушительных процессов в грунте;
• загрязнение грунтовых вод.

Большинство специалистов отмечает, что ключевая экологическая проблема заключается в том, что водные пласты, находящиеся под землей, загрязняются, помимо метана, также множеством канцерогенных веществ, которые поступают в них вместе с раствором, использующимся для раскола пласта. При этом после разрыва химические соединения возвращаются на поверхность, из-за чего на территории, где осуществляется добыча, умирают животные и птицы, возникают кипящие ручьи, а ядовитые продукты отравляют людей и животных, живущих неподалеку от установленных вышек. Помимо этого, может воспламеняться питьевая вода.

Перспективы и прогнозы

Кроме высокой себестоимости, одним из главных ограничений на увеличение добычи сланцевой нефти является большой расход пресной воды. В настоящее время недостаток пресной воды становится проблемой всей планеты. По этой причине сланцевая нефть остаётся недоступной во многих странах, где разведаны её значительные запасы. Китай, Иордания, Монголия, Израиль из-за нехватки воды не могут приступить к разработкам своей сланцевой нефти.

Но есть надежда на решение проблемы: Израиль приступил к разработке безводной технологии добычи сланцевой нефти.

В случае успеха (по прогнозу результаты работ будут известны к 2020 году) будут сняты и все экологические ограничения. Новая технология может стать более экономичной, чем традиционная добыча нефти и газа. Тогда будет возможен новый всемирный сланцевый бум.

В настоящее время себестоимость добычи сланцевой нефти в несколько раз больше, чем у обычной нефти. Страны Персидского залива готовы к дальнейшему понижению цен вплоть до 40 долларов за баррель. С такими ценами сланцевая нефть не может конкурировать.

• По сведениям на апрель 2015 года, впервые за последнее десятилетие в США прекратился рост добычи сланцевой нефти, а на некоторых месторождениях добыча даже снизилась.
• С конца 2014 года в США уменьшилась и интенсивность горизонтального бурения.

Можно сказать, что в настоящий момент сланцевая нефть проигрывает войну традиционным месторождениям. Однако появление новых технологий может всё изменить.

Цена сланцевой нефти по сравнению с обычной нефтью: обзор

Гидравлический разрыв пласта, также называемый гидроразрывом, является важным технологическим достижением нефтегазовой отрасли. Помимо открытия огромных объемов природного газа для добычи, гидроразрыв позволяет добывающим компаниям извлекать так называемую плотную нефть из залежей, которые были непригодны для эксплуатации всего несколько десятилетий назад.
Однако новая технология также привела к новым затратам на процесс добычи нефти. В этой статье мы обсудим затраты на добычу традиционной сырой нефти по сравнению с добычей нефти с использованием технологии гидроразрыва.

Ключевые выводы

• Гидравлический разрыв пласта, или гидроразрыв, открыл больше природного газа для добычи, но эта технология увеличила затраты на процесс добычи нефти.
• Добыча сланцевой нефти обходится дороже, чем добыча обычной нефти, но себестоимость добычи может составить всего 35 долларов за баррель с 2020 года1.
• Стоимость обычной нефти варьируется настолько сильно, что Саудовская Аравия может производить менее 10 долларов за баррель.

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:

• Eagle Ford — в штате Техас, запас 335 млн. т., работает 6 нефтяных компаний;
• Bakken — в Северной Дакоте, запас 733 млн. т., работает 20 нефтяных компаний;
• Woodford — на границе Арканзаса, запас 54 млн. т., работает 8 компаний;
• Avalon & Bone Springs — на границе Техаса, запас 217 млн. т., работает 6 компаний;
• Monterey/Santos — в Калифорнии, работает 5 компаний.
  

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.

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:

• 2008 — более 1000;
• 2010 — более 2000;
• 2012 — более 4000;
• 2014 — более 8000.
  
  
  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.

Месторождения в России и мире

На земном шаре обнаружено примерно 550 месторождений горючих сланцев. Основные запасы расположены:

• в Америке, в штатах Колорадо, Вайоминг, Юта;
• 21% сланцев добывают в Бразилии;
• Россия добывает 11% от всего мирового объёма этих ископаемых.

На сегодняшний день не могут быть разработаны все залежи. Причинами невозможности разработки горючих сланцев являются экономическая невыгодность работ, а также необходимость обеспечения экологической безопасности при добыче этих горючих ископаемых.

В Европе добычу сланцевого газа трудно осуществить из-за высокой плотности населения и глубокого залегания пластов. Наиболее перспективной была возможность добычи сланцевого газа у Польши. Этому способствовало обнаружение крупных месторождений, и желание властей покончить с зависимостью от России в части поставок газа. Однако проекты были признаны нерентабельными, и от планов пришлось отказаться, несмотря на все усилия и проводимую рекламную кампанию со стороны США.

Залежи такого газа на Украине находятся в Донецкой области, в зоне масштабных вооружённых столкновений, и в Одесской области. Власти Украины считают разработки этих месторождений способом избавления страны от импорта газа из России.

В России обнаружено крупное месторождение сланцев в Саратовской области. В регионе найдено 6 месторождений, одно из которых, самое крупное, расположено в Перелюбском районе. Планируется обработка на месте добычи с установкой реактора для получения одновременно сланцевого газа, сланцевой нефти и сланцевого цемента. Выявлено присутствие в этом горючем сланце рения и кокса, которые являются стратегическими продуктами.

Может быть такое, что сланец — это политика?

Президент России Владимир Путин выступает категорически против технологий сланцевой нефти и газа, считая из варварскими и уничтожающими экологию, а в местностях, где такие технологии применяются, из крана «идет не вода, а черная жижа». По словам Путина, России это не нужно, а мир нуждается в стабильном рынке нефти и газа — то есть, мировому рынку не нужно дополнительное предложение.

Тем не менее, американские компании готовы вкладываться в сланец, а добыча нефти в США в 2018 году опередила объемы России и Саудовской Аравии. За счет сланца Штаты серьезно снизили зависимость от импорта, а в прошлом году страна экспортировала нефти больше, чем импортировала (импорт остается из-за того, что некоторым нефтеперерабатывающим компаниям привычнее или выгоднее покупать нефть из других стран).

Как говорит Тамара Сафонова из Высшей школы корпоративного управления РАНХиГС, сланцевая нефть позволила США нарастить производство нефти в таких объемах, которые сопоставимы с ограничениями по прекратившей существование сделки ОПЕК+:

С момента появления сланцевая нефтедобыча удерживала свои позиции как в период роста мировых цен на нефть, так и в период их падения. Во многом это обеспечивалось за счёт налоговых преференций.

Как показывает история, «сланцевики» всегда гибко реагировали восстановлением нефтедобычи. Это позволило США, в частности, нарастить за 2019 год производство нефти в объёмах, сопоставимых с ограничениями в рамках ОПЕК+, после повышения цен выше порога рентабельности.

В настоящее время наблюдается беспрецедентная ситуация, вызванная самым масштабным сокращением потребления сырья и тотальным заполнением объёма мировых нефтехранилищ, включая танкерный флот. Выходом из таких критических обстоятельств, может стать система, при которой объемы добычи нефти будут зависеть от реальных объемов ее потребления.

По сути, нефть в современном мире перестает быть просто физическим товаром, теперь это финансовый актив, что показал текущий кризис, когда из-за распада соглашения ОПЕК+ мировые цены на нефть резко упали в 2-3 раза. Российские власти утверждают, что выход страны из сделки был связан с нежеланием сокращать объемы добычи — так как освободившийся рынок займет сланцевая нефть из США (правда, позже в России обвинили во всем Саудовскую Аравию, которая, в свою очередь, отрицает обвинения).

Будущее соглашение с Саудовской Аравией и США тоже во многом зависит от того, какую позицию займет Дональд Трамп — согласится ли он на сокращение (или хотя бы на стабилизацию) добычи. Надежд на это пока нет — Трампу будет сложно объяснить нефтедобывающим компаниям, что они должны снизить добычу, а особенно это нежелательно для него в условиях скорых президентских выборов в США.

Тем не менее, уже сделанные инвестиции в американскую сланцевую отрасль серьезно усиливают роль США на мировом нефтяном рынке — при желании (и соответствующих ценах) объемы добычи можно резко нарастить и закрыть любой дефицит на рынке.

По сути, именно сланцевая нефть стала причиной, по которой нефть больше не будет стоить даже 100 долларов — любое увеличение спроса на мировом рынке может быть легко «закрыто» сланцевиками, и их гибкость надолго изменила рынок. В этой ситуации сложно отделить экономику от политики, но уже можно говорить, что сланцевая революция стала очень серьезным фактором именно с политической точки зрения.