Альтернативные источники энергии: виды и использование. Виды ресурсов: природные, минеральные, трудовые и другие Нетрадиционные ресурсы газа

Введение . 3

Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья . 4

Тяжелые нефти и нефтяные(битуминозные) пески. 4

Низкопроницаемые продуктивные коллектора. 6

Водорастворенные газы.. 6

Газогидраты.. 7

Заключение . 11

Список использованной литературы: . 12

Введение

XXI век уже давно прогнозируется, как век исчерпания основной части ресурсов углеводородов, вначале нефти, а затем и газа. Процесс этот неизбежен, поскольку все виды сырья имеют тенденцию выработки запасов, причем с той интенсивностью, с которой оно осваивается и реализуется. Если учесть, что современные мировые энергопотребности обеспечиваются в основном нефтью и газом -60% (нефть-36%, газ-24%), то все виды прогнозов об их исчерпании не могут вызывать сомнений. Меняются лишь сроки завершения углеводородной эры человечества. Естественно, что время выхода на заключительный этап освоения углеводородов не одинаково на разных континентах и в разных странах, но для большинства оно настанет при текущих объемах добычи нефти в пределах 2030- 2050 гг., при условии достаточно заметного воспроизводства их запасов. Однако уже около 20 лет добыча нефти в мире опережает прирост ее запасов.

Понятие традиционных и нетрадиционных ресурсов углеводородов не имеет однозначного определения. Большинство исследователей, понимая, что природные процессы и образования часто не имеют четких разграничений, предлагают использовать при определении нетрадиционных запасов и ресурсов такие понятия, как трудноизвлекаемые запасы и нетрадиционные ресурсы УВ. Трудноизвлекаемые запасы, добычной потенциал которых практически не используется, мало чем отличаются от традиционных запасов нефти и газа - за исключением ухудшения их геолого-промысловых характеристик. К нетрадиционным ресурсам УВ относятся, как принципиально отличные от традиционных по физико-химическим свойствам, так и по формам и характеру их размещения во вмещающей породе (среде).

Нетрадиционные ресурсы УВ являются гораздо более «дорогими». Поэтому часто при отнесении к тем или иным группам сырья рассматриваются не только сугубо геологические и геолого-технические причины, но и, например, географо-экономические, социальные, конъюнктурные, стратегические и пр.

В целом, если говорить о системе нетрадиционных ресурсов УВ всех видов, то они огромны. В сумме по приблизительным подсчетам превышают 105 млрд т. н.э., но эти объемы не бесспорны, т.к. это рассеянные УВ в непродуктивной среде, т.е. даже в отдаленной перспективе не все из них смогут быть освоены.

Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья

Нетрадиционные ресурсы углеводородов, это та их часть, подготовка и освоение которых нуждается в разработке новых методов и способов выявления, разведки, добычи, переработки и транспорта. Они сосредоточены в сложных для освоения скоплениях, либо рассеяны в непродуктивной среде. Они плохо подвижны в пластовых условиях недр, в связи с чем нуждаются в специальных способах извлечения из недр, что повышает их себестоимость. Однако, достигнутый в мире прогресс в технологиях добычи нефтегазового сырья допускает освоение некоторых из них.

На начальном этапе исследований считалось, что их резервы практически неисчерпаемы, учитывая их масштабы (рис. 1) и широкое распространение. Однако, многолетнее изучение различных источников нетрадиционных ресурсов углеводородов, проведенное во второй половине прошлого века, оставило в качестве реальных для освоения только тяжелые нефти, нефтяные пески и битумы, нефтегазонасыщенные низкопроницаемые коллектора и газы угленостных отложений. Уже на 14- Мировом нефтяном конгрессе (1994 г., Норвегия) нетрадиционные нефти, представленные только тяжелыми нефтями, битумами и нефтяными песками, были оценены в 400- 700 млрд. т, в 1,3- 2,2 раза больше традиционных ресурсов -. Проблематичными и дискуссионными в качестве промышленных источников газа оказались водорастворенные газы и газогидраты, несмотря на их широкую распространенность.

Рис. 1 Геологические ресурсы углеводородов.

Тяжелые нефти и нефтяные(битуминозные) пески.

В последние годы растут объемы добычи тяжелых нефтей, составляя по разным оценкам около 12-15% от общемировой. Еще в 2000 г. в мире из тяжелых нефтей добывалось лишь 37, 5 млн.т. в 2005 г.- 42,5 млн.т., а к 2010-2015 гг. по прогнозу может составить уже около 200 млн.т., но при мировых ценах на нефть не ниже 50-60$/брр.

Тяжелых нефтей много и в России, причем важна их концентрация в уникальных месторождениях. 60% запасов тяжелых нефтей сосредоточено в 15 месторождениях, что упрощает их освоение. В их числе Русское, Ван-Еганское, Федоровское и др. В Западной Сибири, Ново-Елоховское и Ромашкинское в Урале-Поволжье; Усинское, Ярегское, Торавейское и др. в Тимано-Печорском регионе. Основные запасы тяжелых нефтей в России сосредоточены Западной Сибири (46%) и Урало-Поволжье (26%). В 2010 г. объемы их добычи составили 39,4 млн.т., но многие из месторождений все еще осваиваются.

Во многих месторождениях тяжелые нефти металлоносны, особенно в европейских НГП, и содержат значительные запасы редких металлов. В частности они являются потенциальным источником ванадиевого сырья, по качеству значительно превосходящего рудные источники [Суханов, Петрова 2008]. По нашим оценкам, геологические запасы пятиокиси ванадия в тяжелых нефтях только в наиболее крупных по запасам ванадия месторождениях составляют 1,3 млн.т, извлекаемые попутно с нефтью 0,2млн.т.(таб. 1).

Ванадий извлекается в мире в широких масштабах в основном золоулавливателями на крупных ТЭЦ, работающих на мазутах, а также в коксах на НПЗ при глубокой переработке нефтей. Добавка таких коксов в доменную печь, обеспечивает морозоустойчивость рельсового проката.

Таким образом, тяжелые нефти- комплексное углеводородное сырье, представляющее интерес не только как дополнительный источник углеводородов, но и как источник ценных металлов, а также химического сырья(сераорганических соединений и порфиринов).

Таблица 1

Оценка запасов ванадия в тяжелых металлоносных нефтях РФ

Основными препятствиями к болле масштабному освоению тяжелых нефтей в России являются:

Недостаточность фундаментальных исследований, направленных на создание эффективных технологий их освоения и комплексной переработки, адаптированных к особенностям конкретных объектов разработки;

Необходимость модернизации и строительства новых НПЗ для глубокой переработки тяжелой и, особенно, высокосернистой тяжелой нефти.

Низкопроницаемые продуктивные коллектора.

Четких кондиционных параметров проницаемости для прогноза их нефтегазоотдачи быть не может, так как она зависит не только от структуры и качества матрицы коллектора(пористость, трещиноватость, гидропроводность, глинистость и пр.) и от качества сырья (плотность, вязкость), но также и от термодинамических условий в залежи (температура и давление). Для основной массы запасов нефти, располагающейся в интервале глубин 1,5-3,0 км, коллектор с проницаемостью меньше уже создает определенные сложности с извлечением их из недр, особенно значительных, если для нефти в залежи характерна высокая плотность () или вязкость(>30мПа*с). Доля запасов нефти в таких коллекторах составляет (по разным оценкам) от общемировых и 37% от их общих, учтенных в России. Особенно они распространены в Западной Сибири, причем велика их доля в месторождениях с уникальными запасами (Салымское, Приобское и др.). В прогнозных ресурсах Западной Сибири их еще больше 65%(рис. 2), что крайне неблагоприятно, поскольку именно проницаемость коллекторов определяет в основном дебиты скважин, т.е. масштабы добычи и ее себестоимость.

Водорастворенные газы

Водорастворенные газы имеют преимущественно метановый, метаново-азотистый или метаново- углекислый состав. Промышленное освоение водорастворенных УВ газов имеет теоретическое обоснование и положительные практические примеры. Ресурсы растворенных в воде газов и по разным оценкам колеблются от до . Обычно объмы водорастворенного газа в пластовых водах на умеренных глубинах, до 1,0-1,5 км, составляют в среднем 1-2газа на кубометр воды, на 1,5-3,0 км 3-5, но в глубоких прогибах геосинклинальных областей достигают 20-25особенно при условии низкой минерализации пластовых вод [Каплан, 1990]. Высоко газонасыщенные пластовые

воды залегают на глубинах более 3,5-4,0 км, сопровождаются АВПД с коэффициентом аномальности вплоть до 2атм., часто фонтанируют, но быстро спонтанно дегазируются при падении давления.

Кроме того, если газонасыщенные пластовые воды имеют повышенную минерализацию и нет условий для их сброса, поверхностного или глубинного, то возникают еще и экологические проблемы, в частности засоление почв и просадка поверхности. Цены на водорастворенный газ варьируют в пределах $75-140 за 1000, но если вода используется как гидротермальное сырье или для теплоснабжения, то опускается до $50.

Рис. 2. Долевое распределение (%) нефти в низкопроницаемых коллекторах () в запасах и ресурсах федеральных округов.

Промышленная ценность заключается в том, что они не содержат вредных компонентов и без очистки могут направляться непосредственно потребителю.

Газогидраты

Открытие крупных скоплений газогидратов в регионах вечной мерзлоты в Арктике, а также под морским дном вдоль внешних континентальных окраин Мирового океана вызывает к ним повышенный интерес в мире.

Газогидраты- это образованные водой и газом твердые структуры, по виду напоминающие спрессованный снег. Они представляют собой кристаллическую решетку льда с молекулами газа внутри нее. Для их образования необходимы газ, вода и определенные термодинамические условия, причем не одинаковые для газовразного сотава.Молекулы газа (части) заполняют полости в каркасе молекулы воды (хозяина). Причем в 1 воды может содержаться до 150-160. На сегодняшний день выявлены три типа газогидратов (I,II и III). -Газогидраты I типа наиболее распространены: они представлены преимущественно молекулами биогенного метана. Газогидраты II и III типов могут содержать более крупные молекулы, составляющие термогенный газ.

Исследования, проведенные учеными всего мира, предполагали, что огромные резервы залегают в донных отложениях шельфа и океана. Но выполненные исследования показали, что это не так. В обширных площадях глубоководной океанической платформе, в ее маломощных донных осадках, метана практически нет, а в зонах рифтов, где он возможен, слишком высока температура, поэтому нет условий для газогидротообразования. Насыщенные газогидратами донные отложения широко распространены преимущественно на шельфах и особенно в зонах действующих подводных грязевых вулканов или дислокаций.

Однако даже при подтверждении наличия громадных объемов газа в газогидратах потребуется решить значительные технические и экономические проблемы, чтобы рассматривать газогидраты как жизнеспособный источник. Хотя обширные площади мировых континентальных окраин подстилаются газогидратами, концентрация их в большинстве морских скоплений очень низкая, что создает проблемы в отношении технологии добычи газа из широко разбросанных скоплений. Кроме того, в большинстве случаев морские газогидраты выявлены в неконсолидированных осадочных разрезах, обогащенных глиной, что является причиной незначительной проницаемости отложений или отсутствия ее. Большинство моделей добычи газа требуют наличия надежных путей для перемещения газа к скважине и закачки флюидов в отложения, содержащие газогидраты. Однако маловероятно, что большинство морских отложений обладают механической крепостью, способствующей образованию необходимых миграционных путей. Исследования американских ученых показали, что использование ингибиторов при добыче газа из газогидратов является технически возможным, но использование больших объемов химикалиев является дорогостоящим мероприятием, как с технической точки зрения, так и с точки зрения охраны окружающей среды.

Как видно из вышеизложенного- нетрадиционные ресурсы углеводородов, важная часть их баланса, особенно та, которая реальна к освоению в настоящее время. Они распространены на всей территории РФ, однако, долевое соотношение их видов для различных регионов неравнозначно, что предопределяет приоритеты в их освоении для каждого региона (рис.3).

Рис. 3. Преобладание ресурсов углеводородов в нетрадиционных объектах в регионах России

Необходимость исследований разных видов нетрадиционных ресурсов углеводородов и целесообразность совершенствования технологий освоения отдельных их видов диктуется следующими принципиальными положениями, особенно актуальными в связи дифицитом инвестиций, исключающим широкий разворот высоко капиталоемких геологоразведочных работ в неосвоенных, труднодоступных, но перспективных регионах:

Очевидной исчерпаемостью активных запасов углеводородов в пределах территорий доступных для экономически эффективного освоения. Степень истощения запасов нефти в России уже составляет 53% и более по ряду регионов, что влечет за собой неизбежное падение добычи;

Неуклонным ростом себестоимости подготавливаемых к разработке запасов традиционного углеводородного сырья, в связи с экстремальными географо- климатическими и экономическими условиями производства работ на шельфе (главным образом арктическом) и больших глубинах на суше; на значительно удаленных от потребителей неосвоенных территориях, лишенных транспортной инфраструктуры;

Наличием значительных объемов, в том числе разведанных по промышленным категориям запасов нефти и газа в нетрадиционных источниках в регионах с развитой промысловой и транспортной инфраструктурой, освоение которых тормозится не столько из-за технологических сложностей, которые вполне преодолимых, сколько из-за отсутствия в налоговом законодательстве РФ реальных рыночных механизмов для экономически эффективной их подготовки и разработки.

Подготовка и освоение нетрадиционных источников углеводородного сырья, частично перекроет формирующийся дефицит в его запасах в РФ. Для этого необходимы весьма умеренные ассигнования, которые позволяют удержать объемы добычи углеводородов в первые годы посткризисного периода, направленные в основном на НИР и НИОКР, а именно:

Провести региональную ревизию ресурсов, запасов и качества всех видов нетрадиционного углеводородного сырья на новом информационном уровне, с учетом прогресса, достигнутого в технологиях их добычи, а также экономических, социальных и экологических последствий их освоения. Их состояние должно быть четко отражено в государственных балансах;

Выполнить фундаментальные исследования для создания эффективных технологий разработки и комплексной переработки нетрадиционных видов углеводородного сырья, адаптированных к конкретным отечественным объектам их первоочередного освоения;

Усовершенствовать систему налогообложения на добычу нетрадиционных видов углеводородного сырья за счет их дифференциации в соответствии с качеством и спецификой освоения отдельных их видов.

Заключение

Состояние изученности нетрадиционных видов сырья и их освоенности в мире все еще низкое, но вместе с исчерпанием традиционных резервов страны с дефицитом УВ все чаще обращаются к их нетрадиционным источникам.

Большая часть мероприятий так же, как и предложений по стимулированию добычи, направлена исключительно на группу трудноизвлекаемых нефтей и газов. Собственно же нетрадиционные ресурсы УВ находятся за пределами внимания как нефтегазовых компаний, так и государственных органов управления недропользованием.

Таким образом, применительно к современной ситуации основные виды нетрадиционных ресурсов УВ можно разбить на группу подготовленных для промышленного (или опытно-промышленного) освоения, группу, требующую изучения, оценки и учета на балансе, а также для которой необходима разработка технологий с вовлечением в освоение в долгосрочной перспективе, и группу проблемных и гипотетических объектов.

По возможности вовлечения в освоения нетрадиционные ресурсы УВ можно разделить на три неравнозначные группы. Практическую значимость в качестве УВ сырья среди нетрадиционных источников УВ уже в настоящее время имеют трудноизвлекаемые (тяжелые высоковязкие) нефти, битумы и нефтяные пески, а также нефти и газы в низкопроницаемых коллекторах. В среднесрочной перспективе к этой группе можно будет и в России относить газы в сланцах и газы в угленосных отложениях (сорбированные и свободные). Водорастворенные газы и газогидраты вряд ли станут предметом целенаправленной оценки и освоения в ближайшие 20-30 лет.

В целом нетрадиционные ресурсы УВ- это существенный резерв и для восполнения сырьевой базы нефти РФ, причем не только в «старых» выработанных НГБ, но также и в Западной и Восточной Сибири, где они составляют более половины прогнозируемых ресурсов углеводородов.

Список использованной литературы:

1 Каплан Е.М. Ресурсы нетрадиционного газового сырья и проблемы его освоения-Л.:ВНИГРИ, 1990-стр.138-144.

2 Анфилатова Э.А. Статья// Аналитический обзор современных зарубежных данных по проблеме распространения газогидратов в акваториях мира.(ВНИГРИ)2009

3 Ушивцева Л.Ф. статья// Нетрадиционные источники углеводородного и гидротермального сырья.

4 Нетрадиционные источники углеводородного сырья/ под ред. ЯкуцениВ.П. 1989

5 Нетрадиционные ресурсы УВ- резерв для восполнения сырьевой базы нефти и газа РФ./Якуцени В.П., Петрова Ю.Э., Суханов А.А.(ВНИГРИ) .2009

6 О.М. Прищепа статья/ Ресурсный потенциал и направления изучения нетрадиционных источников углеводородного сырья РФ (ФГУП «ВНИГРИ»)2012

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

Кафедра Геологии и разведки месторождений полезных ископаемых

Реферат

по дисциплине « Геология нефти и газа » .

Тема: « Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья и проблемы их освоения »

Проверил: доцент. Арчегов В.Б.

Выполнил: студент гр. РМ-12 Исаев Р.А.

Санкт-Петербург 2016

Введение
1. Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья
2. Обзор альтернативных источников углеводородного сырья

Сланцевые месторождения
Процесс Фишера-Тропша
Шельфовые месторождения

3. Газогидраты

Газовые гидраты в природе

Заключение
Литература

Введение

Углеводороды представляют собой особые соединения широко распространенных элементов -- водорода и углерода. Эти природные соединения добывают и используют уже тысячи лет: при строительстве дорог и зданий в качестве связую-щего материала, при строительстве и изготовлении водонепроницаемых корабельных корпусов и корзин, в живописи, для создания мозаичных полотен, для приготовления пищи и освещения. Сначала их добывали из редких выходов на поверхность, а затем из скважин. За последние два столетия добыча нефти и газа достигла беспрецедентных масштабов. Сейчас нефть и газ являются источниками энергии для почти всех видов человеческой деятельности.

Понятие традиционных и нетрадиционных ресурсов углеводородов не имеет однозначного определения. Большинство исследователей, понимая, что природные процессы и образования часто не имеют четких разграничений, предлагают использовать при определении нетрадиционных запасов и ресурсов такие понятия, как трудноизвлекаемые запасы и нетрадиционные ресурсы углеводородов. Трудноизвлекаемые запасы, добычной потенциал которых практически не используется, мало чем отличаются от традиционных запасов нефти и газа -- за исключением ухудшения их геолого-промысловых характеристик. К нетрадиционным ресурсам углеводородов относятся, как принципиально отличные от традиционных по физико-химическим свойствам, так и по формам и характеру их размещения во вмещающей породе (среде).

1. Нетрадиционные виды и источники углеводородного сырья

На начальном этапе исследований считалось, что их резервы практически неисчерпаемы, учитывая их масштабы (рисунок 1) и широкое распространение. Однако, многолетнее изучение различных источников нетрадиционных ресурсов углеводородов, проведенное во второй половине прошлого века, оставило в качестве реальных для освоения только тяжелые нефти, нефтяные пески и битумы, нефтегазонасыщенные низкопроницаемые коллектора и газы угленостных отложений. Уже на 14- Мировом нефтяном конгрессе (1994 г., Норвегия) нетрадиционные нефти, представленные только тяжелыми нефтями, битумами и нефтяными песками, были оценены в 400- 700 млрд. т, в 1,3- 2,2 раза больше традиционных ресурсов -. Проблематичными и дискуссионными в качестве промышленных источников газа оказались водорастворенные газы и газогидраты, несмотря на их широкую распространенность.

Рисунок 1 - Геологические ресурсы углеводородов

2. Обзор альтернативных источников углеводородного сырья

Тяжелая нефть и нефтяные пески

Геологические ресурсы в мире этого вида сырья огромны- 500 млрд. т. Запасы тяжелых нефтей с плотностью более вполне успешно осваиваются. При современных технологиях их извлекаемые запасы превышают 100 млрд. т. Особенно богаты тяжелыми нефтями и битуминозными песками Венесуэла и Канада. В последние годы растут объемы добычи тяжелых нефтей, составляя по разным оценкам около 12-15% от общемировой. Еще в 2000 г. в мире из тяжелых нефтей добывалось лишь 37, 5 млн.т. в 2005 г.- 42,5 млн.т., а к 2010-2015 гг. по прогнозу может составить уже около 200 млн.т., но при мировых ценах на нефть не ниже 50-60$/брр.

Нефтяные пески успешно разрабатывают в Канаде c 60-х годов прошлого века. Сегодня примерно половина нефти добываемой в этой стране приходиться на нефтяные пески. Под нефтяным песком, на самом деле, подразумевается смесь песка, воды, глины, тяжелой нефти и природного битума. Выделяют три нефтяных региона в Канаде со значительными запасами тяжелой нефти и природного битума. Это Athabasca, Peace River и Cold Lake. Все они находятся в провинции Альберта.

Для добычи нефти из нефтяных песков применяют два принципиально различных метода:

1) Открытым карьерным способом и 2) Непосредственно из пласта.

Карьерный способ добычи подходит для неглубоких залежей (глубиной до 75 м) и залежей, выходящих на поверхность. Примечательно, что в Канаде все залежи подходящие для карьерного способа добычи, расположены в районе Athabasca.

Карьерный способ добычи подразумевает, что нефтяной песок, попросту говоря, грузиться на самосвалы и перевозится на установку переработки, где его промывают горячей водой и таким образом отделяют нефть от всего прочего материала. Требуется добыть примерно 2 тонны нефтяного песка, чтобы получить 1 баррель нефти. Если это кажется вам довольно трудозатратным способом получить 1 баррель нефти, то вы правы. Зато коэффициент нефтеотдачи при этом способе добычи очень высок и составляет 75%-95%.

Рис. 1 Карьерный способ добычи нефтяного песка

Для извлечения тяжелой нефти непосредственно из пласта используют, как правило, тепловые способы добычи, такие как парогравитационное воздействие. Существуют также и «холодные» методы добычи, предполагающие закачку в пласт растворителей (например, метод VAPEX или технология N-Solv). Способы добычи тяжелой нефти непосредственно из пласта менее эффективны в плане нефтеотдачи по сравнению с карьерным способом. В то же время эти способы имеют некоторый потенциал к снижению себестоимости получаемой нефти за счет совершенствования технологий ее добычи.

Тяжелая/высоковязкая/битумная нефть привлекает все большее внимание нефтяной промышленности. Поскольку основные «сливки» в мировой нефтедобыче уже сняты, нефтяные компании просто вынуждены переключаться на менее привлекательные месторождения тяжелой нефти.

Именно в тяжелой нефти сосредоточены основные мировые запасы углеводородов. Вслед за Канадой, поставившей на свой баланс запасы тяжелой/битумной нефти, то же самое сделала и Венесуэла, имеющая огромные запасы этой нефти в поясе реки Ориноко. Этот «маневр» вывел Венесуэлу на первое место в мире по запасам нефти. Значительные запасы тяжелой нефти есть и в России, а также во многих других нефтедобывающих странах.

Огромные запасы тяжелой нефти и природных битумов требуют разработки инновационных технологий добычи, транспорта и переработки сырья. В настоящее время операционные затраты по добыче тяжелой нефти и природных битумов могут в 3-4 раза превосходить затраты на добычу легкой нефти. Переработка тяжелой высоковязкой нефти также более энергоемка и, как следствие, во многих случаях низкорентабельна и даже убыточна.

В России различные способы добычи тяжелой нефти испытывались на хорошо известном Ярегском месторождении высоковязкой нефти расположенном в Республике Коми. Продуктивный пласт этого месторождения, залегающий на глубине ~200 м, содержит нефть плотностью 933 кг/м3 и вязкостью 12000-16000 мПа·с. В настоящее время на месторождении осуществляется термошахтный способ добычи, зарекомендовавший себя как достаточно эффективный и экономически оправданный.

На Ашальчинском месторождении сверхвязкой нефти, расположенном в Татарстане, реализуется проект по опытно-промышленному испытанию технологии парогравитационного воздействия. Эта технология, правда без особого успеха, испытывалась также на Мордово-Кармальском месторождении.

Результаты разработки месторождений тяжелой высоковязкой нефти в России пока не внушают особого оптимизма. Требуется дальнейшее совершенствование технологий и оборудования для повышения эффективности добычи. В то же время потенциал к снижению себестоимости добычи тяжелой нефти есть, и многие компании готовы принимать в ее добыче активное участие.

Сланцевые месторождения

Сланцевая нефть - «модная» тема в последнее время. Сегодня целый ряд стран проявляют повышенный интерес к добыче сланцевой нефти. В США, где добыча сланцевой нефти уже идет, с ней связывают значительные надежды по снижению зависимости от импорта этого вида энергоресурса. В последние годы основной прирост добычи американской сырой нефти происходит преимущественно за счет сланцевых месторождений Bakken в Северной Дакоте и Eagle Ford в Техасе.

Развитие добычи сланцевой нефти - прямое следствие той «революции», которая случилась в США в добыче сланцевого газа. Поскольку цены на газ обвалились в результате резкого роста объемов его добычи, компании стали переключаться с добычи газа на добычу сланцевой нефти. Тем более что технологии их добычи ничем особенным не отличаются. Для этого, как известно, бурят горизонтальные скважины с последующими множественными гидроразрывами нефтесодержащих пород. Постольку поскольку дебит таких скважин очень быстро падает, для поддержания объемов добычи требуется бурить значительное количество скважин по очень плотной сетке. Поэтому затраты на добычу сланцевой нефти неизбежно оказываются выше, чем затраты на добычу нефти традиционных месторождений.

Пока цены на нефть высоки проекты по добыче сланцевой нефти, несмотря на высокие издержки, остаются привлекательными. За пределами США наиболее перспективными считаются залежи сланцевой нефти Vaca Muerta в Аргентине и Баженовская свита в России.

На сегодняшний день технологии добычи сланцевой нефти все еще находятся в начальной стадии развития. Себестоимость получаемого сырья хотя и имеет тенденцию к снижению, но, тем не менее, значительно выше себестоимости добычи традиционной нефти. Поэтому сланцевая нефть остается пока скорее перспективным резервом на будущее и вряд ли значительно повлияет на существующий рынок нефти. Такой же «революции», какая случилась на газовом рынке в связи с развитием добычи сланцевого газа, на рынке нефти ждать не приходится.

углеводородный газогидрат нефтяной топливо

Процесс Фишера-Тропша

Процесс Фишера-Тропша был разработан в 20-х годах прошлого века немецкими учеными Францем Фишером и Гансом Тропшем. Заключается он в искусственном соединении водорода с углеродом при определенной температуре и давлении в присутствии катализаторов. Получаемая таким образом смесь углеводородов сильно напоминает нефть и обычно называется синтез-нефть .

Рис. 2 Производство синтетического топлива на основе процесса Фишера-Тропша

CTL (Coal-to-liquids) - суть технологии состоит в том, что уголь без доступа воздуха и при высокой температуре разлагается на угарный газ и водород. Далее в присутствии катализатора из этих двух газов синтезируется смесь различных углеводородов. Затем эта синтезированная нефть также как и обычная проходит разделение на фракции и дальнейшую переработку. В качестве катализаторов используется железо или кобальт.

Во время Второй Мировой войны немецкая промышленность активно использовала технологию Coal-to-liquids для получения синтетического топлива. Но поскольку процесс этот экономически нерентабелен и к тому же экологически вреден, то после окончания войны выработка синтетического топлива сошла на нет. Немецкий опыт впоследствии был использован всего дважды - один завод был построен в ЮАР и еще один в Тринидаде.

GTL (Gas-to-liquids) - процесс производства жидких синтетических углеводородов из газа (природного газа, попутного нефтяного газа). Cинтез-нефть, получаемая в результате GTL процесса, не уступает, а по отдельным характеристикам превосходит высококачественную легкую нефть. Многие мировые производители используют синтез-нефть для улучшения характеристик тяжелой нефти, путем их смешивания.

Несмотря на то, что интерес к технологиям преобразования сначала угля, потом газа в синтетические нефтепродукты не угасает с начала 20 века, в настоящее время в мире функционирует всего четыре крупнотоннажных GTL завода - Mossel Bay (ЮАР), Bintulu (Малайзия), Oryx (Катар) и Pearl (Катар).

BTL (Biomass-to-liquids) - суть технологии та же что и уголь-в-жидкость. Единственное существенное отличие в том, что исходным материалом является не уголь, а растительный материал. Масштабное использование этой технологии затруднено в связи с отсутствием значительного количества исходного материала.

Недостатками проектов по производству синтетических углеводородов на основе процесса Фишера-Тропша являются: высокая капиталоемкость проектов, значительные выбросы углекислого газа, высокое потребление воды. В результате проекты либо совсем не окупаются, либо находятся на грани рентабельности. Интерес к таким проектам повышается в периоды высоких цен на нефть и быстро угасает при снижении цен.

Шельфовые месторождения

Добыча нефти на глубоководном шельфе требует от компаний высоких капитальных затрат, владения соответствующими технологиями и несет с собой повышенные риски для компании-оператора. Вспомнить хотя бы последнюю аварию на Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. Компании BP только чудом удалось избежать банкротства. Чтобы покрыть все затраты и сопутствующие выплаты, компании пришлось продать чуть ли не половину своих активов. Ликвидация аварии и ее последствий, а также компенсационные выплаты обошлись BP в кругленькую сумму порядка 30 млрд. долларов.

Не каждая компания готова брать на себя такие риски. Поэтому проекты добычи нефти на глубоководном шельфе осуществляются, как правило, консорциумом компаний.

Шельфовые проекты успешно осуществляются в Мексиканском заливе, Северном море, на шельфе Норвегии, Бразилии и других стран. В России основные надежды связывают с шельфом арктических и дальневосточных морей.

Шельф арктических морей хотя и малоизучен, но обладает значительным потенциалом. Существующие геологические данные позволяют прогнозировать значительные запасы углеводородов в этом районе. Но и риски велики. Практикам нефтедобычи хорошо известно, что окончательный вердикт по наличию (или отсутствию) коммерческих запасов нефти можно вынести только по результатам бурения скважин. А их в Арктике пока что практически нет. Метод аналогий, который применяют в таких случаях для оценки запасов региона, может дать неверное представление о реальных запасах. Не каждая перспективная геологическая структура содержит нефть. Тем не менее, шансы обнаружить крупные месторождения нефти оцениваются экспертами как высокие.

К поиску и разработке залежей нефти в Арктике предъявляются чрезвычайно высокие требования по обеспечению охраны окружающей среды. Дополнительными препятствиями являются суровый климат, удаленность от существующей инфраструктуры и необходимость учета ледовой обстановки.

3. Газогидраты

Газовые гидраты в природе

Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) -- кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Название «клатраты» (от лат. clathratus -- «сажать в клетку»), было дано Пауэллом в 1948 году. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава.

Большинство природных газов (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, изобутан и т. п.) образуют гидраты, которые существуют при определённых термобарических условиях. Область их существования приурочена к морским донным осадкам и к областям многолетнемёрзлых пород. Преобладающими природными газовыми гидратами являются гидраты метана и диоксида углерода.

При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промышленных коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли, 30%-ный раствор CaCl 2), а также поддерживают температуру потока газа выше температуры гидратообразования с помощью подогревателей, теплоизоляцией трубопроводов и подбором режима эксплуатации, обеспечивающего максимальную температуру газового потока. Для предупреждения гидратообразования в магистральных газопроводах наиболее эффективна газоосушка -- очистка газа от паров воды.

География распространения газогидратов

Большая часть гидратов сосредоточена, по-видимому, на материковых окраинах, где глубина вод составляет примерно 500 м. В этих зонах вода выносит органический материал и содержит питательные вещества для бактерий, в результате жизнедеятельности которых выделяется метан. Обычная глубина залегания СПГГ -- 100--500 м ниже морского дна, хотя иногда их обнаруживали и на морском дне. В районах с развитой многолетней мерзлотой они могут присутствовать и на меньших глубинах, так как температура на поверхности ниже. Крупные СПГГ были обнаружены на шельфе Японии, в районе Блейк Ридж к востоку от морской границы США, на материковой окраине района Каскадных гор около Ванкувера [Британская Колумбия, Канада] и на шельфе Новой Зеландии. Свидетельств об СПГГ, полученных путем прямого отбора образцов, во всем мире немного. Большая часть данных о нахождении гидратов получена косвенны-ми путями: посредством сейсмических исследований, ГИС, по результатам измерений во время бурения, по изменению минерализации поровой воды.

Пока известен только один пример добычи газа из СПГГ -- на Мессояхском газовом месторождении в Сибири. Это месторождение, открытое в 1968 г., стало первым месторождением в северной части Западно-Сибирского бассейна, из которого был получен газ. К середине 80-х годов в бассейне было открыто более 60 других месторождений. Суммарные запасы этих месторождений составляли 22 трлн. м 3 или одну треть мировых запасав газа. Согласно оценке, сделанной до начала добычи, запасы Мессояхского месторождения были равны 79 млн. м 3 газа, из которых одна треть содержалась в гидратах, перекрывающих зону свободного газа.

Если не считать Мессояхского месторождения, наиболее изученными являются СПГГ в районе Прудо Бей -- Кипарук Ривер на Аляске. В 1972 г. на разведочной скважине ARC0 и Exxon 2 Норт-Уэст Эйлин на Северном склоне Аляски были подняты гидратосодержащие образцы в герметизированных керноотборниках. По градиентам давления и температуры в регионе можно рассчитать толщину зоны устойчивого состояния или стабильности гидратов в районе Прудо Бей -- Кипарук Ривер. Согласно оценкам, гидраты должны быть сосредоточены в интервале 210-- 950 м.

Районы современной разведки на гидраты

Специалисты Геологической службы Канады (GCSJ, Японской национальной нефтяной корпорации (JN0CI, Японской нефтяной разведочной компании (JAPEX1, Геологической службы США, Министерства энергетики США и нескольких компаний, в том числе Шлюмберже, провели исследование газогидратной залежи (ГТЗ) в дельте р. Маккензи (Северо-Западные территории, Канада) в рамках совместного проекта. В 1998 г. рядом со скважиной кампании Imperial Oil Ltd., вскрывшей скопление гидратов, была пробурена новая исследовательская скважина Маллик 2L-38. Цель этой работы заключалась в том, чтобы оценить свойства гидратов в естественном залегании и оценить возможность определения этих свойств с помощью скважинных приборов, спускаемых на кабеле.

Опыт, приобретенный в ходе исследований на скв. Маллик, оказался очень полезным для изучения свойств природных гидратов. JAPEX и связанные с ней группы решили начать новый проект бурения на гидраты во впадине Нанкай на шельфе Японии. Около десятка площадей были оценены как перспективные на гидраты по признаку наличия BSR(подобно- донные отражающие границы).

Проблема промышленного освоения газогидратной формы скопления углеводородов

Устойчивость морского дна. Разложение гидратов может привести к нарушению устойчивости придонных отложений на континентальных склонах. Подошва ЗГТ может быть местом резкого снижения прочности толщи осадочных пород. Присутствие гидратов может препятствовать нормальному уплотнению и консолидации отложений. Поэтому свободный газ, удерживаемый ниже ЗГТ, может оказаться под повышенным давлением. Таким образом, любая из технологий разработки месторождений гидратов может оказаться успешной только в том случае, если будет исключено дополнительное снижение устойчивости пород. Пример осложнений, возникающих при разложении гидратов, можно найти у Атлантического побережья США. Здесь уклон морского дна составляет 5°, и при таком уклоне дно должна быть устойчиво. Однако наблюдается много подводных оползневых уступов. Глубина этих уступов близка к предельной глубине зоны стабильности гидратов. В районах, где происходили оползни, BSR менее отчетливы. Это может служить признаком того, что в настоящее время гидратов уже нет, так как они переместились. Существует гипотеза, согласно которой при снижении давления в СПТТ, как это должно было произойти при снижении уровня моря в ледниковый период, могло начаться разложение гидратов на глубине и, как следствие, сползание отложений, насыщенных гидратами.

Такие районы были обнаружены у побережья Сев. Каролины, США. В зоне огромного подводного оползня шириной 66 км сейсмическими исследованиями было установлено наличие массивного СПТТ по обе стороны от оползневого уступа. Однако под самим уступом гидратов нет.

Подводные оползни, обусловленные наличием гидратов, могут повлиять на устойчивость морских платформ и трубопроводов.

Многие специалисты считают, что часто упоминаемые оценки количества метана в гидратах преувеличены. И даже если эти оценки верны, гидраты могут быть рассеяны в осадочных породах, а не сконцентрированы в виде крупных скоплений. В таком случае добывать их может быть сложно, экономически не выгодно и опасно для окружающей среды.

Заключение

Состояние изученности нетрадиционных видов сырья и их освоенности в мире все еще низкое, но вместе с исчерпанием традиционных резервов страны с дефицитом углеводородов все чаще обращаются к их нетрадиционным источникам. Большая часть мероприятий так же, как и предложений по стимулированию добычи, направлена исключительно на группу трудноизвлекаемых нефтей и газов. Собственно же нетрадиционные ресурсы УВ находятся за пределами внимания как нефтегазовых компаний, так и государственных органов управления недропользованием.

Таким образом, применительно к современной ситуации основные виды нетрадиционных ресурсов углеводородов можно разбить на группу подготовленных для промышленного (или опытно-промышленного) освоения, группу, требующую изучения, оценки и учета на балансе, а также для которой необходима разработка технологий с вовлечением в освоение в долгосрочной перспективе, и группу проблемных и гипотетических объектов.

По возможности вовлечения в освоения нетрадиционные ресурсы углеводородов можно разделить на три неравнозначные группы. Практическую значимость в качестве углеводородного сырья среди нетрадиционных источников углеводородов уже в настоящее время имеют трудноизвлекаемые (тяжелые высоковязкие) нефти, битумы и нефтяные пески. В среднесрочной перспективе к этой группе можно будет относить газы и нефть в сланцах.

К природным газогидратам нефтяные компании пока интереса не проявляют. В то же время на рынке технологий в скором времени появится новый продукт, основанный на свойстве природного газа в определенных условиях образовывать твердые соединения (кстати, до сих пор это свойство приносило одни хлопоты и расходы, так как благодаря ему в газопроводах в зимнее время нередко возникают газогидратные пробки). К разработке этого продукта причастны сразу несколько крупных компаний, включая Shell, Total, Arco, Phillips и другие. Речь идет о преобразовании природного газа в газогидраты, что обеспечивает его транспортировку без использования трубопровода и хранение в наземных хранилищах при нормальном давлении. Разработка этой технологии явилась побочным продуктом десятилетних исследований природных газогидратов в норвежских научных лабораториях.

В целом нетрадиционные ресурсы углеводородов - это существенный резерв и для восполнения сырьевой базы нефти и газа для многих стран.

Литература

1. Макогон Ю.Ф. «Гидраты природных газов», Недра, 1974

2. Баженова О.К., Бурлин Ю.К. «Геология и геохимия нефти и газа», МГУ 2004

3. Якуцени В. П., Петрова Ю. Э., Суханов А.А. «Нетрадиционные ресурсы углеводородов - резерв для восполнения сырьевой базы нефти и газа России», ВНИГРИ, СПб., 2009, 20с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Состав углеводородного сырья нефтегазоконденсатных месторождений Северной бортовой зоны Прикаспийской впадины. Методы предотвращения коррозии металлов, гидратообразования, парафиноотложения и солеотложения при сборе и подготовке углеводородного сырья.

диссертация , добавлен 31.12.2015

Характеристика нефтяной платформы как сложного инженерного комплекса. Типы нефтяных платформ: стационарная, мобильная, полупогружная. Назначение, устройство и эксплуатация нефтяной платформы Eva 4000. Бурение скважины и добычи углеводородного сырья.

реферат , добавлен 27.10.2015

Общие сведения о нефтяной промышленности, как в мире, так и в России. Мировые запасы нефти, ее добыча и потребление. Рассмотрение территориальной организации добычи и переработки нефти в Российской Федерации. Основные проблемы развития отрасли в стране.

курсовая работа , добавлен 21.08.2015

Технология термического воздействия на пласт высоковязких нефтей и природных битумов. Сущность метода внутрипластового горения. Разработка нефтяных (битумных) месторождений открытым способом. Опыт шахтной добычи тяжелой нефти в России и ее недостатки.

реферат , добавлен 08.05.2015

История морской добычи нефти. География месторождений. Типы буровых установок. Бурение нефтяных и газовых скважин в арктических условиях. Характеристика морской добычи нефти в России. Катастрофы платформ, крупнейшие аварии на нефтедобывающих платформах.

курсовая работа , добавлен 30.10.2011

Типы морских платформ - сложного инженерного комплекса, предназначенного для бурения скважин и добычи углеводородного сырья, залегающего под дном моря, океана либо иного водного пространства. Ее элементы: корпус, якорная система, буровая палуба и вышка.

презентация , добавлен 02.02.2017

Изучение и оценка ресурсов углеводородного сырья в статическом и динамическом состоянии; геологическое обеспечение эффективной разработки месторождений; методы геолого-промыслового контроля. Охрана недр и природы в процессе бурения и эксплуатации скважин.

курс лекций , добавлен 22.09.2012

Сравнение принципов классификации запасов нефти в 2001 и 2005 гг. Обоснование подсчетных параметров Залесного месторождения по данным промыслово-геофизического исследования скважин - общей площади, объема нефтенасыщенных пород, коэффициента их пористости.

курсовая работа , добавлен 17.05.2011

Краткая характеристика и основные показатели деятельности предприятия. Анализ рынка нефти, особенности процесса и проблемы ее добычи. Поиск возможных методов увеличения производительности скважин. Внедрение кислотного гидроразрыва пласта при добыче нефти.

дипломная работа , добавлен 29.06.2012

Общая характеристика, история и основные этапы освоения исследуемого месторождения. Используемое оборудование и инструментарий при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Профессиональные права и обязанности оператора по добычи нефти и газа.

Сегодня существует много различных вариантов перспективного удовлетворения потребностей человечества в энергоресурсах. В ближайшие десятилетия в мире будет происходить ожесточённая конкурентная борьба как между различными источниками энергии, в частности - нефти и газа, так и районами их производства.

Многочисленные исследования российских и зарубежных специалистов дают весомые основания утверждать, что в настоящее время мир стоит на пороге глобальных энергетических изменений, что в развитии мировой энергетики начинаются, разворачиваются и уже происходят серьёзные качественные сдвиги. Соответственно, будущее глобальной энергетики, как и будущее всей мировой экономики, в значительной мере будет определяться такими тенденциями, как:

балансирование между глобализацией и регионализацией, угрозой энергетического дефицита и наступлением глобального профицита энергоресурсов;
смена технологических укладов как в производстве топлива и энергии, так и в их потреблении;
завершение эпохи углеводородов и развитие инновационной безуглеродной энергетики и др.

Одновременно нарастает глобализация, и сохраняются глобальные факторы, генерирующие нестабильность. Это, прежде всего, меняющееся соотношение между ведущими центрами силы в мире, сохраняющееся экономическое неравенство, дефицит природных ресурсов при продолжении их расточительного расходования, прогрессирующее загрязнение природной среды, особенно отходами производства, и кризис традиционных моделей экстенсивного развития.

В частности, нарастающая глобализация несёт новые вызовы человечеству, но она же и даёт ему новые возможности для решения самых сложных проблем. Отсюда - множество различных вариантов перспективного удовлетворения потребностей человечества в энергоресурсах и развитие уже в ближайшие десятилетия ожесточённой конкурентной борьбы между различными источниками энергии, среди которых особое место занимают нетрадиционные ресурсы углеводородов.

Серьёзное влияние на будущее мировое развитие будут оказывать и такие внешнеэкономические риски, тенденции и факторы, как:

обострение целого ряда проблем, с которыми действующие международные институты справляются неудовлетворительно. К ним можно отнести угрозу обострения мирового финансово-экономического кризиса; сохранение и даже усиление дисбалансов и накопление диспропорций в мировой торговле, в движении капиталов, в структурной перестройке мировой экономики и финансовой системы;
второе - рост неопределённости мирового развития, вызванный, в том числе, и возросшим количеством стран, которые определяют формирование мировой экономической динамики. Новые центры силы оказывают растущее воздействие на все мирохозяйственные тренды, меняют конфигурацию мировой торговли, валютной сферы, потоков капитала и трудовых ресурсов;
и, наконец, нарастание скорости изменения ряда ключевых мирохозяйственных тенденций, обусловленной активизацией инновационной деятельности.

Говоря о современной энергетической ситуации в мире, стоит остановиться не на отдельных её изменениях, которые происходят практически непрерывно, а только на тех, которые имеют долговременное влияние и принципиально меняют наши представления об энергетике предстоящих десятилетий.

Это, прежде всего, проблема нехватки энергии. Как известно, она была сформулирована (и обоснована, исходя из того уровня знаний) ещё в середине прошлого века так называемым Римским клубом, и с тех пор человечество развивалось «под дамокловым мечом» энергетического дефицита, возможной нехватки энергии для своего развития. Угроза этого дефицита определяла не только общую экономическую и энергетическую политику ведущих стран, но и практические меры правительств и бизнеса.

В начале текущего столетия ситуация начала меняться. Развитие науки, техники и технологий открыли человечеству не только возможность коммерчески эффективного использования в широких масштабах возобновляемых источников энергии (таких как солнечная, геотермальная, энергия ветра, приливов и др.), но и практически неограниченных объёмов нетрадиционных ресурсов углеводородного сырья: метана угольных пластов (Coalbed methane); тяжёлой нефти, нефтяных песков и природных битумов (Heavy oil and Ultra heavy oil; Oil and Tar sands) нефти и газа в плотных формациях и низкопроницаемых коллекторах (Tight and Light tight oil and gas), включая сланцевую нефть и сланцевый газ (Shale oil and Shale gas).

Развитие знаний о природе и генезисе углеводородных ресурсов и создание технологий их эффективной разработки привело не только к снижению угроз энергетического дефицита, но и к необходимости переосмысливания проблем и перспектив мирового энергетического баланса в целом. Соответственно, тезис об угрозе энергетического дефицита звучит всё реже. В последние годы о нём говорят либо по инерции, либо в чисто конъюнктурных, спекулятивных целях, для «проталкивания» тех или иных решений, проектов или технологий.

Тем самым можно прогнозировать перелом в энергетической философии - философии угрозы нехватки энергии, которая довлела над человечеством более полувека со времён Римского клуба. Более того, эти же научные и технологические достижения дают основание с высокой вероятностью утверждать, что энергетический дефицит человечеству не грозит, что на него надвигается глобальный профицит энергоресурсов. И в этом - первый основной результат начавшегося освоения нетрадиционных источников нефти и газа.

Кроме того, возможность эффективного использования ВИЭ и нетрадиционных углеводородов не только увеличивает общие ресурсы энергоносителей, но и кардинально меняет геополитическую ситуацию в мире. В частности, она может повлиять на дальнейшее развитие мировых энергетических рынков и существенным образом изменить «расстановку сил» и деление государств на страны-экспортёры и страны-импортёры.

Эти же факторы - развитие науки, техники и технологий - дают возможность приступить (если не сейчас, то в ближайшем будущем) и к экономически рентабельной разработке тех традиционных ресурсов нефти и газа, которые практически пока не используется. Это ресурсы, сосредоточенные, прежде всего, в глубоких горизонтах нефтегазоносных провинций на суше и на глубоководном морском шельфе, в Арктике и других районах, которые характеризуются либо экстремальными природно-климатическими условиями, либо сложными геологическими условиями залегания углеводородных ресурсов.

На рис. 3 показана, исходя из современного уровня знаний о Земле, о генезисе углеводородного сырья и закономерностях его размещения, общая оценка мировых геологических ресурсов углеводородов, сделанная специалистами ВНИГРИ под руководством Веры Прокофьевны ЯКУЦЕНИ. Хорошо видно, что ресурсы нетрадиционных углеводородов кратно превосходят ресурсы традиционных нефти и газа. Подобные оценки делаются многими специалистами - и в России, и в других странах.

оценки мировых геологических ресурсов газа, представленные в виде модификаций ресурсной пирамиды Босвелла и Коллета.

Зарубежными специалистами, для отображения относительных размеров и продуктивности различных видов энергетических ресурсов, широко используются ресурсные пирамиды. В такой пирамиде наиболее перспективные и доступные ресурсы изображены сверху, а наиболее технически сложные и наименее изученные показаны в её нижней части. На рис. 4 показаны сравнительные оценки мировых ресурсов газогидратов и традиционного природного газа, сделанные канадскими специалистами.

На рис. 5 показана оценка геологических ресурсов углеводородов и ядерной энергии, сделанная Дэвидом Демингом из Университета Оклахомы.

При всех различиях подобных оценок, все они, тем не менее, убедительно свидетельствуют о том, что, во-первых, энергетический голод, как таковой, человечеству не грозит; и, во-вторых, что если в будущем человечество и перейдёт к новым источникам энергии, то это произойдёт в любом случае не из-за нехватки углеводородов. Специалистам-нефтяникам знакомо выражение, приписываемое шейху Ахмеду Заки Ямани: «каменный век закончился не потому, что кончились камни».

В прогнозах и МЭА, и Минэнерго США, и ВР, и других признанных аналитических центров предусматривается значительная добыча природных битумов, тяжёлой, высоковязкой и сланцевой нефти, сланцевого газа и метана угольных пластов, нефти и газа, залегающих на больших глубинах и в низкопроницаемых породах.

Как видно из рис. 8 американским прогнозом очень оптимистично оценивается возможность добычи местного нетрадиционного газа на основных рынках для газа российского: в Евросоюзе и Китае.

Если исходить только из существующих представлений о наличии и объёмах традиционных и нетрадиционных ресурсов углеводородов, принимая во внимание некую среднюю оценку их величины, а также из их территориального размещения, но оставляя в стороне вопросы возможности и стоимости разработки, то к середине 21 века могла бы сформироваться примерно такая схема основных центров добычи нефти и газа мирового и межрегионального значения, какая показана на рис. 9.

Другое дело, что стоимость освоения новых ресурсов достаточно высока. Поэтому в обозримой перспективе основной проблемой развития мировой энергетики будет не нехватка энергетических ресурсов, как таковых, а возможность обеспечить требуемые объёмы производства топлива и энергии необходимыми инвестиционными ресурсами на таких условиях, чтобы стоимостные показатели оставались приемлемыми для потребителей и привлекательными для производителей энергоносителей при допустимых экологических рисках и результатах.

Текущая цена на нефть, к которой мировая экономика вполне адаптировалась, устраивает и потребителей, и производителей и отрасль альтернативной энергетики. Более того, эти достаточно высокие цены просто необходимы для ведущих производителей и экспортёров нефти, поскольку бюджет этих стран напрямую зависит от поступления нефтедолларов. Но эти же цены обеспечивают значительные поступления и в бюджеты стран-потребителей энергоресурсов, поскольку в цене конечных нефтепродуктов в большинстве из них доля налогов, акцизов и различных сборов составляет от 40% до 60%.

Производственные издержки при добыче как сланцевого газа, так и других видов нетрадиционных углеводородов в настоящее время в целом значительно выше, чем традиционных. В этом отношении нетрадиционные углеводороды, проигрывая в стоимости добычи, выигрывают в том, что они разрабатываются рядом с районами потребления при минимальных затратах на транспортировку. Собственно говоря, именно отсутствие подобных затрат и делает нетрадиционные ресурсы конкурентоспособными.

сравнительная оценка структуры среднемировых цен потребителя для традиционных и нетрадиционных углеводородов (в пересчёте на нефть) по состоянию на 2010 г.

Конечно же, оценка, приведенная на рис. 10 - это всего лишь оценка, но оценка, которая отражает основные различия между структурой производственных издержек традиционных и нетрадиционных углеводородов, а также показывает те резервы, которые имеются в этой области. Эту оценку подтверждает и прогнозируемая МЭА структура инвестиций в развитие мировой газовой отрасли в 2012-2035 гг

Эта же оценка, на наш взгляд, определяет и основную роль нетрадиционного газа в ближайшие 10-15 лет - оставаться местным (региональным) видом топлива, развивая, укрепляя или формируя соответствующие газовые рынки.

Издержки производства, связанные с добычей нефти и газа из нетрадиционных источников, по мере совершенствования технологий и наработки опыта добычи быстро снижаются. Подобная тенденция, по всей видимости, сохранится и дальше, что будет способствовать росту добычи нефти и газа. На графике эти процессы похожи на широко известный энергетикам пресловутый «крест Чубайса». Впрочем, подобные «кресты» хорошо известны и нефтяникам.

Однако для инициирования крупных новых проектов с использованием новых технологий цены на углеводороды, и энергию в целом, должны быть с одной стороны - достаточно высокими, чтобы стимулировать их производство, но с другой - оставаться приемлемыми для потребителей, стимулируя рост энергоэффективности, но не препятствуя экономическому развитию. Ведь именно высокие цены на нефть стали главным двигателем поиска новых технологий для добычи сланцевого газа, известного ещё с 20-х годов XIX века. Высокие цены в первой половине 1970-х годов инициировали проекты по началу разработки нефтеносных песков в Атабаске, а падение цен в 80-е годы на долгое время заморозило эти проекты.

К настоящему времени целый ряд исследовательских центров и специалистов сделал свои оценки издержек разработки тех или иных видов углеводородных ресурсов. Так, по оценкам KPMG, основная часть нетрадиционных ресурсов газа рентабельна для разработки при уровне издержек порядка 4-6 долл./гигаджоуль, то есть 150-230 долл./тыс. куб. м. А большинство новых газовых залежей традиционного типа - при уровне издержек от 20 до 190 долл./тыс. куб. м.

Близкие оценки приводит и МЭА. Специалисты Агентства в последнее время дали абсолютные значения оценок, причём - дважды: в январе 2010 г., которые были представлены в 2011 г. в специальном докладе «Вступаем ли мы в золотой век газа?», и в Прогнозе, представленном в ноябре 2012 г. в работе «Золотые правила золотого века газа».

В Обзоре за 2013 г. (WEO-2013) МЭА приводит новые данные и по оценкам издержек производства различных видов жидкого топлива.

С ними перекликаются и оценки, сделанные в 2012 г. банком Goldman Sachs: для того, чтобы новые нефтяные проекты были рентабельными в сложившихся налоговых условиях, мировые цены на нефть не должны опускаться ниже 80 долл./барр.

При всей спорности и всех различиях подобных оценок, общая тенденция всё же прослеживается достаточно определённо, и подтверждает сделанный нами вывод, что в перспективе ожидается ожесточённая конкурентная борьба как между различными источниками нефти и газа, так и районами их производства. И российские нефтегазовые компании должны быть к ней готовы. И надо чётко осознавать, что России и её нефтегазовой отрасли угрожает не сама «сланцевая революция», а технологическое отставание, невосприимчивость к продуцированию новых технологий последнего поколения. Отставание, которое может снизить конкурентоспособность российской экономики, а также повысить её уязвимость в условиях нарастающего геополитического соперничества. Поэтому «сланцевая революция» должна стать для нефтегазовой отрасли России, прежде всего стимулом для снижения издержек в производстве и транспорте нефти, газа и других энергоносителей, а в целом - для ускоренного перехода экономики России на ресурсно-инновационный путь развития.

Анализ имеющихся прогнозных оценок себестоимости различных углеводородов показывает, что основная конкурентная борьба за потребителя развернётся между теми видами газа, стоимость добычи которых на скважине лежит в диапазоне от 4 до 6 долл./МБТЕ (212-318 долл./тыс. куб. м в ценах 2010 г.). Естественно, в отдельных странах и районах будет востребован и более дорогой газ, но не он будет «править бал» на мировом рынке. В части жидкого топлива эти параметры соответствуют издержкам производства в интервале от 60 до 80 долл./барр. Причём итоги этой конкурентной борьбы предсказать достаточно трудно. Во-первых, стремительно снижаются издержки производства, связанные с добычей нефти и газа из нетрадиционных источников. Во-вторых, достаточно появиться двум-трём новым прорывным технологиям, и ожидаемая картина может поменяться самым кардинальным образом.

В рассмотренных выше прогнозах коммерчески значимая добыча нефти и газа из таких нетрадиционных источников, как кероген и газогидраты в период до 2035-2040 гг. не предусматривается, ожидается реализация лишь отдельных проектов в этой области.

Так, в части газогидратов масштабная добыча метана ожидается не ранее 2020 г., причём, скорее всего, - в Японии, которая является сегодня крупнейшим в мире импортёром СПГ. Что же касается США, то их руководство рассматривает газогидратные ресурсы как стратегический резерв, который позволит обеспечить энергетическую безопасность страны в более далёком будущем.

По нашим оценкам, гидратный метан может войти в мировой энергетический баланс лишь в том случае, если стоимость его добычи будет составлять (в ценах 2010 г.) не более 11-12 долл./МБТЕ (583-636 долл./тыс. куб. м) в шельфовых районах вблизи таких крупнейших потребителей, как Япония, Индия и Р. Корея. Что же касается удалённых арктических районов (таких, как Аляска, северные районы Канады, Сибири и Дальнего Востока России), то здесь стоимость его добычи не должна превышать 4-5 долл./МБТЕ (212-265 долл./тыс. куб. м).

Таким образом, в ближайшие 15-20 лет газогидраты, по всей видимости, не смогут составить реальную конкуренцию традиционному газу российских дальневосточных проектов на рынках стран АТР, чего нельзя сказать о более позднем периоде.

Соответственно, в новых условиях главной задачей становится не энергообеспечение как таковое, а минимизация совокупных затрат общества на эти цели. Причём в каждый конкретный период времени предстоящего периода в целях энергообеспечения общества будет, по сути, решаться балансовая оптимизационная задача, учитывающая не только всё многообразие факторов спроса и предложения и необходимые для этого финансовые ресурсы, но и последние достижения научно-технологического прогресса.

При этом сама структура мирового энергетического баланса будет зависеть от особенностей структуры будущей экономики, сочетания в ней элементов неиндустриального, индустриального и постиндустриального развития. Именно структура будущей экономики определит адекватные себе источники энергии.

Решение подобной глобальной задачи возможно, на мой взгляд, только на путях международного энергетического сотрудничества. Одновременно такое сотрудничество позволит дать достойный ответ и многим другим энергетическим вызовам.

В частности, уже в ближайшие десятилетия можно ожидать ожесточённой конкурентной борьбы за место в энергетическом балансе углеводородов, добытых на шельфе арктических морей, произведенных в результате повышения нефте- и газоотдачи разрабатываемых месторождений и освоения нетрадиционных источников нефти и газа.

Каждое из этих трёх направлений имеет значительную ресурсную базу, соответствующие «плюсы» и «минусы», связанные с условиями добычи и доставки продукции на рынки. Поэтому приоритеты в их развитии в первую очередь будут связаны с новейшими техническими и технологическими решениями, позволяющими обеспечить экономически эффективную добычу углеводородов при приемлемых экологических рисках и результатах. И эти же технические и технологические решения дадут возможность найти оптимальное место каждого из этих направлений нефтегазодобычи в мировом энергетическом балансе, определить оптимальное для каждого временного этапа соотношение между ними.

Без учёта всех вышеназванных факторов и тенденций объективную оценку места и роли нетрадиционных углеводородов в перспективном мировом энергетическом балансе дать практически невозможно.

Учитывая все вышеизложенное можно сделать следующие выводы.

Для того чтобы нетрадиционные углеводороды смогли занять достойное их ресурсам место в мировом энергетическом балансе, необходимо решить целый ряд научно-технических, технико-технологических, экономических и экологических проблем. Кроме того, для правильного понимания роли нетрадиционных углеводородов в формировании перспективного мирового энергетического баланса необходимо также сделать анализ возможностей других, альтернативных источников энергии, - и в части их ресурсной (объёмной) достаточности, и по экономическим (прежде всего, стоимостным) показателям, и в экологическом плане.
Определяющим фактором грядущих изменений мирового энергетического баланса и его структуры выступает, на наш взгляд, прежде всего технологический фактор, а именно: степень доступности и эффективности технологий, обеспечивающих разработку нетрадиционных ресурсов нефти и газа, использование возобновляемых источников энергии, рост эффективности использования энергии, формирование инновационной экономики, основанной на малоэнергоёмких нано-, био-, информационных, когнитивных и других подобных технологиях. И в этом плане добыча нетрадиционных углеводородов - проблема, прежде всего технологическая, а не ресурсная.
В конкурентном глобализирующемся мире в ближайшие годы и десятилетия будет происходить своеобразное соревнование технологий. И от того, какие из них быстрее выйдут на рынок - новые технологии производства новых энергоресурсов (такие, как разработка сланцевой нефти и газогидратов, использование энергии приливов и отливов, температурного градиента океана, термоядерный синтез и др.), технологии, обеспечивающие эффективный транспорт традиционных энергоресурсов на большие расстояния (природного газа в гидратном состоянии, электроэнергии по криогенному кабелю и др.) или технологии, обеспечивающие значительный рост эффективности использования энергии, будет зависеть мировой энергетический ландшафт середины XXI века. И, конечно же, судьба основных экспортёров энергоресурсов, в том числе и России.

Ресурсы УВ в недрах огромны, но лишь малая их часть, относимая к традиционным, изучается. За пределами исследований, поиска и освоения остается резерв ресурсов нетрадиционного УВ сырья, по объему на 2-3 порядка превышающий традиционный, но все еще мало изученный. Так, ресурсы метана в гидратном состоянии, рассеянного только в донных отложениях Мирового Океана и шельфов на два порядка (в нефтяном эквиваленте) превышают традиционные ресурсы УВ. Около 8-10 4 млрд. т н. э. метана содержатся в водорастворенных газах подземной гидросферы, причем только в зоне учета ресурсов УВ - до глубин 7 км. Огромны объемы практически разведанных ресурсов нефтяных песков - до 800 млрд. т н. э. в отдельных регионах мира - Канада, Венесуэла, США и другие .

В отличие от подвижной в недрах, традиционной части ресурсов нефти и газа, извлекаемых современными технологиями, нетрадиционные ресурсы плохо подвижны или неподвижны в пластовых условиях недр. Для их освоения нужны новые технологии и технические средства, увеличивающие себестоимость их поиска, добычи, транспорта, переработки и утилизации. Не все виды нетрадиционного сырья ныне технологически и экономически доступны к промышленному освоению, но в энергодефицитных регионах, а также в бассейнах с истощенными добычей запасами и развитой инфраструктурой отдельные виды нетрадиционного сырья могут стать основой современного эффективного топливно-энергетического обеспечения.

Основной прирост традиционных запасов нефти и газа в мире и, особенно, в России идет ныне на территориях с экстремальными условиями освоения - Арктика, шельфы, удаленные от потребителей географо-климатически неблагоприятные регионы и другое. Затраты на их освоение столь велики, что, в период перехода на новые сырьевые базы, освоение нетрадиционных резервов сырья, окажется не только неизбежным, но и конкурентноспособным .

Важность всестороннего и своевременного изучения нетрадиционных ресурсов УВ особенно очевидна, если учесть, что более половины всех учтенных, в качестве традиционных, запасов нефти в России, представлены их нетрадиционными видами и источниками. Следовательно, нельзя считать корректным тот уровень обеспеченности запасами нефтедобычи в России, который ныне рассматривается на основе суммы традиционных и нетрадиционных запасов, поскольку значительные их объемы не отвечают условиям рентабельного освоения.

Любая нефтегазоносная провинция в ходе освоения подходит к стадии истощения. Своевременная подготовка к разработке дополнительных резервов в виде нетрадиционных источников УВ позволит длительное время поддерживать уровень добычи с рентабельными экономическими показателями. В настоящее время степень выработанности большинства крупных разрабатываемых месторождений в России, в основном, превышает 60% и, примерно 43% общей добычи осуществляется из крупных месторождений со степенью выработанности 60-95%. Современная добыча нефти в России ведется в регионах с высокой степенью истощения запасов. Переход на освоение новых сырьевых баз в арктических и восточных акваториях, требует резерва времени и сверхнормативных капитальных затрат, к которым экономика России ныне не готова. Одновременно во всех НГБ, даже с глубоко истощенными запасами, имеются значительные резервы нетрадиционных ресурсов УВ, рациональное и своевременное освоение которых позволит поддержать уровень добычи. Достигнутый в мире прогресс в технологиях добычи нефтегазового сырья допускает освоение нетрадиционных видов и источников УВ, со стоимостью эквивалентной стоимости сырья на мировом рынке .

Исследования ВНИГРИ показали значительные резервы ресурсов нефти и газа в нетрадиционных источниках и резервуарах. Их изучение и освоение позволит заполнить ту неизбежную паузу в обеспечении нефте-, а затем и газодобычи, которая неизбежно возникнет до ввода в освоение новых сырьевых баз в экстремальных по условиям освоения регионах. .

В настоящее время первоочередными для освоения нам представляются следующие виды и источники нетрадиционного углеводородного сырья:

1. Тяжелые нефти;

2.Горючие «черные» сланцы;

3.Низкопроницаемые продуктивные коллекторы и сложные нетрадиционные резервуары;

4. Газы угольных бассейнов

Тяжелые (ρ>0,904 г/см 3 ) вязкие и высоковязкие ( >30 мПа-с) нефти занимают особое место среди нетрадиционных источников УВ. Скопления их наиболее хорошо изучены методами нефтегазовой геологии вплоть до эксплуатационного бурения и промышленной разработки, а запасы во многих залежах оценены по высоким (A+B+C 1) категориям. Промышленные запасы тяжелых нефтей (ТН), достигающие в сумме нескольких млрд. т, выявлены во всех основных НГП Российской Федерации с падающей добычей нефти - Тимано-Печорской (16,6% от общих запасов), Волго-Уральской (26%) и Западно-Сибирской (54%). Значительные запасы (3%) имеются также в районах Северного Предкавказья и Сахалина. Существенны и общие ресурсы (запасы + прогнозные ресурсы) ТН в этих регионах, достигающие нескольких десятков млрд. т. .

Всего в России в настоящее время открыто 480 месторождений ТН, из которых по величине запасов 1 уникальное (Русское в Западной Сибири), 5 крупнейших, 4 крупных, остальные - средние и мелкие.

Месторождения расположены в широком диапазоне глубин - от 180 до 3900 м. Температура в их пределах составляет 6-65°С, пластовое давление - 1,1-35 МПа. Большинство месторождений приурочено к антиклинальным структурам. Как правило, они многопластовые. Высота залежей - от нескольких метров до первых сотен метров.

Как и для обычных нефтей, характерна высокая степень концентрации запасов в крупных и крупнейших месторождениях. В них, в Западно-Сибирской НГП сосредоточено 90,5% запасов ТН этой провинции, Тимано-Печорской -70,5%. Волго-Уральской - 31,9%, в Северном Предкавказье - 52%, на Сахалине - 38%. Подобная закономерность характерна и для всей РФ - 72%. Основные запасы ТН сосредоточены на глубинах менее 1,5 км в 1-2 залежах крупных и крупнейших месторождений. Подобная асимметрия вызвана развитием исключительно терригенных коллекторов в Западной Сибири и Сахалинской области. В остальных НГП коллекторы - терригенные и карбонатные, и запасы распределены в них примерно поровну.

В фазовом отношении большинство залежей ТН являются чисто нефтяными. Исключение представляет Западная Сибирь, где почти все залежи (около 90% запасов) относятся к категории нефтегазовых или газовых с нефтяной оторочкой. В газе наиболее погруженных залежей отмечается присутствие конденсата, в то время как газ менее глубоких залежей преимущественно метановый "сухой".

Степень освоения месторождений ТН наиболее высокая в Краснодарском крае и Сахалинской области, где накопленная добыча ТН составляет 66-72% извлекаемых запасов. Соответственно, накопленная добыча по месторождениям Волго-Уральской НГП - 22%, Тимано-Печорской НГП - 15%, Западно-Сибирской НГП - 3%. Максимальная освоенность отмечается в тех регионах, где больше всего выработаны запасы легких и менее вязких нефтей .

Качество запасов ТН в целом таково, что они могут эффективно осваиваться при современном уровне технологий их добычи .

В первую очередь это относится к относительно легким нефтям с плотностью до 0,934 г/см и вязкостью до 30-50 мПа-с. Но не менее перспективны и более тяжелые и вязкие нефти.

Экономический эффект использования ТН будет определяться не только стоимостью освоения месторождений, добычи и транспортировки нефти, но и качеством самих нефтей и глубиной их промышленной переработки, в том числе переработки на месте получения. Чем глубже переработка, тем шире спектр получаемых продуктов и меньше величина отходов, используемых обычно как котельное топливо. ТН - комплексное полезное ископаемое. Только из этих нефтей получают продукты со специфическими свойствами, такие, как различные высококачественные масла и как нефтяной кокс, используемый в цветной металлургии и атомной промышленности, а также сырье для нефтехимических производств. Из них возможно извлечение в промышленных масштабах ванадия, никеля и других металлов. И все это при том, что из ТН может быть получен весь набор продуктов, типичных для обычных нефтей .

Сланцы - источник горючего газа. В 2009 г. США вышли на первое место в мире по объёму добываемого и продаваемого газа. Заокеанское «голубое топливо» в столь крупных объемах стали получать из сланцев путем глубокой и высокотехнологичной их переработки.

Американский «сланцевый прорыв» достоин внимательного рассмотрения. По данным министерства энергетики США, в январе – октябре 2009 г. производство газа увеличилось в штатах на 3,9% по сравнению с тем же периодом 2008 г. – до 18,3 трлн кубических футов (519 млрд м 3). Минэнерго РФ оценивает всю российскую добычу природного газа за тот же период в объеме 462 млрд м 3 . По предварительным подсчетам, за весь прошлый год США произвели 624 млрд м 3 . В России объем добычи сократился до 582,3 млрд м 3 (в 2008 г. было добыто 644,9 млрд м 3).

Возврат к ранее апробированному, но признанному «неэффективным» способу выработки газа из сланцев говорит о том, что в США появились новые технологии. В 2008 г. добыча газа из сланца дала лишь 10% всей американской газодобычи, еще 50% дали другие нетрадиционные источники топлива. Через год сланец дал едва ли не больше «голубого топлива», чем весь «Газпром» /СПбВ, 02.02.2010./.

«Газовые инновации» дают возможность по-новому построить газовый рынок мира. Сейчас природный газ транспортируется по трубам, т.е. продается только тем покупателям, к которым подведена «труба». Никакой биржевой торговли газом в крупных объёмах сейчас нет.

Если какая-нибудь крупная и технологически развитая страна научится делать «голубое топливо» в отрыве от газовых месторождений и вместо трубопроводов инвестирует средства в производство сжиженного газа, то рынок этого сырья станет таким же, как и нефтяной. Цены будут рыночными!

В России на все это смотрят пока «из далека». Технологическое отставание в сырьевых отраслях может Федерации дорого обойтись. Нельзя делать ставку только на газовые ресурсы месторождений Западной Сибири и континентального шельфа арктических и дальневосточных морей.

Опыт получения энергетического сырья из нетрадиционных источников в России есть. Сланцевый газ научились синтезировать уже давно и в 1950 г. в Ленинград шло «голубое топливо» из эстонского месторождения в Кохтла-Ярви. В РФ ресурсы и запасы горючих сланцев достаточно велики. Только в Ленинградской области разведанные запасы сланцев составляют более 1 млрд т. Крупным источником получения «голубого топлива» является газ растворенный в нефти. Недавно компания «Сургутнефтегаз» начала разработку Западно-Сахалинского месторождения, находящегося почти в 100 км от Ханты-Мансийска. Основной проблемой этого месторождения являлась утилизация нефтяного попутного газа, которая успешно была решена в 2009 г., когда построили газопоршневую электрическую станцию. «Сургутнефтегаз» утилизирует 95% попутного нефтяного газа.

Таким образом, весьма актуальным является практическое использование нетрадиционных источников энергетического сырья и в первую очередь получение горючего газа.

Нетрадиционные резервуары ( HP ) нефти и газа это изолированные эффективные ёмкости, размещение которых независимо от современной пликативной структуры .

В качестве примера приведем одну из самых крупных газоконденсатных залежей в Западной Сибири в берриасской линзе Ачз-4 (более 700 млрд.м 3 газа и 200 млн.т конденсата) к востоку от Уренгойского ГКМ, которая расположена в нижней, самой крутой части протяженного склона. Залежь контролируется не только песчаным телом, которое занимает в несколько раз большую площадь, а так же эффективным резервуаром внутри нее. Этот и другие недалеко расположенные резервуары сохраняются потому, что служат путями импульсных перетоков УВ из нижнего НГК в верхний через региональный флюидоупор, что хорошо видно по распределению пластовых давлений. В сводовой части Уренгойского месторождения, где перетоков нет, коэффициенты аномальности пластового давления достигают 1,9 и более, а в зоне разгрузки падают до 1,6-1,7, что и позволяет ее трассировать. Особенно интенсивными эти перетоки стали на поздних этапах развития, когда начал бурно расти Нижнепурский мегавал, и именно благодаря мощной однонаправленной разгрузке сформировалась уникальная сеноманская газовая залежь .

Со спецификой образования связан состав залежей в нетрадиционном берриасском резервуаре - из исходного газоконденсата газ легче проходит через флюидоупор, и в аккумулируемом флюиде постепенно растет конденсатный фактор (до 600 см3/м 3), а затем нередко обособляются и нефтяные оторочки.

Важно еще подчеркнуть, что в Западной Сибири, в Тимано-Печорской и Волго-Уральской НГП, в Предкавказье основная масса НР находится на глубинах 3-4 км, слабо освещенных бурением даже в старых нефтегазодобывающих районах. Относительно лучшая изученность нетрадиционных резервуаров в Лено-Тунгусской провинции объясняется тем, что во-первых, других резервуаров в ней просто нет, а во-вторых, их глубины значительно меньше из-за интенсивных поздних воздыманий, достигающих даже в богатейших районах Непско-Ботуобинской антеклизы 1-1,5 км.

Энергетические процессы в резервуарах и их морфология, параметры вмещающих залежи коллекторов, примеры объектов, а также выраженные в процентах доли прогнозных ресурсов в разнотипных резервуарах и для каждого типа - степень их разведанности, нигде не превышающая 15%.

Резервуары консервации (55% всех прогнозных ресурсов). Отнюдь не самый изученный, но, пожалуй, самый наглядный пример - Бованенковское месторождение на Ямале. В сеноманском веке здесь существовали три палеоподнятия, расположенные в форме треугольника, на тот период времени бывшие наиболее крупными месторождениями с залежами в юрских песчаниках. Затем в центре треугольника стала расти гигантская антиклиналь, распрямившая практически все три бывшие антиклинальные складки. Новая антиклиналь собрала газ в альб-сеноманский рыхлый резервуар (4,5 трлн.м 3), но почти пуста в юре. Залежи же в юрских отложениях выявлены на пологой Северо-Бованенковской антиклинали - остатке от более высокоамплитудной палеоструктуры .

Ямал взят в качестве примера еще и потому, что он является одним из самых ярких случаев такой "инверсии нефтегазоносности" - те антиклинали, которые собирали нефть и газ в середине и конце мела, потом были частично или полностью расформированы, а новые (включающие залежи в сеномане) являются, в основном, новообразованными. Контроль палеоподнятиями представляет лишь один из нескольких видов контроля, которые нужно учитывать при расстановке поисковых скважин.

В резервуарах разгрузки содержится 12% прогнозных ресурсов.

Резервуары выщелачивания (30% прогнозных ресурсов), выделен в карбонатных толщах; процесс выщелачивания играет важнейшую роль в увеличении пористости и проницаемости в антиклинальных объектах, прежде всего, приуроченных к органогенным постройкам. Материалы по Западной Сибири, свидетельствуют о широком развитии резервуаров выщелачивания и в полимиктовых песчаных породах, которые тоже пока в большинстве случаев выявляются в антиклинально-литологических ловушках, но в перспективе станут главенствующими в некоторых нетрадиционных объектах. Главные черты резервуаров выщелачивания - подавляющее распространение порово-трещинных коллекторов и сильно вытянутая (приразломная) форма .

Резервуары нефтегазогенерации (3% ресурсов), пока хорошо изучены только в западной части Западной Сибири, где до современности продолжается (причем с нарастанием) образование автохтонных залежей в баженовских черных сланцах. Резервуары этого типа выделяются не только в самих черных сланцах, но и в смежных песчаниках, поскольку само наличие в них гигантских залежей (например, Талинское месторождение в Красноленинском районе) определяется грандиозными масштабами генерации и эмиграции УВ из черных сланцев. Резервуары как в сланцах, так и смежных песчаниках (выше, ниже и внутри регионального флюидоупора) представляют единую гидродинамическую систему (в геологическом смысле), и таким же единым механизмом должна стать интерпретация сейсморазведки .

Чрезвычайно важны распределение температур и пластовых давлений и особенности строения регионального флюидоупора, то есть то, что обуславливает главные пути миграции УВ. Преобладают трещинно-поровые коллекторы, которые характеризуются сложным пятнистым распределением.

Важнейшее значение для освоения залежей в НР имеет рациональный комплекс интенсификации притоков. Ведущее место, благодаря преобладанию трещинных коллекторов, занимает, разумеется, гидроразрыв. За ним следует тепловое воздействие на пласт, которое, в числе прочего, приводит к образованию агрессивных кислот, нередко способствующему перераспределению минеральных цементов и повышению проницаемости. Собственно кислотные обработки дают более сложные результаты, и, например, во многих полимиктовых песчаниках приводят не к повышению, а, напротив, снижению проницаемости.

Нефтегеологическая практика все чаще сталкивается с низкопроницаемыми коллекторами (НК), а, соответственно, с разработкой методов их изучения и технологий повышения их нефтегазоотдачи.

Газы угольных бассейнов. На территории России выделяется 24 угольных бассейна, порядка 20 угленосных площадей и районов, а также множество отдельных угольных месторождений. Большинство из них газоносны. Объемы выделяющегося газа при разработке угля в крупных углепромышленных регионах достаточно велики, чтобы, по крайней мере частично покрыть их потребности в газе, Так например, ежегодный ввоз природного газа в Кемеровскую область составляет ~ 1.5 млрд. м 3 , а ежегодное выделение УВ газов при разработке Кузнецкого бассейна - 2,0 млрд. м 3 , в т.ч. 0,17 млрд. м 3 отсасывается дегазационными системами. На каждую тонну добычи угля в России в среднем выделяется 20 м 3 метана . В 2009 г. впервые в России началась промышленная утилизация углеметана в Кемеровской области.

Газоносность углей, по-сути дела метаноносность (по составу газ преимущественно метановый, сухой); в ряде бассейнов достигает 30-40 м 3 /т (Печорский, Кузнецкий и др.). Отличительной особенностью угольного газа является форма его содержания - преимущественно сорбционная в монолитных угольных пластах, и свободная в зонах трещиноватости угольных пластов и во вмещающих породах. Высокие содержания газа в угольных бассейнах, с одной стороны - причина аварий при отработке угля, а с другой - представляют собой существенный резерв газового сырья для промышленности, особенно в энергодефицитных регионах. Многократное чередование в разрезе и по площади продуктивных отложений различных форм содержания газа, предопределяющих различия в технологиях его добычи - фактор, создающий трудности в освоении угольных газов.

Прогнозные ресурсы газа в угольных пластах подсчитанные по 18 угольным бассейнам в пределах глубин оценки запасов и ресурсов углей (< 1800 м) и составляют в сумме около 45 трлн. м", при колебаниях от единиц млрд. м 3 (Угловский, Аркагалинский, Кизеловский, Челябинский) до 13-26 трлн. м 3 (Кузнецкий, Тунгусский). Оценка ресурсов газов в свободных газовых скоплениях выполнена только по двум бассейнам - Печорскому и Кузнецкому, и составила в сумме ~ 120 млрд. м 3 . Около 90% всех общих ресурсов приходится на категорию Д 2 . Однако по отдельным бассейнам долевое участие ресурсов более высоких категорий может составлять 50-70% (Минусинский, Улугхемский, Кизеловский и др.), что связано с превышением запасов углей над ресурсами в этих бассейнах. Наиболее богатыми регионами России по ресурсам угольных газов являются Восточная и Западная Сибирь ~ 58 и 29%, соответственно, от общего объема ресурсов, в то время как в Европейской части сосредоточено не более 4% .

Угольные газы по своим качественным и количественным характеристикам ничем не уступают УВ газам традиционных месторождений.

В настоящее время в более чем 3 тысячах угольных шахтах мира выделяется около 40 млрд. м 3 метана в год, из которых в 500 шахтах каптируется около 5.5 млрд. м 3 /год, а утилизируется - 2.3 млрд.м 3 . Мировой опыт утилизации угольного газа свидетельствует о перспективности и экономической целесообразности вовлечения его в местный топливный баланс. В 12 странах мира каптируемый газ рассматривают как попутное полезное ископаемое, а в отдельных странах - как самостоятельное (США). В первом случае себестоимость его разработки не превышает себестоимости добычи традиционного газа, во втором - несколько выше (в 1.3-1.5 раз).

В России метан из угленосных толщ извлекается в объеме 1.2 млрд. м 3 /год различными системами дегазации на полях 132 действующих шахт. Утилизируется он в двух бассейнах - Печорском и Кузнецком в количестве 100-150- млн. м 3 /год. Разработаны технологии, позволяющие рентабельно извлекать и выгодно использовать газ из угленосных толщ.

Наиболее перспективными для разработки газа являются Печорский и Кузнецкий каменноугольные бассейны, где для этого уже выполнено технико-экономическое обоснование и есть положительный опыт добычи газа. Кроме того, попутная добыча газа возможна в ряде дальневосточных бассейнов - Партизанском, Угловском, Сахалинском. Тунгусский и Ленский бассейны представляют собой крупные резервы газового сырья в будущем .

В целом нетрадиционные ресурсы УВ представляют резерв возможностей расширения сырьевой базы нефти и газа в России, особенно для провинций с истощенными запасами, но они нуждаются в целенаправленных исследованиях и, главное, в разработке новых принципов теории и практики, как их выявления, так и разведки и добычи .

В настоящее время потребление нефти таково, что никакой альтернативный ей источник энергии не может заменить собой потребности в нефти. При этом запасы традиционной легкодоступной нефти неуклонно снижаются. Новых открытий крупных месторождений нефти не было с 70-х годов прошлого века, несмотря на все старания нефтяных компаний.

Возобновляемые источники энергии, такие как энергия Солнца или энергия ветра не оправдывают ожиданий своих последователей. Слишком уж дорого обходится их внедрение, да и эффективность их применения вызывает много вопросов. Как показывает практика, возможности этих ресурсов (технологий) по выработке энергии довольно ограничены. Несмотря на отдельные довольно-таки успешные примеры внедрения альтернативной (возобновляемой) энергетики, ее широкомасштабное использование малоперспективно.

Атомная промышленность самостоятельно также не может покрыть необходимые потребности. Максимум на что может хватить запасов урана при текущих технологиях – это 10 лет. К тому же в обществе после недавних событий на Фукусиме укрепилось негативное отношение к этому виду энергии. Никто не хочет иметь у себя в огороде такой потенциально опасный объект как АЭС.

Чтобы удовлетворить непрерывно растущие потребности общества в энергии, нефтедобывающая отрасль все больше переключает свое внимание на дорогостоящие нетрадиционные и труднодоступные источники углеводородов.

К таким источникам относятся:

Нефтяные пески Канады;
Тяжелая/высоковязкая/битумная нефть других регионов мира;
Сланцевая нефть;
Технологии, основанные на процессе Фишера-Тропша:

газ-в-жидкость / gas-to-liquids (GTL);
уголь-в-жидкость / coal-to-liquids (CTL);
биомасса-в-жидкость / biomass to liquids (BTL);

Добыча нефти на глубоководном шельфе и шельфе арктических морей

Общая характерная черта всех этих источников углеводородов – высокая себестоимость конечной продукции. Но это относительно небольшая плата за то, чтобы получить привычную и подходящую для современной инфраструктуры форму энергии (жидкие углеводороды).

Краткий обзор нетрадиционных источников углеводородов

Нефтяные пески успешно разрабатывают в Канаде c 60-х годов прошлого века. Сегодня примерно половина нефти добываемой в этой стране приходиться на нефтяные пески. Под нефтяным песком, на самом деле, подразумевается смесь песка, воды, глины, тяжелой нефти и природного битума. Выделяют три нефтяных региона в Канаде со значительными запасами тяжелой нефти и природного битума. Это Athabasca, о котором многие наверняка слышали, Peace River и Cold Lake. Все они находятся в провинции Альберта.

Для добычи нефти из нефтяных песков применяют два принципиально различных метода:

1) Открытым карьерным способом и 2) Непосредственно из пласта.

Рис. 1 Карьерный способ добычи нефтяного песка

Для извлечения тяжелой нефти непосредственно из пласта используют, как правило, тепловые способы добычи, такие как . Существуют также и «холодные» методы добычи, предполагающие закачку в пласт растворителей (например, метод VAPEX или ). Способы добычи тяжелой нефти непосредственно из пласта менее эффективны в плане нефтеотдачи по сравнению с карьерным способом. В то же время эти способы имеют некоторый потенциал к снижению себестоимости получаемой нефти за счет совершенствования технологий ее добычи.

Именно в тяжелой нефти сосредоточены основные мировые запасы углеводородов. Вслед за Канадой, поставившей на свой баланс запасы тяжелой/битумной нефти, то же самое сделала и Венесуэла, имеющая огромные запасы этой нефти в поясе реки Ориноко. Этот «маневр» вывел Венесуэлу на первое место в мире по запасам нефти. Значительные , а также во многих других нефтедобывающих странах.

Сланцевая нефть - «модная» тема в последнее время. Сегодня целый ряд стран проявляют повышенный интерес к добыче сланцевой нефти. В США, где добыча сланцевой нефти уже идет, с ней связывают значительные надежды по снижению зависимости от импорта этого вида энергоресурса. В последние годы основной прирост добычи американской сырой нефти происходит преимущественно за счет сланцевых месторождений Bakken в Северной Дакоте и Eagle Ford в Техасе.

Развитие добычи сланцевой нефти – прямое следствие той «революции», которая случилась в США в добыче сланцевого газа. Поскольку цены на газ обвалились в результате резкого роста объемов его добычи, компании стали переключаться с добычи газа на добычу сланцевой нефти. Тем более что технологии их добычи ничем особенным не отличаются. Для этого, как известно, бурят горизонтальные скважины с последующими множественными гидроразрывами нефтесодержащих пород. Постольку поскольку дебит таких скважин очень быстро падает, для поддержания объемов добычи требуется бурить значительное количество скважин по очень плотной сетке. Поэтому затраты на добычу сланцевой нефти неизбежно оказываются выше, чем затраты на добычу нефти традиционных месторождений.

Пока высоки проекты по добыче сланцевой нефти, несмотря на высокие издержки, остаются привлекательными. За пределами США наиболее перспективными считаются залежи сланцевой нефти Vaca Muerta в Аргентине и Баженовская свита в России.

Процесс Фишера-Тропша был разработан в 20-х годах прошлого века немецкими учеными Францем Фишером и Гансом Тропшем. Заключается он в искусственном соединении водорода с углеродом при определенной температуре и давлении в присутствии катализаторов. Получаемая таким образом смесь углеводородов сильно напоминает нефть и обычно называется синтез-нефть .

Рис. 2 Производство синтетического топлива на основе процесса Фишера-Тропша

Не каждая компания готова брать на себя такие . Поэтому проекты добычи нефти на глубоководном шельфе осуществляются, как правило, консорциумом компаний.

И в заключение еще несколько соображений

Все перечисленные источники углеводородов и способы их добычи не новы, они достаточно давно известны. Все они в той или иной степени уже задействованы нефтяной промышленностью. Сдерживает их развитие уже упомянутая высокая себестоимость конечной продукции и такой интересный показатель как EROI.

EROI (возврат энергии на инвестиции) – это отношение количества энергии, содержащейся в энергоносителе к энергии, затраченной на получение этого энергоносителя. Другими словами - это отношение энергии, которая содержит в себе полученная нефть к энергии, потраченной на бурение, добычу, транспортировку, переработку, хранение и доставку потребителю этой нефти.

Если обычная легкая нефть в настоящее время имеет EROI порядка 15:1, то у нефти, получаемой из нефтяного песка, EROI примерно 5:1, а у сланцевой нефти примерно 2:1.

Процесс постепенного замещения легкой нефти на более дорогостоящие источники углеводородов уже идет, а усредненный показатель EROI неуклонно движется к паритетному значению 1:1. И вполне вероятно, что в будущем этот показатель будет не в нашу пользу. Если до сих пор энергия нам доставалась можно сказать бесплатно , то в не таком уж далеком будущем нам, вероятно, придется платить за то, чтобы получить энергию в привычной и удобной жидкой форме, подходящей для наших технологий и существующей инфраструктуры.