Kas yra skalūnų dujos ir skalūnų nafta. Skalūnų aliejus: kas su juo negerai? Kur gaminamos skalūnų dujos?

Skalūnų aliejus skirstomas į dvi rūšis:

Pirmoji rūšis yra paprastoji alyva, susidedanti iš lengvųjų frakcijų, kuri yra mažo pralaidumo rezervuaruose. Šios rūšies alyva paprastai išgaunama naudojant hidraulinį skaldymą ir gręžiant horizontalius gręžinius Alyva"

Kas yra kerogenas?

Šiandien skalūnų aliejus išgaunamas dviem būdais

Antrasis metodas taikomas, kai naftą turinti uoliena yra dideliame gylyje. Norint išgauti naftą iš gelmių, išgręžiami horizontalūs gręžiniai, po to į šulinį įpurškiamas hidrodinaminis smūgis kurios uoliena šulinyje daug kur pradeda trūkinėti Šiuose plyšiuose ir išsiveržia anksčiau uoloje buvęs aliejus.
Tokia gamyba yra didžiulis pavojus regionui Kadangi metanas ir nafta patenka į požeminius vandenis, o vėliau – į buitinius vandens vamzdžius, pastaruoju metu gana populiarus vaizdo įrašas, kuriame vyras atidaro čiaupą virtuvėje. srautas, jis atneša į vandens srovę uždegtą degtuką ir jis įsiliepsnoja kaip deglas.

Šie du skalūnų aliejaus gamybos būdai yra labai daug darbo reikalaujantys ir brangūs. Pirmojo gamybos būdo kaina yra apie 90-100 dolerių už barelį, o antrasis metodas yra daug pigesnis, 50-60 dolerių.
Rusijos nafta, kuri gaminama Sibire, kainuoja apytiksliai 15 dolerių už barelį Saudo Arabijoje naftos kaina dar pigesnė ir yra tik 8 dolerių (žr. žodžio barelis reikšmę).

Didžiausios skalūnų gavybos vietos Jungtinėse Valstijose yra:

• Monterey, kuris yra Kalifornijoje (600 mln. barelių)
• Bakken, kuris yra Šiaurės Dakotoje (3,65 mlrd. barelių)
• Eagle Ford, esantis Teksase (3 milijardai barelių)

Tiesą sakant, pasaulis už palyginti paprastų skalūnų naftos gavybos metodų atsiradimą skolingas George'ui Mitchellui.

Iš pradžių 1980 metų, jo įmonė eksperimentavo su įvairiais hidraulinio ardymo būdais Barneto skalūnų naftos telkinyje, esančiame Teksase jau prarado viltį, o jų entuziazmas gerokai išblėso. Tačiau, kaip sakoma, Mitchell'as labai nervingai reagavo. gavau vadeles po uodega", jis nenorėjo mesti savo eksperimentų. Ir tik po beveik dviejų dešimtmečių pagaliau pavyko parinkti tinkamą technologiją. Ir būtent 1998 metais gavyba skalūnų naftos telkinyje pradėjo sparčiai vystytis. Iki to laiko jis buvo jau 80 metų, bet jis įgyvendino viso mano gyvenimo svajonę.

Skaityti daugiau:

Per pastaruosius 10 metų nusistovėjusią pasaulinę angliavandenilių gavybos sistemą tiesiogine prasme sujaukė atsiradusi naujas skalūnų naftos ir dujų telkinių plėtros technologijas. Žiniasklaidoje pasirodė nauja koncepcija: skalūnų revoliucija. Šios revoliucijos gimtinė buvo JAV, ir čia matome įspūdingiausius rezultatus. Skalūnų nafta ir skalūnų dujos JAV leido šiai šaliai aplenkti Rusiją pagal bendrą angliavandenilių gavybą, sumažinti degalų sąnaudas šalies viduje ir tapti dujų bei naftos eksportuotoja.

Didžiuliai naftingųjų skalūnų atsargos ištirtos daugelyje pasaulio šalių, jų plėtra gali visiškai pakeisti pasaulinį energijos gamybos žemėlapį.

Čia yra turtingiausi pasaulyje skalūnų naftos ištekliai Rusija(Gimimo vieta Baženovo formacija Ir Achimovo formacija Vakarų Sibire).

JAV turi antras didžiausias įrodytas naftingųjų skalūnų atsargas. Buvo aptikti dideli skalūnų naftos telkiniai ir dar daugiau skalūnų dujų Kinija. Argentinos darinys Vaca Muerta naftos telkinys laikomas labai perspektyviu. Tik šio lauko naftos skalūnai 8 kartų padidina naftos atsargas Pietų Amerikoje.

Didžiausių pasaulyje skalūnų naftos atsargų pasiskirstymas (2013 m.) pateiktas šioje lentelėje:

Lentelėje naudojamas visuotinai priimtas naftos gavybos vienetas – JAV naftos barelis, kuriame yra maždaug 159 litrų

Skalūnų alyva: gamybos technologija

Skalūnų naftos telkiniai žinomi nuo XIX a. Tačiau bandymai juos plėtoti pramonėje ilgą laiką buvo bevaisiai. Vertikalūs naftos gręžiniai, per kuriuos vykdoma gamyba iš įprastinių naftos telkinių, skalūnuose nesukūrė ekonomiškai pagrįsto debito (naftos srauto). Faktas yra tas, kad skalūnų naftos telkiniai labai skiriasi nuo įprastų.

Abiejų tipų naftos atsargos susidaro iš organinių liekanų.

Tačiau tradiciniai naftos telkiniai atsiranda tada, kai yra a kolekcininkai– uolienų, kurios labai pralaidžios naftai, per kurias gali judėti nafta. Toks kolektorius turi būti uždengtas "padanga"– prastai laidus uolienų sluoksnis. Tada po padanga susidaro tradicinės alyvos nuosėdos. Bet tokiuose telkiniuose yra labai maža dalis visų naftos atsargų Žemėje – įvairiais skaičiavimais, tik nuo 1 iki 3 proc. Kur kas reikšmingesni naftos ištekliai susitelkę mažo laidumo skalūnų uolienose. Tačiau ilgą laiką iš ten nebuvo įmanoma išgauti aliejaus.

Proveržis įvyko tada, kai amerikiečiui George'ui Mitchellui pavyko panaudoti dviejų gamybos technologijų derinį – horizontalų (arba nuožulnų) gręžimą ir hidraulinį uolienų darinio ardymą (frakingą).

Technologijos esmė tokia. Pirmiausia gręžiamas vertikalus gręžinys, kol pasieks naftingųjų skalūnų sluoksnį. Šiame sluoksnyje gręžimo kryptis pasikeičia į horizontalią, kuri sukuria horizontalią gręžinio atkarpą. Tada į šulinį esant aukštam slėgiui pumpuojamas specialių cheminių reagentų vandeninis tirpalas kartu su smėliu. Atsiranda hidraulinis skilimas: esant slėgiui skystis ardo alyvos guolio darinį. Dėl plyšimo metu susidariusių įtrūkimų susidaro dirbtinis pralaidus rezervuaras. Norint sukurti daugiau įtrūkimų, procesas atliekamas keliais etapais. Per šiuos plyšius į šulinį pradeda tekėti uolienoje esanti nafta ir gamtinės dujos. O smėlis neleidžia plyšiams vėl užsidaryti.

Kodėl Greenpeace prieš skalūnų dujų ir naftos gavybą?

Pranešimą tokiu pavadinimu paskelbė visame pasaulyje žinoma aplinkosaugos organizacija Greenpeace. 2014 m. birželio 10 d. Greenpeace neprieštarauja pačiai skalūnų naftos gavybai. Greenpeace skelbia pavojų aplinkai skaldymas. Nustatytas ardymo poveikis aplinkai kelia klausimų.

Ar žmonijai reikia naftos už tokią kainą?

Kai skalūnų aliejus gaminamas pramoniniu mastu, į gręžinį hidrauliniam ardymui pumpuojama milijonai tonų vandeninio cheminių medžiagų tirpalo. Šiame tirpale yra didžiulis kiekis žmonėms pavojingų medžiagų (iki 700 vardai). Yra:

• kancerogenai, sukeliantys vėžį
• mutagenai, sukeliantys nenuspėjamas genų mutacijas
• medžiagų, kurios turi žalingą poveikį žmogaus endokrininei sistemai
• medžiagų, kurių žmogaus organizmas negali pašalinti natūraliai

Išsiurbus po žeme tirpalas papildomai užterštas metanu, kuris yra toksiškas žmogui, bei radioaktyviosiomis uolienų medžiagomis. Ir dabar šis mirtinas mišinys pradeda sunktis į žemės paviršių kartu su metanu, kurio negalima išpumpuoti per šulinį. Pakeliui tirpalas praeina per vandeninguosius sluoksnius, užnuodydamas vandenį. JAV po skalūnų revoliucijos naftos gavybos vietose galima padegti geriamąjį vandenį iš čiaupo – jis taip susimaišęs su metanu. Dėl apsinuodijimo metanu ir kitomis toksinėmis medžiagomis tokių vietovių gyventojai netenka sveikatos.

Be to, ardymo procesas sunaudoja didžiulius kiekius gėlo vandens. Tačiau geriamojo vandens trūkumo problema kasmet tampa vis opesnė. Ir ne tik Azijoje bei Afrikoje – turtingiausioje JAV Kalifornijos valstijoje iškyla reali grėsmė įvesti vandens vartojimo apribojimus. Natūralu, kad vietiniai gyventojai tų vietovių, kuriose vykdoma arba planuojama skalūnų naftos ir dujų gavyba, protestuoja prieš fracking technologijos naudojimą. Kai kurių šalių (Nyderlandų, Prancūzijos, Bulgarijos) vyriausybės išleido įstatymus, visiškai draudžiančius šią technologiją.

Skalūnų revoliucija: viltys ir nusivylimai

Vienintelė šalis, kurioje iš tikrųjų įvyko skalūnų revoliucija, yra JAV. 2002 m. pirmą kartą buvo panaudota ardymo technologija horizontaliojo gręžimo metu, po to JAV smarkiai išaugo skalūnų naftos ir dujų gavybos apimtys.

2009 metais JAV pagal gamtinių dujų gavybą aplenkė Rusiją, o pagal naftos gavybos apimtis priartėjo prie pasaulinės eksporto lyderės Saudo Arabijos.

Pirmą kartą per 40 metų JAV pradėjo eksportuoti energijos išteklius. Tačiau rudenį kritus naftos kainoms tapo akivaizdu, kad Amerikos naftingųjų skalūnų įmonės ištiko didelių sunkumų. Kai kurios įmonės gali apskritai pasitraukti iš rinkos.

Ekonominiai sunkumai yra susiję su aukšta kaina gauti skalūnų alyvą. Iš karto po hidraulinio ardymo skalūnų gręžinys pradeda gaminti pramoninę produkciją – debitą. Bet šis procesas baigiasi labai greitai – dažnai skalūninis gręžinys išsenka per metus. Kartais galima išsiurbti alyvą dvejus ar trejus metus, tačiau po eksploatacijos metų gamyba geriausiu atveju sumažėja 40 procentų. Be to, naftą galima išgauti tik iš skalūnų telkinio toli gražu ne iki galo (gavybos procentas daug mažesnis nei įprastuose telkiniuose). Todėl turime gręžti vis daugiau gręžinių, o tai kainuoja daug pinigų (vidutinės išlaidos - 8,5 mln dolerių už šulinį). Kaip pavyzdį pažvelkime į 2012 m. duomenis: JAV šiemet išgręžė 45 468 gręžinius, o visose kitose pasaulio šalyse (išskyrus Kanadą) – tik 3 921 tai, kad skalūnų naftoje beveik visada yra ištirpusių gamtinių dujų kaina. Dėl šios priežasties jį reikia papildomai apdoroti prieš transportuojant. Priešingu atveju nafta tampa sprogi (o skalūnų naftos rezervuarų sprogimo atvejai jau žinomi).

Pastaruoju metu kai kurie ekspertai ėmė kalbėti apie dirbtinį Amerikos įmonių skalūnų naftos gavybos savikainos mažinimą. Tikslas yra išpūsti skalūnų bumą, kad padidėtų vyriausybės parama ir užsienio skolintojų skolinimo apimtys. Sąnaudų neįvertinimas ir dideli skalūnų telkinių parametrų skirtumai lėmė tai, kad dauguma prognozių apie skalūnų naftos gavybos plėtrą kitose šalyse pasirodė klaidingos.

Jungtinės Valstijos intensyviai propaguoja skalūnų naftos plėtros Europoje idėją. Buvo manoma, kad dėl to Europa gali įgyti nepriklausomybę nuo Rusijos dujų tiekimo. Lenkijoje buvo ištirtos didžiausios skalūnų naftos atsargos Europoje, todėl ten jie pradėjo bandomuosius gręžinius, investuodami apie milijardą dolerių. Buvo išgręžtas 69 šulinių, tačiau nei vienas gręžinys nebuvo tinkamas pramoninei gamybai.

Buvo aptiktos gana didelės skalūnų angliavandenilių atsargos Ukraina. Tačiau visi tyrinėti telkiniai yra šioje vietovėje Donbasas.

Ne viena įmonė, atsižvelgdama į praėjusių metų įvykius, ten neplanuoja darbų. Kinija turėjo grandiozinių skalūnų dujų gavybos planų. Tačiau net ir ten pastaruoju metu jie buvo labai pakoreguoti žemyn dėl neišspręstos vandens trūkumo problemos, kuri Kinijoje yra labai opi.

Perspektyvos ir prognozės

Be didelių sąnaudų, vienas iš pagrindinių apribojimų didinant skalūnų naftos gavybą yra didelis suvartojimas gėlo vandens. Šiuo metu gėlo vandens trūkumas tampa visos planetos problema. Dėl šios priežasties skalūnų naftos tebėra nepasiekiama daugelyje šalių, kuriose ištirtos didelės atsargos. Kinija, Jordanija, Mongolija, Izraelis Dėl vandens trūkumo jie negali pradėti gaminti skalūnų naftos.

Tačiau yra vilties išspręsti problemą: Izraelis pradėjo kurti bevandenę skalūnų naftos gavybos technologiją.

Jei pavyks (pagal prognozę, darbo rezultatai bus žinomi iki 2020 metų) bus panaikinti visi aplinkosaugos apribojimai. Naujoji technologija gali tapti ekonomiškesnė nei tradicinė naftos ir dujų gavyba. Tada bus įmanoma nauja pasaulio taika skalūnų bumas.

Šiuo metu skalūnų naftos gavybos savikaina yra kelis kartus didesnė nei įprastos naftos. Persijos įlankos šalys yra pasirengusios toliau mažinti kainas iki 40 USD už barelį. Su tokiomis kainomis skalūnų nafta negali konkuruoti.

• 2015 metų balandžio mėnesio duomenimis, pirmą kartą per pastarąjį dešimtmetį skalūnų naftos gavybos augimas Jungtinėse Valstijose sustojo, o kai kuriuose telkiniuose net sumažėjo.
• Nuo 2014 metų pabaigos JAV taip pat sumažėjo horizontalaus gręžimo intensyvumas.

Galima sakyti, kad šiuo metu skalūnų nafta pralaimi karą tradiciniams laukams. Tačiau naujų technologijų atsiradimas gali viską pakeisti.

Skalūnų naftos ir dujų gavybos pradininkė buvo JAV, kur skalūnų bumas parodė stulbinančius rezultatus. Taigi Amerika sugebėjo ne tik sumažinti degalų kainą vidaus rinkoje, bet ir tapti angliavandenilių eksportuotoja, lenkiančia Rusiją pagal bendrą naftos ir dujų gavybą.

Tačiau nelabai kas gali pasigirti žinąs, kaip ir kas tai yra skalūnų nafta, kuo ji skiriasi nuo „įprastos“ naftos ir ar nekelia grėsmės „klasikiniams“ angliavandeniliams.

Skalūnų aliejus yra angliavandenilių žaliava, kurioje yra gausybė papildomų priemaišų. Įvairiose šalyse aptikti nemaži tokios naftos kiekiai, o jų gamyba gali perbraižyti pasaulio energijos tiekėjų žemėlapį.

Rusijos Federacija užima lyderio poziciją pagal skalūnų naftos ir dujų atsargas, kurios yra sutelktos Vakarų Sibire (Achimovskaja ir). Jungtinės Valstijos yra antroje vietoje pagal išžvalgytų naftos išteklių kiekį. Trečią vietą pagal atrastas skalūnų naftos atsargas užima Kinija. Tuo pačiu metu Kinijoje skalūnų dujų telkinių kiekis viršija juodojo aukso atsargas.

Skalūnų alyvos gamybos technologija

Skalūnų nafta yra labai giliai po žeme ir jos gavybai naudojamos specialios technologijos, kurios yra perspektyviausios tokių telkinių plėtrai.

Šiandien skalūnų aliejus gali būti gaminamas dviem būdais:
• kasykla – turintis įvairių galimybių išgauti žaliavas iš gręžinio;
• atviras – plačiai naudojamas praeityje. Šiandien jis prarado savo populiarumą dėl didelių darbo sąnaudų.

Tradiciniuose telkiniuose yra nežymus angliavandenilių atsargų kiekis planetoje – įvairių ekspertų teigimu, 1-3 proc. Tuo pačiu metu mažo laidumo skalūnų uolienos talpina didelius kuro kiekius. Tačiau tokių telkinių plėtra jau ilgą laiką nebuvo sėkminga. Situacija kardinaliai pasikeitė po to, kai George'as Mitchell'as sujungė dvi gręžinių kūrimo technologijas – horizontalų gręžimą ir skaldymą (hidraulinį ardymą).

Ištraukimo technologija yra tokia. Visų pirma, iki naftos turinčių skalūnų darinių atsiradimo išgręžiamas vertikalus gręžinys. Pasiekus naftinguosius skalūnus, keičiant gręžimo kryptį suformuojama horizontali gręžinio atkarpa. Po to įpurškiama speciali skysta kompozicija - smėlis vandeniniame cheminių reagentų tirpale. Patekusi medžiaga suardo darinį, kuriame yra alyva, todėl susidaro daug įtrūkimų ir susidaro pralaidus rezervuaras. Hidraulinio ardymo procedūra atliekama keletą kartų, padidinant plyšių, per kuriuos uolienoje esantys angliavandeniliai patenka į šulinį, skaičius. Kompozicijoje esantis smėlis neleidžia uždaryti įtrūkimų.

Hidraulinio ardymo technologijos trūkumai:

• Indėlis greitai sensta. Vidutinis gręžinių „eksploatavimo laikas“ yra 1,5–2 metai per pirmuosius eksploatavimo metus, debitas sumažinamas 80%. Tada gamyba sustabdoma ir naujo gręžinio ieškoma nemažu atstumu nuo sustabdytų statybų.
• Pastebėtas anglies dioksido išmetimas. Tačiau dabar vyksta darbas kuriant technologijas, leidžiančias surinkti išleistas dujas. Ateityje, siekiant padidinti lauko plėtros efektyvumą, susidariusį anglies dvideginį planuojama perdirbti į elektros energiją.

Pažymėtina, kad skalūnų telkinių kūrimo technologija yra tik pradžioje. Skalūnų angliavandenilių gamybos kaštai viršija tradicinių naftos telkinių plėtros sąnaudas. Šiuo atžvilgiu nereikėtų tikėtis, kad artimiausiu metu pasikartos skalūnų bumas, kaip matėme su dujomis, o atrastas skalūnų juodojo aukso atsargas reikėtų vertinti kaip energijos išteklių atsargas ateičiai.

Šiferis – taip vadinamas akmuo, plačiai naudojamas kaip statybinė ir apdailos medžiaga. Tačiau kai kurios skalūnų rūšys buvo plačiai pritaikytos energetikos sektoriuje. Šiferis gali būti naudojamas grafito, kvarco, granato, popieriaus gamyboje, kaip magnio ir silicio šaltinis. Priklausomai nuo susidarymo sąlygų, skalūnai skirstomi į:

• molingas;
• šiferis;
• kristalinis;
• anglies;
• chloritas;
• degus;
• veldinė;
• talkas ir kt.

Susidarę gana dideliame gylyje esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, skalūnai turi kristalinę struktūrą, kuri turi aiškiai apibrėžtus sluoksnius.

Dėl šios paklausos skalūnų gavyba vykdoma daugelyje šalių, tarp jų Meksikoje, JAV, Kolumbijoje, Venesueloje, Naujojoje Gvinėjoje, Rusijoje, Šiaurės Afrikoje ir kt.

Daugelyje šalių skalūnų telkiniai naudojami kaip naftos ir dujų gavybos šaltinis.

Skalūnų naftos gavyba

Skalūnų nafta paprastai vadinama nafta, kurios pagrindinis gavybos šaltinis yra kietos arba skystos būsenos skalūnų telkiniai, kuriuos gana ilgą laiką susiformavo augalų ir gyvūnų liekanos.

Tokios alyvos randamos uolienose, kurioms būdingas mažas tankis ir pralaidumas. Be to, uolienose, kuriose yra skalūnų alyvos, taip pat yra daug priemaišų, kurios vadinamos aliejiniu smėliu arba sunkiąja bitumo alyva. Tokio gaminio rafinavimas yra labai brangi procedūra, todėl medžiaga kelis kartus brangesnė nei įprasta alyva. Taip yra dėl to, kad skalūnų gamybos technologija tebėra netobula ir tik išgyvena pradinį vystymosi etapą. Šiuo atžvilgiu skalūnų nafta šiandien yra perspektyvesnis rezervas ateičiai ir jokiu būdu dar negali paveikti esamos naftos rinkos.

Nepaisant didelės produkto kainos, skalūnų aliejus ir toliau gaminamas. Yra du būdai, kurie yra naudingi ekstrahuojant šį produktą:

1. Atviras (mano) metodas. Tokiu atveju uoliena, pašalinta iš žemės gelmių, toliau apdorojama specialiuose reaktoriaus įrenginiuose. Šie įrenginiai naudojami skalūnų pirolizei be oro prieigos. Dėl šio proceso išsiskiria skalūnų derva. Verta paminėti, kad atviras metodas išsiskiria didelėmis sąnaudomis ir, atitinkamai, brangiu galutiniu produktu.
2. Ištraukimas iš rezervuaro hidraulinio ardymo (arba ardymo) būdu. Šiuo metodu gręžiami horizontalūs šuliniai ir atliekamas daugkartinis hidraulinis ardymas. Dažnai prieš tai reikia termiškai arba cheminiu būdu pašildyti darinį. Nepaisant didelių skalūnų naftos gavybos atviroje duobėje metodo sąnaudų, šis metodas yra dar sudėtingesnis ir atitinkamai brangesnis.

Be to, išgaunant skalūnus, norint gauti naftą antruoju metodu, iškyla rimta problema, kurią sudaro labai greitas gręžtinių gręžinių debito sumažėjimas. Jei pačioje eksploatavimo pradžioje šuliniams būdingas gana didelis debitas, susijęs su horizontaliu įpurškimu ir daugybiniu hidrauliniu ardymu, tai po 400 darbo dienų smarkiai sumažėja pagamintų žaliavų kiekis (iki 80). %). Siekiant išvengti panašios situacijos skalūnų gamybos metu, gręžiniai pradedami eksploatuoti etapais.

Verta paminėti, kad skalūnų telkiniuose yra gana maža dujų koncentracija. Paprastai jis renkamas kolektoriuose, kurie yra išsibarstę po visą uolienų masę. Taigi kiekviename atskirame rezervuare yra labai mažas dujų kiekis. Tačiau sudėjus juos visus, gaunami net labai dideli jo rezervai.

Skalūnų dujos gaminamos keliais būdais:

1. Horizontalus gręžimas. Šis metodas pagrįstas specialių gręžimo įrenginių naudojimu. Šis metodas yra labiausiai paplitęs ir laikomas prioritetiniu skalūnų dujų gavybos metu.
2. Hidraulinis ardymas. Metodo esmė – sukurti didelio laidžio plyšį tiksliniame darinyje, siekiant iš jo išleisti skalūnų dujas. Šis metodas naudojamas, kai įprasti metodai nebeveikia.
3. Seisminis modeliavimas. Šis metodas apjungia geologinius tyrimus su kartografavimu ir kompiuteriniu duomenų apdorojimu, įskaitant vizualizaciją.

Verta paminėti, kad šiandien yra modernios skalūninių dujų gavybos technologijos, kuriose sukonstruotas specialus gręžimo įrenginys, kuriame yra vienas vertikalus gręžinys ir keli horizontalūs, kurių ilgis gali siekti apie 3 km. Šuliniai užpildomi specialiu mišiniu, kuriame yra vandens, smėlio ir cheminių medžiagų, dėl kurių atsiranda vandens plaktukas. Dėl to pažeidžiami dujų rinktuvai, o juose esančios dujos išleidžiamos ir išsiurbiamos.

Išgaunant skalūnų dujas, kaip ir plėtojant standartinius dujų telkinius, susidaro kintamo slėgio zonos. Taigi, dujos juda priklausomai nuo slėgio. Tam naudojami horizontalūs šuliniai, kurie turi kelias šakas tame pačiame gylyje. Taip pat leidžiama formuoti daugiapakopius šulinius su horizontalia 2 km ilgio šaka.

JAV turi didžiausią patirtį plėtojant skalūnų telkinius. Taigi tai rodo, kad kiekvienas atskiras toks telkinys turi savo unikalius geologinius parametrus, turinčius įtakos medžiagos eksploatavimui ir gavybai. Taigi kiekvienu konkrečiu atveju išgaunant dujas reikalingas individualus mokslinis požiūris.

Skalūnų gamybos pasekmės

„Greenpeace“ jau daug metų agituoja už skalūnų dujų ir skalūnų naftos gavybos nutraukimą. Taip yra dėl to, kad skalūnų gamybos metu naudojamos pavojingos ir mažai ištirtos hidraulinio ardymo technologijos. Aplinkos tyrimų metu buvo nustatyta nemažai veiksnių, rodančių, kad skalūnų gavyba daro neigiamą poveikį žmogui ir aplinkai. Jie apima:

1. Vandens tarša. Hidraulinis ardymas sukelia požeminio vandens ir geriamojo vandens šaltinių užteršimą nuodingomis cheminėmis medžiagomis. Fracking sunaudoja didžiulius kiekius vandens, o tai kelia pavojų regionams, kenčiantiems nuo sausros ir vandens streso.
2. Oro tarša. Gaminant skalūnus į atmosferą patenka metanas ir kitos dujos. Kartais tarša būna tokia didelė, kad šalia skalūnų gavybos vietų gyvenantys gyventojai yra priversti dėvėti respiratorius.
3. Dirvožemio tarša. Toksiški skysčiai, naudojami skalūnų kasyboje, gali išsiplauti į dirvą.
4. Žemės naudojimas. Skalūnų gavyba smarkiai niokoja kraštovaizdį, o tai daro žalą ir žemės ūkio paskirties žemei. 140-400 km2 plote formuojama apie 3000 gręžinių.
5. Triukšmo tarša. Daugiausia susijęs su skaldymu. Kenksminga vietos gyventojams, naminiams ir laukiniams gyvūnams.
6. Seisminis aktyvumas. Užterštas vanduo pašalinamas pumpuojant jį po žeme, o tai žymiai padidina žemės drebėjimų riziką.
7. Klimato pasikeitimas. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis, patenkantis į atmosferą skalūnų gavybos metu, yra daug kartų didesnis nei šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis, išsiskiriantis išgaunant tradicines naudingąsias iškasenas. Šia tema atlikta daug tyrimų, dėl kurių mokslininkai priėjo prie išvados, kad išgaunant skalūnines dujas metanas nuteka tris kartus daugiau nei išgaunant gamtines dujas.
8. Socialinės ir ekonominės problemos. Naudingųjų iškasenų, tokių kaip skalūnų dujos, gavyba gali sukelti ekonominį bumą regione, kuriame jos išgaunamos. Tačiau šis reiškinys yra labai trumpalaikis, o tokios kasybos daroma žala yra milžiniška.

Taigi skalūnų gamyba gali sukelti rimtų negrįžtamų pasekmių tiek aplinkai, tiek visai žmonijai.

Skalūnų nafta – ateities energijos šaltinis, tokį aiškinimą girdėjo visi. Ar taip yra? Kas yra ši alternatyva tradiciniam aliejui ir kokia rizika kyla jos gamybai?

„Skalūnų auksas“

Naftos skalūnų atsargos, iš kurių šiandien išgaunama skalūnų nafta ir dujos, priešistorinės jūros dugne iš mineralinių ir organinių dalių (kerogeno) susidarė maždaug prieš 450 milijonų metų. Pastarasis, kuris taip pat dažnai vadinamas „protoaliejumi“, susidarė iš augalų ir gyvų organizmų liekanų. Mineralai, kuriuos galima gauti plėtojant jo telkinį, taip pat priklauso nuo jo „žaliavos“.

Taigi I ir II tipo kerogenas, susidedantis iš paprastų dumblių liekanų arba sausumos ir jūros augalų priemaišų, kaitinant sudaro skystus angliavandenilius – dervą, savo sudėtimi panašią į naftos angliavandenilius. Tai vadinama skalūnų nafta.

O iš III tipo, kilusio iš antžeminės kilmės medžių rūšių, gaunami dujiniai angliavandeniliai – skalūnų dujos.

Naftos skalūnų yra daug daugiau nei atvirų tradicinės naftos telkinių. Dabartiniais skaičiavimais, bendra skalūnų atsargų apimtis siekia apie 650 trln. tonų, iš kurių galima gauti iki 26 trln. tonų skalūnų naftos. Tai 13 kartų daugiau nei įprastos naftos atsargos.

Esant dabartiniam vartojimo lygiui, tokio kiekio užteks dar 300 nuolatinės gamybos metų.

Bet tai nėra taip paprasta. „Shell“ teigimu, plėtra ekonomiškai pagrįsta tik turtingiausiuose skalūnų telkiniuose, kurių naftos kiekis yra 90 litrų tonoje skalūnų, o formacijos storis ne mažesnis kaip 30 metrų. Šiuos kriterijus atitinka tik trečdalis pasaulio atsargų.

Dauguma jų, analitiko G. Birgo teigimu – apie 70% (24,7 trilijonų tonų skalūnų naftos) yra JAV. Tai tokie dideli telkiniai kaip Bakken Šiaurės ir Pietų Dakotoje, Erelio fortas Teksase ir Bone Spring Naujojoje Meksikoje. Jų raida sukėlė bendrą XXI amžiaus jaudulį, žinomą kaip „skalūnų revoliucija“.

Rusija, pasak Birgo, užima solidžią antrą vietą – mūsų šalyje yra apie 7% skalūnų naftos atsargų. Tai daugiausia Bazhenovo formacijos telkiniai - telkiniai Vakarų Sibire. Tuo pačiu, JAV Energetikos informacijos administracijos (EIA) duomenimis, Rusijos rezervai yra perspektyviausi dėl gamybos sąlygų.

Gamyba

Šiandien skalūnų aliejus gaminamas dviem pagrindiniais būdais. Pirmasis, kuris kadaise buvo aktyviai plėtojamas SSRS, apima skalūnų gavybą per kasyklą, o vėliau jų apdorojimą specialiuose reaktorių įrenginiuose, kurių metu pati skalūnų alyva išskiriama nuo uolienų. Šis metodas nėra populiarus tarp gamybinių įmonių dėl savo brangumo – naftos barelio kaina išgaunant yra 75-90 USD (2005 m. kainomis).

Antrasis būdas – skalūnų alyvos gavyba tiesiai iš rezervuaro. Paprastai tai atliekama naudojant ardymo arba hidraulinio ardymo technologiją. Į išgręžtą horizontalų gręžinį pumpuojamas „ardymo skystis“ (dažniausiai vanduo, helis ar rūgštis, sumaišyta su chemikalais), kuris esant aukštam slėgiui sunaikina skalūnų darinį, suformuodamas jame įtrūkimus, o naftą iš ten „išplauna“ į rezervuarus. patogus gamybai.

Šiandien šis metodas laikomas pelningiausiu. Tai pelninga, kai minimali naftos kaina yra 50–60 USD už barelį. Bet ji vis tiek negali konkuruoti su tradiciniu aliejaus gamybos būdu: nei pigumu, nei saugumu.
Esant dabartiniam technologijų išsivystymo lygiui, abu metodai gali sukelti aplinkos katastrofą. Pirmuoju atveju, apdorojant naftinguosius skalūnus, į atmosferą išleidžiamas didžiulis anglies dioksido CO2 kiekis, kuris yra kupinas šiltnamio efekto padidėjimo, visuotinio atšilimo, tirpstančių ledynų ir ozono skylių atmosferoje. Jo pašalinimas mokslininkams vis dar lieka neįminta paslaptis. Be to, naftingųjų skalūnų perdirbimas reikalauja milžiniškų vandens kiekių ir susidaro daug atliekų – maždaug 700 kg dviems naftos bareliams.

Fracking: nauja grėsmė aplinkai

Fracking kelia dar didesnį pavojų aplinkai. Aiškus rodiklis – kai kuriose šalyse (Prancūzijoje, Rumunijoje, Bulgarijoje) tai tiesiog draudžiama.

Pagrindinis pavojus aplinkai kyla dėl didelio chemikalų kiekio, kuris pumpuojamas po žeme kartu su vandeniu ir smėliu, kad suskaldytų darinį. Fracking operacija turi būti kartojama vienoje srityje iki 10 kartų per metus. Per tą laiką pavojingos medžiagos prasiskverbia į uolieną, todėl užteršiamas ne tik dirvožemis, bet ir gruntinis vanduo. Todėl skalūnų mineralų gavybos vietose nuolat stebimas gyvūnų, paukščių, žuvų maras, aptinkami „metano srautai“. Žmonės, kuriems nesiseka gyventi šalia telkinio, dažnai patiria galvos skausmą, sąmonės netekimą, astmą, apsinuodijimą ir kitas neigiamas pasekmes sveikatai.

Tačiau, kaip rodo praktika, vanduo, kuriame gausu naftos ar dujų, sveikatos taip pat nepagerina. Taigi vanduo skalūnų gavybos vietose kartais įgauna būdingą juodą atspalvį ir gebėjimą užsidegti. Kai kurie JAV regionai netgi turi savo „vietinių“ pramogų: padega iš čiaupo tekantį vandenį.
Aplinkos tarša nėra vienintelis įtrūkimo pavojus. Aplinkosaugininkai perspėja, kad geologinis lūžis, sutrikdantis žemės plutos struktūrą, gali sukelti geologinius poslinkius ir didelius žemės drebėjimus kasybos rajonuose.

Kuriama

Skalūnų nafta gali sukelti tikrą revoliuciją naftos rinkoje ir pasaulio ekonomikoje. Tolimesnės sėkmingos plėtros atveju alternatyvios energijos ir biokuro klausimas dar porai šimtų metų išnyks iš prioritetinių žmonijos problemų sąrašo. Taigi, ekspertų teigimu, skalūnų nafta turi milžinišką potencialą. Bet ar tai bus realizuota?

Grėsmės aplinkai nėra vienintelė priežastis, kodėl dauguma šalių dar neišnaudojo skalūnų išteklių. Šiandien jų kūrimo technologijos yra pačioje pradinėje raidos stadijoje. Didžiausių pasisekimų šioje srityje kol kas pasiekė tik JAV ir Kanada, tačiau jų metodai dėl geologinių skirtumų netinka visoms sritims. Taigi „skalūnų revoliucija“ artimiausiu metu nenumatoma visur.
Gamintojus stabdo ir ženkliai didelė produkcijos savikaina, kuri, atsižvelgiant į dabartines naftos kainas, šį verslą visiškai pavertė nuostolingu.

Taip 2015 metų sausio 4 dieną Šiaurės Amerikos bendrovei „WBH Energy“, kurios specializacija yra skalūnų naftos ir dujų gavyba, iškelta bankroto byla. Kaip teisingai pasakė didelės paslaugų korporacijos „Schlumberger“ ekspertas Richardas Lewisas: „Skalūnų pjesės vis dar yra eksperimentinėje kūrimo stadijoje“.