Проблема сланцевой нефти

Введение

В данном реферате будет рассмотрен термин сланцевой нефти. Также способ добычи и перспективы на будущие для России. На пути освоения сланцевой нефти встречается множество преград с которыми наши бурильщики и ученные еще не сталкивались. Появление экологических проблем в процессе добычи и эксплуатации сланцевой нефти. В данный момент Россия находится на начальном этапе в освоении сланцевой нефти для дальнейшего развития в этой отросли - необходимо финансирование и перенятые опыта у стран которые уже добились успехов в освоении сланцевой нефти например у США. На данном этапе России необходимо создание специализированых лабораторий для практических исследований добычи и разработки сланцевой нефти без колоссального нанесения вреда окружающей среде. Отказываться от столь колоссального сырья не целесообразно. Оно может стать основной сферой в экономической и углеводородной независимости для России на мировой арене.

Рывок к энергетической независимости

В структуре мировой нефтедобычи стремительно растет доля нефтяных сланцев. И сегодня очевидно, что освоение этого нетрадиционного вида сырья может определить развитие нефтяного рынка на ближайшие десятилетия. Согласно отчету PricewaterhouseCoopers, суточная добыча сланцевой нефти в США увеличилась со 111 тыс. баррелей в 2004 году до 533 тыс. в 2011-м, обеспечив в текущем году снижение объемов импорта до рекордно низких показателей за последние 25 лет.

Так называемая сланцевая революция в области нефти началась примерно с 2010 года, в области газа чуть раньше — с 2006–2008-го.

Обусловлена она стремлением стран, на территории которых широко развиты сланцевые поля, в первую очередь США, к энергетической независимости и снижению доли импорта сырой нефти. По данным International Energy Agency, извлекаемые запасы сланцевой нефти в мире оцениваются в 450 млрд тонн. То есть вдвое превышают запасы обычных нефтей. На долю России приходится 33 млрд тонн (третье место в мире после США и Бразилии).

Тайны доманика и баженовской свиты

При определении нетрадиционной нефти специалисты расходятся в используемой терминологии, и под сланцевой нефтью зачастую

2

подразумеваются легкие нефти низкопроницаемых пород или синтетическая нефть, получаемая при термической переработке твердых сланцев с высоким содержанием органического вещества — керогена. Поэтому сланцевая нефть — это, во-первых, нефть, которая добывается из сланцевых плеев или из других пород с очень низкой проницаемостью путем бурения горизонтальных скважин и многостадийного гидроразрыва пластов. А во-вторых, это нефть, которая может быть добыта из нефтяного сланца с помощью методов термического воздействия. Ее еще называют керогеновой. Часто под сланцевой нефтью подразумевают и собственно сланцевую нефть и нефть низкопроницаемых («плотных»)

коллекторов.

Сланцевые толщи — это горные породы, состоящие в основном из глинистых известняков и кремнезема, которые насыщены органическим веществом — керогеном. Примером таких пород являются баженовская свита в Западной Сибири и доманикоидные отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Это верхние слои девона, представленные кремнистоглинисто-карбонатными породами, обогащенными органикой.

Эти доманикоидные толщи представляют собой целый пояс, который тянется вдоль Урала с севера на юг от Печорского моря до Прикаспийской синеклизы (через Башкортостан и Татарстан). По некоторым оценкам специалистов, именно с баженовской свитой и с домаником связаны перспективы сланцевых толщ. Предполагается, что восточная часть области распространения доманикоидной формации будет иметь газовое насыщение сланцевой толщи, западная — нефтяное.

Ученые ждут поддержки от нефтяников

С 2006 года американские нефтяники стали применять при добыче сланцевого газа технологии горизонтального бурения и гидроразрыва пласта. И обеспечили тем самым технологический прорыв. Он был поддержан правительством страны (введено льготное дифференцированное налогообложение, финансирование научных разработок). Кроме того, на рынке установились высокие цены на нефть. Все это вместе взятое спровоцировало начало сланцевой революции. Но главное, у них была цель. По сути, национальная идея — уйти от сырьевой, энергетической зависимости. И они ее достигли. Из крупного импортера углеводородного сырья США становятся экспортером.

Актуальность поиска сланцевой нефти определяется, прежде всего, ухудшением структуры запасов и снижением товарных качеств добываемой нефти. Поскольку сланцевые поля и низкопроницаемые толщи содержат, как правило, легкую, малосернистую нефть, ее можно было

3

бы смешивать с высокосернистой нефтью, повышая ее товарные качества. То есть открытие и разработка месторождений сланцевой нефти в республике может в корне изменить экономическую ситуацию. В России работы в этом направлении только начинаются, хотя баженовская свита является объектом изучения уже около 50 лет.

Сланцевая нефть и «плотная» нефть — это нетрадиционная нефть, залегающая в плотных низкопроницаемых породах, которые раньше не рассматривались как коллекторы, наоборот, считались флюидоупорами, бесперспективными с точки зрения нефте- и газодобычи. А

нетрадиционный коллектор требует новых методов петрофизических исследований. Например, стандартные методы определения пористости и проницаемости, используемые для традиционных коллекторов, здесь уже малоэффективны. Нужны другое оборудование и другие методические подходы. Сегодня просто необходима специальная лаборатория по исследованию низкопроницаемых коллекторов. Это стоит недешево, поэтому вся надежда на нефтегазодобывающие компании, у которых есть финансовые ресурсы и которые наконец, кажется, поняли свой прямой интерес в поддержке научных исследований, в том числе и фундаментальных.

Начинаем с оценки запасов

Разработанная программа направлена пока только на оценку ресурсов. Задача ее первого этапа — обоснование перспектив нефтегазоносности сланцевых и подобных им отложений на территории республики. Оценка нефтеперспективности должна базироваться на уже известных геологических, геохимических, технологических критериях. Предстоит изучить керн, органику, которая содержится в этих породах,

определить степень их катагенетической зрелости. И, наконец, сравнить наши результаты с аналогами, полученными там, где уже идет успешная разработка сланцев, то есть у американцев. Ведь эта область совершенно новая, где пока нет других эталонов. Если увидим, что наши потенциальные объекты похожи на этот аналог, можно будет выбрать опытный участок и перейти ко второму этапу, предполагающему бурение двух горизонтальных и одной вертикальной скважины и проведение гидроразрывов. Это позволит оценить возможности добычи углеводородов из сланцевых отложений. При положительном результате должен быть получен приток нефти.

На третьем этапе предстоит сделать оценку ресурсов сланцевой нефти и разработать технико-экономические обоснования проекта. Но переход к третьему этапу будет возможен только при положительных результатах первых двух. Аналогично и переход ко второму этапу

4

произойдет только в том случае, если результаты первого будут положительными. В этом и состоит гибкость программы: целесообразность продолжения работ на каждом этапе определяется полученными результатами. Это необходимо, поскольку производственные буровые работы,

испытания, гидроразрыв — весьма капиталоемкие работы. Переходить к ним можно только в том случае, если есть гарантии наличия сланцевых углеводородов, которые могут быть даны только после комплексных детальных лабораторных исследований.

Какой должен быть минимально рентабельный приток, позволяющий перейти к третьему этапу программы, пока сказать просто невозможно.

О технологии и об экологии

Технологии разведки на сланцы отличаются от традиционных методов нефтеразведки. При поиске нефти мы, прежде всего, ищем ловушку. Для сланцев, а также для нефти из низкопроницаемых пород ловушка роли не играет. Толща может быть насыщена независимо от структурного фактора. Не нужен и мощный комплекс геофизических исследований. Хотя сейсмические методы и методы выявления трещиноватых и разуплотненных зон все-таки требуются.

На этапе разведки мы определенно будем использовать свои технологии.

Оборудование для горизонтального бурения есть, есть и опыт бурения горизонтальных скважин и проведения гидроразрыва. «Татнефть» приобрела его при разработке уже многих месторождений природных битумов, при разбуривании других месторождений. В плане технологий бурения эти процессы родственные.

Необходимо сказать, что разработка сланцевой нефти — процесс экологически вредный. Под давлением в пласт закачивается огромное количество пресной воды.

Дело в том, что при гидроразрыве в пласте образуется сеть трещин, в которые и поступает газ или нефть. Чтобы они не сомкнулись, в них потоком воды под давлением нагнетается песок. Вода должна донести его до каждой мелкой трещины. Чтобы это обеспечить, в нее добавляют химические реагенты, увеличивающие вязкость. К сожалению, неизбежно данные вредные реагенты являются затем частью добываемой жидкости, их необходимо отделять от нефти и утилизировать. Понятно, что это сулит дополнительную техногенную нагрузку. А она и без того

5

уже велика. Однако отказаться от этого сырья вряд ли разумно. Нужно разрабатывать и применять эффективные, обеспечивающие экологическую защиту технологии.

Проблемы добычи сланцевой нефти

Однако процесс добычи сланцевой нефти довольно трудоемкий и дорогостоящий и связан с рядом проблем:

Стоимость сланцевой нефти, добываемой с использованием имеющихся технологий, в среднем в два раза превышает стоимость добычи традиционным способом. Поэтому в ближайшей перспективе говорить о замене традиционной добычи нефти на сланцевую не стоит. Она не сможет быть эффективно реализована без развития технологий нефтедобычи и геологической разработки. На данный момент, используя имеющиеся наработки и оборудование, из тонны горючих сланцевых пород можно добыть лишь 0.5-1.2 барреля нефти.

Кроме того, следует отметить, что разработка сланцевых нефтегазовых месторождений наносит колоссальный вред окружающей среде.

Поэтому все чаще поднимается вопрос о запрете проведения подобной добычи. Это также осложняет разработку сланцевых месторождений.

Данной проблеме уделяется немаловажное внимание ученых при исследовании и разработке новых технологий.

По оценкам специалистов выведение на рынок сланцевой нефти в данных условиях нерентабельно. Однако перспектива у данного направления есть. Как скажется в будущем появление сланцевой нефти на рынке для России точно предсказать нельзя.

Мнения специалистов по данному вопросу разделились. Часть из них утверждает, что подобный прорыв сильно ударит по экономике нашей страны, так как значительная часть бюджета России включает в себя прибыль от экспорта нефти и газа. Согласно другим оценкам сильного влияния появление сланцевой нефти не окажет. Однако, что произойдет на практике, достоверно неизвестно.

Особенности добычи нетрадиционных углеводородных запасов в России

По оценкам, Россия обладает крупнейшими в мире технически извлекаемыми ресурсами сланцевой нефти. База традиционных нефтяных ресурсов по-прежнему очень велика, но есть сомнения в том, насколько она экономически извлекаема.

Все большее внимание уделяется нетрадиционной нефти. Цель статьи — оценить наличие фундаментальных условий для устойчивого,

6

прибыльного производства нетрадиционной нефти. По сравнению с успешной разработкой нетрадиционной нефти в США, у России есть несколько недостатков. В российском нефтяном секторе доминируют крупные компании, не обладающие гибкостью в методах и принятии решений, необходимых в очень разнородных нетрадиционных проектах. Инфраструктура в России менее доступна, чем в большинстве американских проектов. На более фундаментальном уровне относительно плохое состояние сбора геологических данных является серьезным фактором роста затрат, а система разработки и распространения новых технологий имеет критические недостатки. В России отсутствует понимание рисков и соответствующая нормативная база, а также соответствующие финансовые механизмы.

Тем не менее, правительственные документы почти исключительно сосредоточены на технологии как таковой, а также на налогообложении и налоговых льготах как предпосылках успешного развития. Без решения фундаментальных институциональных проблем потенциал использования ресурсной базы будет ограничен.

Добыча сланцевого газа в США началась в 1990-х годах на экспериментальной основе. С 2005–2014 гг. ее доля в добыче США выросла почти с нуля до 40% [1, с. 250], а к 2009 г. США стали крупнейшим в мире производителем газа. Всего через несколько лет после появления сланцевого газа аналогичная разработка началась и с нефтью. С 2010 по 2014 год американская добыча нефти взлетела, достигнув 519,9 млн тонн

— прирост на 60%, состоящий исключительно из плотной (в том числе сланцевой) нефти, которая удерживается в горных породах. К 2015 году США имели тот же объем производства, что и Саудовская Аравия, крупнейший в мире производитель нефти. Были некоторые дискуссии о том,

являются ли такие высокие уровни производства устойчивыми. Сланцевая «революция» началась с США, но и другие страны не отставали от нее (см. таблицу 1). Однако добыча этих ресурсов не является простым делом, и существуют разногласия по поводу того, какая часть потенциала в конечном итоге будет коммерчески, регулятивно и политически пригодна для использования. Примером может служить Россия, которая, по оценкам Управления энергетической информации США, обладает крупнейшими в мире технически извлекаемыми ресурсами сланцевой нефти,

а также значительными запасами нетрадиционного газа. Россия была до недавнего времени крупнейшим в мире производителем углеводородов,

но существует растущее беспокойство по поводу своей способности поддерживать производство из-за истощения его традиционной ресурсной базы, помимо этого, новые месторождения становятся все меньше, более трудноизвлекаемые и расположены в более труднодоступных местностях таким образом, растет и стоимость разработки месторождений [2, с. 341].

О наличии сланцевых ресурсов известно уже давно, но эта информация не вызывает особого интереса — вероятно, из-за обилия

7

традиционных ресурсов страны, а также потому, что эксплуатация нетрадиционных ресурсов кардинально отличалась бы от традиционного подхода российской нефтяной промышленности. Некоторые проекты сейчас находятся в стадии реализации, интерес вызван вниманием со стороны иностранных компаний, а также развитием добычи сланцевой нефти в США. По этому встает вопрос: насколько перспективно развитие добычи нетрадиционной нефти в России? Очевидно, что между США и Россией существуют серьезные различия в отрасли — но носят ли они характер и масштабы, которые могут серьезно ограничить потенциал разработки нетрадиционной нефти в России? Следует также изучить характеристики нетрадиционных ресурсов как таковых. Что отличает нетрадиционные ресурсы от обычных? Как нетрадиционные ресурсы вписываются в общее развитие российской углеводородной ресурсной базы? Есть ли у России свой подход к освоению нетрадиционных ресурсов? Развивается ли политика, отражающая специфические особенности нетрадиционных ресурсов?

Условия для разработки нетрадиционных углеводородов в России во многом неадекватны. Геологические данные могут отсутствовать,

структура отрасли не подходит для решения конкретных задач нетрадиционной нефти, инфраструктура часто недостаточна, а налоговые стимулы не работают. Тем не менее, в последних официальных заявлениях, касающихся нетрадиционных технологий, акцент был сделан почти исключительно на проблемах технологий и налогов, как в заявлении от апреля 2017 года, подготовленного для Министерства природных ресурсов — «Концепции развития сланцевой нефти в России». Он содержал оценки ресурсов, сравнение налогообложения в США, Канаде и России, оценки безубыточности и последствий налоговых льгот для государственного бюджета — но ничего об особых институциональных условиях, которые могли бы способствовать развитию данной сферы.

В сентябре 2017 года «Газпром нефть» заявила, что Россия больше не зависит от иностранных технологий и оборудования для добычи нефти из Баженовского пласта. Я считаю, что технологии и налоги - далеко не единственные факторы, определяющие привлекательность и целесообразность использования нетрадиционных углеводородов в России. Не то чтобы ставилась под сомнение техническая способность российской нефтяной промышленности добывать нефть из нетрадиционных источников — это давно доказано. Реальный вопрос заключается в том, возможна ли в России прибыльная добыча нетрадиционной нефти. Фундаментальной проблемой является отсутствие доверия к опыту людей, готовых и способных идти на геологические, технологические и экономические риски. Это отражается как на структуре отрасли, так и на нормативно-правовой базе. Роль крупных компаний постоянно укреплялась, в то время как усилия по созданию современной нормативно-

правовой среды, способной стимулировать рискующих и новые идеи, были немногочисленными и слабыми. Неадекватная институциональная

8

среда является основной причиной того, что многие российские геологи скептически относятся к потенциалу нетрадиционной нефти, несмотря на оценки ресурсов. Руководитель Западно-Сибирского научно–исследовательского института геологии и геофизики недавно резюмировал эту точку зрения: «…максимальная добыча с лицензионных месторождений в ближайшие 10–12 лет может достигать 3–4 млн тонн в год. Формирование Баженова и Абалака — это прежде всего объект исследования» [3]. Россия, похоже, намерена и дальше получать доступ к своей нетрадиционной ресурсной базе — как с собственными технологиями и компаниями, так и с иностранным участием. Однако с учетом нынешней институциональной среды достижение крупномасштабного коммерческого успеха представляется туманным. Остается открытым вопрос о том, приведут ли проблемы в ресурсной базе к изменениям в институциональной среде.

Таблица 1. Топ 10 стран с технически извлекаемыми ресурсами сланцевой нефти (млрд баррелей). Источник: EIA.

Перспективы добычи сланцевой нефти в США

9

Добыча сланцевой нефти в США возросла с 200 тыс. барр. в сутки в 2000 г. до 2,3 млн к середине 2013 г. При этом доля сланцевой нефти в нефтедобыче Соединённых Штатов в 2012 г. составила 29 %.

Согласно базовому сценарию Министерства энергетики США от 2013 г. (рис. 1) пик добычи сланцевой нефти придётся на 2020 г. (2,8 млн барр. в сутки) при общей добыче, включая традиционную нефть, в 7,5 млн барр. в сутки. Затем, к 2040 г., добыча из сланцевых пород будет снижаться до уровня 2 млн барр. в сутки (общая добыча – до 6,1 млн барр. в сутки), причём основное падение добычи придётся на период до

2030 г.

Таким образом, по прогнозам Департамента энергетики США, так называемый "бум" сланцевой нефти будет ограничен и по своему размаху, и по продолжительности.

Заметим, что в указанном отчёте за 2013 г. базовые прогнозы уровня добычи были увеличены более чем в 2 раза в сравнении с предыдущей версией от 2012 г., что свидетельствует о вероятности дальнейших изменений по мере повышения степени изученности ресурсной базы.

Интересен также разрыв в оценках для различных сценариев. Фактически в зависимости от профиля добычи на скважинах, затрат на их бурение и эксплуатацию, а также доходов от продаж траектория добычи окажется весьма различной. Так, в перспективе к 2040 г. добыча нефти может составить от 5,9 до 10,2 млн барр. в сутки.

Поле неопределённости существенно возрастёт уже в ближайшие 3–5 лет (так, на 2018 г. добыча нефти ожидается в интервале 6,9–9,4 млн барр. в сутки). То есть если следовать мысли, что этапы развития энергетики определяются доминирующими технологиями, то в настоящее время эволюция нефтяной отрасли находится в точке бифуркации – периоде нестабильности, который в результате может разрешиться выходом отрасли на качественно новый этап развития – этап массового развития добычи неконвенциональных углеводородов. Однако существенные аргументы говорят в пользу того, что предполагаемое разрешение данной неопределённости – часто именуемое в прессе "сланцевой революцией"

– является скорее желаемым, нежели действительным. Об этом свидетельствует в первую очередь ограниченность ресурсов сланцевой нефти

(лишь 10 % мировых нефтяных ресурсов согласно текущим оценкам).

Наконец, говоря о прогнозах добычи в США, заметим, что, учитывая имеющуюся оценку ресурсной базы Соединённых Штатов в 58 млрд барр., к 2040 г. она будет исчерпана приблизительно на 42 %. То есть базовый сценарий Министерства энергетики США построен на предположении, что наличие как минимум 42 % технически извлекаемых ресурсов сланцевой нефти будет доказано в ходе геолого-разведочных

10

работ, и их эксплуатация окажется экономически рентабельной. Такое предположение уже само по себе является весьма оптимистичным, и

потому реализация высокого сценария добычи нефти представляется маловероятной.

Рассматривая альтернативные прогнозы добычи сланцевой нефти в США, можно заключить, что консенсусное поле находится на уровне

3–4 млн барр. в сутки в перспективе к 2020 г. .

При этом ключевое различие представленных прогнозов составляет траектория добычи: если некоторые авторы предполагают снижение добычи уже после 2016 г., то по другим оценкам рост добычи сохранится на всём горизонте прогнозирования. Тем не менее большинство оценок сходятся в том, что добыча сланцевой нефти в США достигнет пика в конце текущего десятилетия и начнёт снижаться в последующем.

Заметим также, что моделирование добычи неконвенциональной нефти представляется более сложным в сравнении с конвенциональными месторождениями. Каждая сланцевая формация индивидуальна, а геологические свойства (пористость, проницаемость) и выработка могут отличаться от скважины к скважине даже на одном месторождении. Поэтому неопределённость прогнозирования возрастает.

Ниже рассмотрены факторы, способные оказать негативное влияние на рост добычи сланцевой нефти США. Таким образом, можно предположить, что максимальные прогнозы не будут реализованы и продолжительность так называемого "бума" сланцевой нефти окажется ограниченной.

Экономика добычи сланцевой нефти

Как и в случае сланцевого газа, для месторождений сланцевой нефти характерны высокие темпы выработки скважин. Пик добычи наступает в первые недели эксплуатации, а затем она стремительно падает. По истечении 24 месяцев снижение дебита скважины составляет 81– 90 %. Поэтому поддержание уровня добычи требует непрерывных инвестиций в бурение и развитие инфраструктуры.

Как следствие, для добычи сланцевой нефти характерны высокие издержки. Так, по данным Post Carbon Institute (США), себестоимость добычи на месторождении Баккен оценивается в 65–90 дол./барр.

Эксперты МЭА дают оценку себестоимости добычи сланцевой нефти в США в пределах 60–80 дол./барр.

Сколько стоит добыча нефти из сланцевых и других плотных пород, сказать сложно. Такой вывод следует из оценки ресурсной базы Северной Америки, проведённой канадской консалтинговой фирмой Rodgers Oil & Gas Consulting, и подкрепляется большим количеством