КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Нефтяные сланцы
Геология нефтяных сланцев - раздел геологической науки, изучающий их образование и состав. Нефтяными сланцами являются мелкозернистые отложения горных пород, содержащие В вышеперечисленных средах образуется кероген трех типов: Керогены гуминного типа относятся к четвертому типу исходным сырьем для них являются в основном наземные растения и В состав органических веществ нефтяных сланцев входят остатки водорослей, спор, пыльцы, кожицы и пробковых фрагментов травянистых и лесных растений, а также других остатков клетчатки озерной, морской и наземной флоры Эти вещества состоят в основном из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Термическая зрелость нефтяных сланцев. Под термической зрелостью нефтяных сланцев понимается степень изменения Классификация всех видов отложений сланцев впервые разработана А.С. Hutton (1991 г.) с учетом образования в них органического вещества. Классификация нефтяных сланцев по минеральному составу матрицы. По этому составу нефтяные сланцы подразделяются на три группы - богатые карбонатом сланцы, кремнистые и кеннельские. Классификация органических веществ (керогена) в нефтяных сланцах. В зависимости от соотношения количества атомов водорода и атомов углерода (Н/С) и соотношения атомов кислорода и атомов углерода (О/С) керогены подразделяются на четыре типа. Чем выше содержание водорода в керогене, тем больше потенциальные возможности образования из него нефти. Состав сланцевой нефти, как и обычной, разнообразен – от легкой до тяжелой. Ресурсы и перспективы добычи сланцевой нефти в мире
Современными методами оценки ресурсов сланцевой нефти являются Rock-Eval и метод «материального баланса» Фишера. В работе предложено проводить количественную оценку нефти в нефтеносном сланце с помощью измерений дистиллируемой нефти, в частности, с помощью измерения пика S1 в стандартном Rock-Eval анализе. Полученные измерения затем могут быть использованы для определенной типа формации или бассейна. Авторы сравнили эти значения для оценки конечного коэффициента извлечения нефти в скважине на основе анализа снижения кривой добычи. По оценке зарубежных экспертов в 2008 г. извлекаемые ресурсы Для сравнения - в мире месторождений нефти такого класса известно всего 40. Это говорит о неизученности сланцевых объектов и по этой причине завышенности оценок. Так один из ведущих экспертов по нефти Oswald Clint оценивает извлекаемые запасы сланцевой нефти в баженовской свите в Западной Сибири составляют не менее 264 млрд.т, что превышает извлекаемые запасы сланцевой нефти на одном из крупнейших месторождений нефтяных сланцев Bakken в США почти в 80 раз. Расчет прост: учет того, что баженовская свита занимает площадь 2,3 млн.км2 и, зная параметры пластов и флюидов, простые арифметические действия дают чудовищную цифру. Но даже при использовании новейших технологий из-за крайней неоднородности Баженовская свита в Западной Сибири залегает на глубинах более 2 км. Распространена на огромной территории, при этом имеет сравнительно небольшую толщину – 20-30м. открытие в западной Сибири промышленных запасов нефти в баженовском горизонте относится к 1960-м годам. Запасы варьируются, по разным оценкам, от 22 млрд до 50 млрд тонн и выше. На больших глубинах с залежами зафиксированы высокие температуры (+100-1300С) и давление. На текущий момент данные залежи разрабатывают «Сургутнефтегаз» и «Роснефть». В «Сургутнефтегазе» в течение 30 лет к баженовской свите пробурено более 600 скважин. По результатам в 37% скважин были бесприточные. Работы, проведенные в США позволяют полагать, что по мере С учетом сказанного извлекаемые запасы сланцевых нефтей и газов, очевидно будут существенно ниже современных оценок. Но в любом случае, следует признать, что они соизмеримы с начальными потенциальным ресурсами обычных нефтей на нашей планете, а геологические ресурсы сланцевой нефти существенно выше традиционных нефтей. По оценкам зарубежных экспертов наиболее крупные извлекаемые С внедрением в последние годы новых технологий бурения Стараниями американцев сделан прорыв в освоении сланцевой нефти. Прежде всего в технике и технологии добычи с применением различных способов заканчивания горизонтальных скважин большой протяженности. В неменьшей мере решению проблемы разработки месторождений сланцевой нефти способствовало создание современного лабораторного оборудования и методов исследования пород и насыщающих их флюидов сланцевых комплексов. Это позволило создать и эффективно применять адекватные для данных геолого-физических условий способы и технологии извлечения нефтей из низкопроницаемых сланцевых пород специфического геологического строения. Решению проблемы сланцевых нефтей и газов способствовала великолепная организация работ по проблеме их освоения. Она заключается в объединении усилий нефтяных и газовых компаний ведущих стран (США, Европы и уже из Азии) в специальный концорциум по геологическому изучению сланцевых толщ, месторождении УВ в них., типизации по геолого-физическим признакам и подбору наиболее эффективных технологий для их выработки, дальнейшему совершенствованию методов изучения объектов и извлечения углеводородов. Это величайший пример прагматического подхода к решению сложнейшей проблемы обеспечения населения планеты ТЭР. Это пример для политиков ведущих стран, которые не могут договориться между собой практически ни по одной проблеме, стоящей перед человечеством. Тон в этом задают США. Классикой может стать месторождение сланцевой нефти США Bakken, открытое в начале 50-х годов прошлого столетия. Правительство США нацеливает НК обеспечить массовый ввод в Но главным препятствием её добычи является низкая эффективность производства и, соответственно, дороговизна - из одной тонны сланца, обогащенного нефтью, добывается от 0,5 до 1,25 баррелей нефти, что даёт себестоимость барреля нефти в 70-90 долларов. Эта сумма сегодня значительно превышает себестоимость «обычной» нефти. В Республике Татарстан составлена «Программа работ по оценке территории РТ». Эта программа разработана под руководством Академии Наук РТ в соответствии с поручением Президента РТ Р.Н.Минниханова. Республика должна знать оценку ресурсов различных углеводородов, чтобы иметь возможность приоритетного выбора тех или иных групп УВ при планировании экономического развития на длительную перспективу (30-50 лет). На территории Татарстана перспективы развития нефтесланцевых полей могут быть связаны, в первую очередь, с породами доманикоидной формации верхнего девона — с семилукским (доманиковым) горизонтом, а также с речицким (мендымским) горизонтом и доманикоидными формациями центральной и бортовой зон Камско-Кинельской системы прогибов (рис.3.5). Рис.3.5. Карта мощностей семилукского горизонта на территории Татарстана Реализация данной программы позволит нам продвинуться в методах геологических исследований. Сегодня по крайней мере в Казанском федеральном университете появляется современная лабораторная база. До сих пор мы думали, что этого достаточно для прорыва в геологических исследованиях. Но недавнее общение с западными учеными и специалистами в рамках составления программы Республики Татарстан по сланцевой нефти и газу показало наше отставание в технике, технологии и организации этих работ. Если мы начнем их догонять и пытаться делать все самостоятельно, то на это по оценке нужно не менее 20 лет. А они за это время уйдут еще дальше, и разрыв станет еще больше. Изучение сланцевых толщ предусматривает проведение иного комплекса аналитических исследований и интерпретации их результатов. Нужны западные технологии, оборудование и методики этих исследований, а без специальной подготовки специалистов мы не сможем достичь необходимого современного уровня. Для обучения наших преподавателей и студентов должны быть совместные программы и совместные исследования хотя бы на первом этапе. Мы вложили эти работы в нашу Программу по сланцевым нефтям и газу. Далее этот приобретенный опыт необходимо будет распространить и на месторождения с ТЗН и с другими нетрадиционными объектами. Причем этот бум в США получен за последние 10-15 лет. В начале рыночных реформ такого в США мы не замечали.
Таблица 4.17. Характеристика семи крупных бассейнов сланцевого газа США
ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ (ГГ)— твердые кристаллические вещества, напоминающие внешним видом снег или рыхлый лед. Г. г. представляют собой твердый раствор, в котором растворитель — кристаллическая решетка, построенная из молекул воды, а растворенное вещество — молекулы газа, поглощенные внутренними полостями этой решетки. Гидратообразующими газами: являются Аг, Кг, Хе, Ne, 02, С02; H2S, СН4, С2Н6, С3Н8, изо-С4Н10 и др. Ресурсы газогидратов по сравнению с остальными ТЭР просто гигантские. Если ресурсы остальных пяти видов газов оцениваются в трлн м3, то здесь приходится считать квадрильонами. (рис.4.23.) Казалось бы, разработка этих запасов — ключ к решению проблемы обеспечения природным газом на многие годы. И тут мы сталкиваемся с той же проблемой, что и в случае с нефтью, пытаясь Основная часть газогидратов расположена в малодоступных и недоступных районах, а технические проблемы ее добычи пока не решены. Энергетические затраты на добычу метана из газогидратов могут оказаться столь большими, что из бодьшинства объектов ее добыча будут нерентабельна. Не говоря уже об экологических проблемах, особенно на территориях с вечной мерзлотой. Поэтому можно считать газогидраты ресурсом газа будущего. Проблема добычи водорастворенных газов континентов, несмотря на их громадные объемы, может оказаться более сложной, чем газогидратов из-за низкой их концентрации и большой рассредоточенности.
Угольный метан За рубежом наиболее интенсивные региональные буровые и эксплуатационные работы с целью промышленного извлечения метана из глубокозалегающих (1-4 км) угольных залежей проводятся в США. В 1981-89 г.г. там пробурено более 3 тысяч эксплуатационных скважин с суточным дебитом 5-50) тыс. м3 метана. К 1989 году годовая добыча метана в США достигла млрд. м3, а к 2013 г. запланировано довести количество скважин до 12 тысяч с годовой добычей не менее 36 млрд. м3 метана. Вопросами использования угольного метана предметно занимаются башкирские ученые и специалисты. По их данным эксплуатация метаноугольных месторождений обычно осуществляется сетью скважин 400x500 м способом газлифта или штанговыми глубинными насосами. После отделения воды и очистки от азота и углекислого газа метан с помощью компрессора закачивается в магистральный газопровод. Довольно большие отделяемые объёмы (до 200 т/сут) преимущественно пресной или слабоминерализованной воды из каждой скважины используются как для технических целей, так и для фермерских нужд (для питья скоту и полива полей). Высокая рентабельность добычи метана в Башкортостане может быть обеспечена за счёт уникального смежного залегания угольных и нефтяных пластов в угленосной свите, позволяющего осуществить их совместно-раздельную эксплуатацию газлифтно-насосным способом в эксплуатационных нефтяных скважинах старого фонда. Лишь в скважинах, не вскрывших нижележащие угольные пласты, потребуется добуривание их и дополнительное крепление и изоляция угольных коллекторов в призабойной зоне. Однако и в этом случае капитальные затраты будут в несколько раз ниже затрат на строительство новых эксплуатационных скважин. При этом предложена новая технология термической добычи нефти с помощью подземной газификации угольных пластов. Более полное извлечение запасов углеводородного сырья из угольных пластов бобриковского горизонта северо-западного Башкортостана после их дегазации обеспечивается технологией подземной газификации (ПГУ) этих осушенных пластов. По предварительной оценке экономической эффективности ПГУ срок её окупаемости не превышает 6 лет. При этом неизбежные потери тепла при ПГУ (до 15%) в смежно залегающие нефтяные пласты могут быть использованы для попутной реализации новой технологии термической добычи нефти (ТДН), практически обеспечивающей удвоение коэффициента извлечения нефти (КИН) из сильно обводнённых пластов. Сегодня можно как-то спрогнозировать развитие добычи нетрадиционных УВ в мире. Это зависит от ресурсного и экономического потенциала этих стран. Так приоритеты в создании новых технологий добычи СВН и ПБ - это Канада и Венесуэла, биотоплива - Бразилия, газогидраты - Япония (кроме них у Японии других источников УВ практически нет). По мнению представителя Администрации по информации в области энергетики США разработка месторождений сланцевого газа будет развиваться в двух группах стран. К первой группе относятся Франция, Польша, Турция, Украина, ЮАР, Марокко и Чили, которые сильно зависят от импорта природного газа и располагают некоторой инфраструктурой по его добыче. Оцениваемые геологические запасы в этих странах значительны по сравнению с объемами их текущего потребления. Ко второй группе стран относятся Канада, Мексика, КНР, Австралия, Ливия, Алжир, Аргентина и Бразилия, извлекаемые запасы сланцевого газа в которых оцениваются в 114,6 трлн. м3. А также такие супердержавы, как США, Россия и Китай, очевидно, будут вынуждены заниматься проблемами освоения всех видов нетрадиционных УВ. Иначе они либо утеряют этот статус, либо будут вынуждены покупать УВ на мировом рынке, затрачивая на это огромные средства. По прогнозам, традиционные и нетрадиционные углеводороды всю первую половину XXI в. будут составлять основу энергетики, следовательно, и всех сфер жизнедеятельности. Тем не менее, всевозрастающие на мировом рынке цены на нефть и газ и вопросы экологической безопасности вынуждают цивилизацию обращаться к альтернативным методам получения энергии. В США в целях снижения нефтегазовой зависимости развитие возобновляемых видов энергии возводится в ранг государственной политики, а в Индии создано специальное министерство возобновляемых источников энергии. По утверждению некоторых ученых мира, будущее за возобновляемыми видами энергии, которые непременно придут на смену традиционным источникам топлива и их нужно развивать. В настоящее время доля потребления в ЕС биотоплива для автомобилей составляет около 1%. К 2020 году планируется его увеличение до 8%. Возможности США по производству этанола позволяют поднять его долю до 30%. «В Бразилии доля биотоплива уже составляет 40%. Однако производство биотоплива является более дорогим, чем производство бензина. Себестоимость биотоплива выше. Иначе этот «инновационный» продукт давно нашел бы широкое применение в мире», - отмечал директор ИГСО Борис Кагарлицкий. Наращивание выпуска топлива из органических веществ (соевого масла, кукурузы или пшеницы) возможно только в условиях еще большего значительного роста нефтяных цен. Одновременно в мире поднимается протест экологов. Совокупный экологический ущерб от производства и применения биотоплива больше, чем от бензина. Программа ЕС уже вызвала возмущенную реакцию европейских «зеленых» организаций. Производство биотоплива может иметь свою нишу для определенных стран, но оно должно быть сбалансировано с другими видами, т. е. производиться в ограниченном количестве, не затрагивающем интересы населения. По существу вся энергия нашей планеты космического происхождения, которую она получает ежедневно от Солнца. Вот эту действительно возобновляемую энергию человечество и должно использовать в будущем. Но базовые традиционные, а затем и нетрадиционные источники энергии должны использоваться также в полной мере и в отдаленном будущем. Все будет зависеть здесь от технического прогресса, делающего использование нетрадиционных и возобновляемых источников экологически рентабельным. В мире все острее ставится вопрос об активном использовании самых доступных и неиссякаемых источников энергии солнца, ветра и воды, называемых на языке науки «нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии» (НВИЭ), или по-английски «геnewables». Важным преимуществом НВИЭ, как утверждают ученые, является их экологическая безопасность, что также является предметом инновационной деятельности. На сегодняшний день из возобновляемых видов энергии наиболее быстрее развивается ветровая энергетика. Например, Европа производит 73% электроэнергии, получаемой за счет силы ветра, Северная Америка - 16%, Азия - 9%. Использование ветровой энергии стало традиционным для человеческой цивилизации. В настоящее время ветровые электрические станции (ВЕЭС) активно используются в США, Германии, Индии, Китае и других странах. Ныне ветровая энергия используется в 55-ти странах мира и по данным Washington ProFile более 70% ее вырабатывается в Европе и Австрии. Сегодня страны Европы способны совместно производить до 20 ООО МВт ветряной энергии. В этом отношении особое место занимает атомная энергетика. Это очевидная альтернатива использования угля в сфере генерирования электроэнергии. Развитию атомной энергетики десятилетиями препятствовала низкая стоимость других видов топлива и проблемы безопасности, однако атомные электростанции не выбрасывают в атмосферу парниковых газов. Если в 1973 г. доля атомной энергетики в США составляла менее 5%, то в последние 10 лет она держится на уровне 20%. С учетом многолетних усилий по повышению безопасности атомной энергетики и ее явных экологических преимуществ в плане уменьшения выбросов углекислого газа (С02) нет никаких оснований противодействовать повышению доли атомной энергетики за счет сокращения доли электростанций, работающих на угле. Правительство России приняло программу развития альтернативной энергетики, которая предполагает увеличение ее доли в энергобалансе страны до 4,5% к 2020г. Привлечь инвесторов предполагается компенсацией в размере 2,5коп. на 1 кВт/ч. Эти деньги будут браться со всех потребителей электроэнергии. Большая часть проектов в этой сфере запланировано в «РусГи»дро. Сейчас в России из всех возобновляемых источников энергии активно используются только гидроресурсы. Главный вывод рассмотрения обеспеченности потребностей населения земного шара в источниках энергии и, прежде всего, наиболее привычных и экономичных его видах - углеводородах состоит в том, что полное истощение потенциала ни в ближайшей перспективе, ни в более отдаленном будущем (сотни, а может и тысячу лет) нашей планете не грозит. Вывод - только принципиально новые технологии добычи и использования ТЭР планеты позволят обеспечить возрастающие потребности населения в условиях цивилизованной торговли между странами и координации работ по добыче ТЭР на мировом уровне. Однако закон неравномерного распределения УВ на планете действует и отдельные регионы и страны мира - экспортеры УВ сырья с проблемой систематической нехватки нефти могут столкнуться очень скоро. Решать их надо путем взаимовыгодного сотрудничества и торговли. В настоящее время большинством исследователей обосновываются выводы о быстрых (геологически мгновенных) темпах формирования углеводородных скоплений, восполнении залежей нефти и газа в процессе их разработки. Однако наши фундаментальные исследования позволяют полагать, что эти сроки могут быть существенно уменьшены за счет миграции углеводородов (УВ) из зон деструкций кристаллического фундамента через многочисленные разломы, т.е. «подпитки» нижних горизонтов Ромашкинского месторождения «углеводородным дыханием» фундамента. Процесс глубинной дегазации недр с периодичным поступлением углеводородов в верхние горизонты земной коры и осадочного чехла является закономерным явлением, подчиняющимся определенным геотектоническим условиям. Исследования А.А. Баренбаума показывают, что не только пополняются углеводородами нефтяные и газовые месторождения осадочного чехла, но и сама Земля пополняется углеродом из космоса. В биосферной концепции нефть и газ рассматриваются как восстановленные до УВ продукты циркуляции углерода и воды через поверхность Земли в ходе их глобального геохимического круговорота. исследования по вопросам изучения процессов «подпитки» углеводородами из глубин проводились и на центральной, Абдрахмановской площади Ромашкинского месторождения. Полученные в процессе многолетних исследований данные уверенно позволяют нам по-новому рассмотреть нефтяные месторождения как постоянно развивающийся, подпитывающийся углеводородами из глубин недр (возобновляемый) объект. Вышеизложенные факты позволяют сформулировать новую стратегию нефтепоисковых работ.
Рис. 3.6. Сводный сейсмичекий разрез ЮТС по профилю «Гранит».
Рис. 3.7. Схема глобального круговорота углерода на Земле.
Таблица Наличие ресурсов и их потребление (в %)
Таблица Мировые запасы газа, трлн.м3
Таблица Десятилетие мировых запасов и добычи газа.
Таблица Производство жидких УВ на ГПЗ, млн.т
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 900; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |