Проблемы, связанные с добычей и транспортировкой сланцевого газа

    Экологические проблемы

 

Технология добычи сланцевого газа, как любая промышленная технология, подразумевает позитивные и негативные стороны. Существовало мнение, что разработку сланцевых месторождений с использованием глубинного гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах можно проводить в густозаселенных районах, единственной проблемой будет использование тяжелого транспорта; что значительные сланцевые месторождения газа находятся в непосредственной близости от конечных потребителей; что добыча сланцевого газа происходит без потери парниковых газов. Однако после 10 лет эксплуатации скважин были выделены следующие проблемы:

.   технология гидроразрыва пласта требует крупных запасов воды вблизи месторождений, для одного гидроразрыва используется смесь воды (7500 тонн), песка и химикатов. В результате вблизи месторождений скапливаются значительные объемы отработанной загрязненной воды, которая не утилизируется добытчиками с соблюдением экологических норм;

.   как показывает опыт разработки Barnett Shale, сланцевые скважины имеют гораздо меньший срок эксплуатации, чем скважины обычного природного газа;

.   формулы химического коктейля для гидроразрыва в компаниях, добывающих сланцевый газ, являются конфиденциальными. По отчетам экологов добыча сланцевого газа приводит к значительному загрязнению грунтовых вод толуолом, бензолом, диметилбензолом, этилбензолом, мышьяком и др. Некоторые компании используют соляно-кислотный раствор, загущенный с помощью полимера, для одной операции гидроразрыва используется 80-300 тонн химикатов;

.   при добыче сланцевого газа имеются значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта;

.   добыча сланцевого газа рентабельна только при наличии спроса и высоких цен на газ.

Химическая смесь компании Halliburton составляет около 1,53% от общего раствора и включает: соляную кислоту, формальдегид, уксусный ангидрид, пропаргиловый и метиловые спирты, хлорид аммония. В целом, газодобывающими компаниями для добычи газа используется около 85 токсичных веществ, некоторые из них имеют следующее предназначение: соляная кислота способствует растворению минералов; этиленгликоль противостоит отложениям на внутренних стенках труб; изопропиловый спирт, гуаровая камедь и борная кислота используются в качестве загустителей и веществ, поддерживающих вязкость; глютаральдегид и формамид противостоит коррозии; нефть в лёгких фракциях используется для снижения трения; пероксодисульфат аммония противостоит распаду гуаровой камеди; хлорид калия препятствует химическим реакциям между жидкостью и грунтом; карбонат натрия или калия - для поддержки баланса кислот.

В настоящий момент наносимый вред экологии региона сланцевого бассейна в Пенсильвании носит характер экологической катастрофы. Именно экологическая проблема наряду с использованием большого количества воды для осуществления гидроразрыва является наиболее острой для развития сланцевой добычи в густонаселенных районах. Несмотря на то, что гидроразрывы проводятся гораздо ниже уровня грунтовых вод, токсичными веществами заражен почвенный слой, грунтовые воды и воздух. Это происходит за счет просачивания химических веществ через трещины, образовавшиеся в толще осадочных пород, в поверхностные слои почвы. В некоторых районах Пенсильвании в колодцах можно поджечь воду. В результате действий экологов, согласно закону о «Чистой воде США» от 2005 года вышло предписание для всех газодобывающих компаний из сланцевых месторождений раскрыть формулу химических коктейлей, а также снизить химическую нагрузку на экологию региона. Также отметим, что наиболее успешные сланцевые месторождения относятся к палеозойской и мезозойской эре, имеют высокий уровень гамма-излучения, который коррелирует с термической зрелостью сланцевого месторождения. В результате гидроразрыва радиация попадает в верхний слой осадочных пород, в районах сланцевой добычи газа наблюдается повышение радиационного фона.

Возникают серьезные вопросы об экологическом риске и здоровье человека. Кроме того, предполагается, что гидроразрыв может привести к возникновению небольших землетрясений. 1 сентября 2011 года в Брюсселе опубликован отчет последних исследований Агентства по охране окружающей среды США. В результате приведены неоспоримые факты, что выбросы парниковых газов при добыче сланцевого газа больше, чем у угля, нефти и обычного газа, общий объем потерь метана при добыче газа составляет 3,6-7,9%.

 

Производственные проблемы

 

Как и другие природные газы, сланцевый газ это смесь газов, в различной пропорции. В состав сланцевого газа может входить сероводород, что делает его невозможным транспортировку и сжигание без очистки. Выделить из газа сероводород легко только в лабораторных условиях. В промышленных масштабах это неимоверно сложно. Проще построить нефтеперерабатывающий завод и дешевле раза в три-четыре.

Дело в том, что сероводород это яд, со специфическим запахом, к тому же повышенной взрывоопасности. Но он еще и горит, причем склонен к самовоспламенению. Так что может рвануть в любой момент. Потому его ни по трубам, ни в цистерне нельзя транспортировать. А ведь, для того чтобы его на газоочистительный завод его доставить необходимо по трубам доставлять.

Более 80 процентов извлекаемых запасов сланцевого газа, из любой скважины, добывается в течение первого года, поэтому требуются многие сотни скважин на каждом месторождении.

Первым свойством, снижающим полезность сланцевого газа, является его низкая теплотворная способность. У него она равна 0,57, а у природного газа, с которым сланцевый газ вроде бы собирается конкурировать, теплотворная способность - 1,17. Поэтому все компании держат в секрете состав своих месторождений. Добываемый в США газ, на месторождении Олбани, с низким содержание сероводорода. Польский и, особенно, украинский явно содержат сероводород, постепенно переходящий в H₂SО₄, а возможно и с содержанием радона.

При операциях гидроразрыва между скважинами циркулирует множество грузовиков-цистерн, ведь для вытеснения газа требуются огромные объемы воды с примесью химикатов. Поднимающийся из скважины загрязненный обратный приток надо очищать.

 

 

Заключение

 

Добыча сланцевого газа в XXI веке еще только набирает свои обороты в производстве, но, несмотря на короткий производственный цикл, пагубно отражается на экологии районов. Этот вид топлива активно заменяет традиционные энергетические источники, такие как природный газ, уголь и даже дизельное топливо. Но технология добычи сланцевого газа требует более безопасного и экологически чистого методов разработки, т.к. оказывается огромное воздействие на биосферу. Для того чтобы начать добычу топлива требуются большие затраты, связанные как с природными ресурсами (вода, песок), так и химическими веществами, которые закачиваются в недра Земли и «отравляют» районы вокруг района добычи.

Исследования подчеркивают необходимость дальнейшего усовершенствования технологии добычи сланцевого газа с целью контроля выбросов метана, загрязнения почвы и грунтовых вод, учитывая высокий уровень неопределенности в оценочных цифрах. К сожалению, на фоне картины истощения традиционных запасов газа сланцевый газ не сможет стать в ближайшее время достойной альтернативой природному газу, так как не соответствует современным экологическим требованиям к энергоресурсу. Перспективы крупной добычи сланцевого газа в настоящее время имеются только в слабозаселенных районах и в странах, которые согласны на снижение экологической безопасности. Иногда стоит задуматься над тем, что важнее: окружающая нас природа или экономическое развитие страны.

 

Список литературы

 

1. [Электронный ресурс]//статья сланцевая революция,- 2012. URL: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%86%D0%B8%D1%8F (дата обращения 14.12.2012).

.   А.Ярошинская. Сланцевый кошмар для России,-2012.[Электронный ресурс]. URL: www.rosbalt.ru/main/2010/03/13/719852.html (дата обращения 14.12.2012).

.   А.Ярошинская. Сланцевой революции не произошло.-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.eco-pravda.ru/page.php?id=1902 (дата обращения 14.12.2012).

4. U.S. shale gas seen as economic weapon. // статья Американский сланцевый газ, как экономическое оружие,- 2011. [Электронный ресурс]. URL: www.inosmi.ru/usa/20110721/172311017.html (дата обращения 14.12.2012).

5. Svargaman. Сланцевый газ подробно,-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.voprosik.net/slancevyj-gaz-podrobno/ (дата обращения 14.12.2012).

.   Ж.Зеленцова. Сланцевой революции не произошло.-2011. [Электронный ресурс]. URL: www.pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz (дата обращения 14.12.2012).

.   Геологический клуб. Сланцевый газ.-2011. [Электронный ресурс]. URL: geoclab.ru/articles/95/1354/ (дата обращения 14.12.2012).

.   Д.Борисов. Финэнерго.-2012. [Электронный ресурс]. URL: www.pronedra.ru/gas/2011/12/23/slancevyj-gaz (дата обращения 14.12.2012).

 

Приложение А

 

Рис.1 - Оценка местоположения сланцевых месторождений газа методом стратосферного анализа, источник EIA.

 

Приложение Б

 

Рис. 2 Структурная схема добычи на месторождениях с мультиотводами.