Сегодня добыча сланцевого газа методом гидроразрыва пласта или коротко фрекинг оказалась в списке технологий, которые популярно нелюбимы. Фрекинг представляет собой метод закачивания воды под высоким давлением для извлечения природного газа из взломанного пласта. Гидроразрыв пласта критикуют в мире довольно широко как опасный метод, который даже запрещен в ряде стран. Гидроразрыв пласта обвиняют в использовании токсичных компонентов, которые загрязняют окружающую среду, и провоцировании землетрясений. Противники метода утверждают, что результатом гидроразрыва пласта окажется загрязнение питьевой воды метаном до взрывоопасного состояния. А загрязнение токсинами вызовет неведомые заболевания. Звучит устрашающе? Ещё бы!

Гидроразрыв пласта отличная цель, на которую следует направить скептический взгляд.

В 2010 фильм Gasland бросил на рассмотрение публике обвиняющие заявления в отношении не только фрекинга. Фильм нарисовал жутковатую картину скрытности, жажды наживы любой ценой и бездумное загрязнение всего живого вокруг добывающими подземные ресурсы компаниями. Добывающие компании ответили веб страничкой «Развенчание Gasland» (Debunking Gasland) и другими публикациями, которые не только опровергали заявления, но и обрушились на продюсера фильма как активиста движения. Как было сказано в ответ на фильм, заявления брошены без геологической экспертизы и опыта в бурении скважин. Кому из противоборствующих сторон должен верить обычный человек с улицы? К сожалению, слушать приходится или противников гидроразрыва, или сторонников. Реже или никогда человек с улицы беспристрастно анализировал все за и против фрекинга на основании научно обоснованных фактов.

Природный газ находится в пластах сланцев или угля и покидает эти природные емкости через естественные разломы. Близкие к поверхности месторождения сравнительно легко извлечь бурением без фрекинга. Но более глубокие и более богатые месторождения находятся на глубинах 1,5-6 километров, где под более высоким давлением пласты имеют значительно меньшее количество разломов и проницаемость породы недостаточна, чтобы извлечь большое количество сланцевого газа. В этих глубоко залегающих плотных породах имеет смысл применить способ добычи сланцевого газа методом гидроразрыва пласта. Пласт сланца обычно не толще ста метров, поэтому скважины бурят горизонтально до глубины примерно один километр и устанавливают трубу, получая возможность создать гидравлический рычаг. Закачивая воду в небольшое отверстие трубы, можно создавать давление до 700 атмосфер и воздействовать на обширную площадь. Давление разрывает пласт на множество трещин около 1 мм, позволяя сланцевому газу покинуть насиженное место. Гидроразрыв пласта предполагает закачивать воду содержащую песок, это и есть суть всего метода. Частицы песка попадают в микротрещины, расширяя их, до состояния позволяющего вырваться газу. Далее устраиваются извлекающие скважины, и процесс добычи становится намного продуктивнее, так как у газа теперь достаточно путей покинуть глубокие пласты.

Хотя метод гидроразрыва пласта используется с начала 50х годов прошлого столетия, широкая добыча сланцевого газа получила развитие в 2000х годах. Около 90% скважин в США работают благодаря гидроразрыву пласта. Фрекинг несет экономические и политические выгоды стране, в результате увеличения добычи энергоносителя.

Итак, какие же проблемы возникают вследствие применения метода гидроразрыва? Наиболее драматичным и популяризованным эффектом оказалась питьевая вода, насыщенная метаном, основным компонентом природного газа. Насыщенной, как заверяют оппоненты, настолько, что поджигается спичкой. Горящая вода действительно встречается, но насколько явление имеет связь с добычей газа гидроразрывом это другой вопрос. Как многое в науке, ответ довольно не прост.

Для начала вспоминаем, что колодцы питьевой воды не бывают глубокими. Наиболее глубокий колодец в частном дворе не более пары сотен метров. Остальные значительно мельче. Гидроразрыв пласта происходит на километровых глубинах. В большинстве случаев водоносный пласт отделен от сланцевого пласта, претерпевшего гидроразрыв, несколькими скальными формированиями различных типов. В результате большой разницы глубины залегания, водоносный слой и газоносный пласт сообщаются между собой очень незначительно, если сообщаются вообще.

Однако, горящая вода это доказанный факт. Откуда метан попадает в воду, если не из фрекинга? Явление распространено во всем мире и случается там, где колодец вырыт в газоносном районе. Природный газ залегает на разных глубинах, в том числе и на небольшой глубине. Всегда можно ожидать проникание природного газа в колодцы в определенных регионах. Но и добыча газа без гидроразрыва пласта может приводить к попаданию газа в водоносный горизонт.

• Во первых, изменения давления в пластах могут заставить газ уйти из зоны повышенного давления в зону пониженного давления.
• Во вторых, плохо закупоренные газовые скважины могут давать утечку и дают утечку газа. Эти плохо закупоренные скважины на совести людей, чья обязанность надежно выполнить свою работу.
• В третьих, давно заброшенные скважины никто уже не будет обслуживать и закупоривать заново.

Как видим, ни одна из перечисленных проблем не имеет отношения к добыче сланцевого газа методом гидроразрыва пласта.

Когда Комиссия по газу и нефти штата Колорадо (the Colorado Oil & Gas Conservation Commission) расследовала случай горящей воды в колодце, который был широко использован в Gasland, они обнаружили, что вода содержит пузырьки газа и попавший в воду природным путем метан никак не связан с его добычей. Колодец прорыт прямо в газоносный слой. Тем не менее, Gasland демонстрирует явление как следствие добычи сланцевого газа методом гидроразрыва, что не является правдой.

Владелец колодца борется с проблемой. Простейший и эффективнейший метод это проветривание колодца. Метан почти вдвое легче воздуха, вентиляция колодцев эффективно применяется задолго до изобретения фрекинга.
Фактом установленным является то, что метан в воде колодцев чаще встречается в местах, где применяется метод гидроразрыва пласта. В 2011 году широко опубликованное исследование Университета Герцога (Duke University) обнаружило, что когда газовая скважина расположена примерно в километре от колодца, вода в колодце содержит метана в 17 раз выше среднего показателя. Но когда громкие заголовки привлекают внимание к причинно – следственной связи, не вызывает сомнения, что именно так и связаны между собой добыча природного газа и содержание метана в воде колодцев.

В местах месторождений природного газа:

• Газ обязательно присутствует в воде колодцев.
• Газодобывающие компании приходят, чтобы добыть газ.

Упомянутое выше исследование говорит, что нет данных о содержании метана в воде колодцев до применения метода гидроразрыва пласта, таким образом нельзя утверждать, что именно появление газодобывающих компаний привело к появлению метана в воде. Исследование говорит, что 13% колодцев имеют повышенное содержание метана в воде и их следует проветривать.

Как же в отношении заявления, что метод гидроразрыва пласта при добыче сланцевого газа предполагает закачивание в грунт сотен токсинов? Да, это правда, частично. И не так как это преподносится. Главный химический элемент при фрекинге это вода, которая составляет 98,5% от состава, нагнетаемого в грунт. Около 1% состава это «расклинивающий агент» различных типов, обычно песок. Тип «расклинивающего агента» выбирается исходя из конкретных геологических условий. Оставшаяся часть процентного содержания раствора изменяется все время и состоит в основном из смазки для бурильного оборудования и составов для подвижности песка. Цель метода гидроразрыва пласта состоит в том, чтобы в образованные давлением воды трещины попали песчинки и удерживали трещины открытыми. Без хороших смазок, поверхностно-активных веществ и суспензий, например гуаровой камеди, песок сбивается в полостях и не достигает цели. В зависимости от типа скальной породы, могут быть в составе этих 0,5% раствора и кислоты, которые воздействуют на водопроницаемость породы. В составе этих же 0,5% можно найти ингибиторы коррозии, которые вводятся для повышения коррозионной стойкости труб, а также бактерицидные препараты против коррозирующих бактерий. Полный список ингредиентов для фрекинга широко доступен в Англоязычном вебе, как того требует закон, и любой интересующийся должен это видеть. Отличная возможность начать, это набрать в поиске «fracking fluid disclosure».

Если вы живете в США и обеспокоены составом жидкости для гидроразрыва пласта в конкретной скважине конкретного района, автор рекомендует сайт FracFocus, который позволит получить исчерпывающую информацию. Включая точное указание типа песка и других используемых компонентов. FracFocus является партнером индустрии газодобычи и Организации Защиты грунтовых вод (Groundwater Protection Council) в сотрудничестве с местными регулирующими органами.

Когда мы говорим об ингибиторах коррозии, бензоле, гуаровой камеди, любой житель региона должен проявить интерес. Итак, кому верить?

• Активистам движения, утверждающим, что химикаты попадают прямиком в питьевую воду?
• Или геологам и регулирующим органам, утверждающим, что упомянутые две жидкости нигде не пересекаются?

Обычному человеку довольно сложно понять, кто же говорит правду. Автор спросил своего приятеля из Пенсильвании, работающего геологом в официальной регулирующей организации, который сразу же оценил серьезность вопроса. В Пенсильвании добыча сланцевого газа методом гидроразрыва пласта ведется очень активно. Фильм Gasland однозначно неприемлемый источник информации и газовые компании избегают честного признания рисков дальнейших инвестиций. Обе стороны имеют серьезные мотивы для пропаганды. Консенсусом в вопросе, похоже, может стать беспристрастный источник информации: Агентство по Защите Окружающей Среды США (US Environmental Protection Agency). Если вы ненавидите добывающую компанию Халлибартон (Halliburton), как многие, вы полюбите Агентство Защиты (EPA). EPA опубликовало в сети заявление, направленное в Халлибартон, по причине непредоставления полной информации о технологическом процессе бурения. В ответ Халлибартон публично выпил стакан раствора для фрекинга на одной из конференций отрасли. Если вы хотите получить независимые базовые знания по технологии добычи газа методом гидроразрыва, можно заняться самообразованием прямо сейчас. Источников достаточно, в том числе официальный сайт EPA.
Во время написания данной статьи EPA выполняет грандиозное исследование безопасности грунтовых вод, на которые мог бы повлиять фрекинг. К сожалению, расследование движется с правительственной скоростью и запланировано к докладу на 2014год. Хорошей новостью является то, что EPA должно задокументировать любое подтвержденное загрязнение грунтовых вод в результате применения метода гидроразрыва пласта. Даже упомянутое выше исследование Duke University не обнаружило следов жидкости для фрекинга в колодцах. Однако зафиксировано немало случаев загрязнения воды случайными утечками жидкостей на поверхность грунта. Подобное постоянно случается с каждой компанией, транспортирующей или перекачивающей жидкости.

Несколько государств запретили применение метода гидроразрыва пласта до выяснения всех обстоятельств, но EPA не привело ни единого довода прекратить добычу сланцевого газа фрекингом в США. Как многие другие технологии, фрекинг имеет большое экономическое и политическое значение. Следовательно, вызывает бурные эмоции спорящих сторон. Выбирать вам. Или принять бурное участие, став на защиту одной из сторон. Или изучить, для начала, накопленную на сегодня научную информацию о методе гидроразрыва пласта.
Важность добычи ресурсов, энергонезависимость или доходы газодобывающих компаний не имеют к науке малейшего отношения. Пускай заинтересованные стороны думают об этом. И пускай наука определит степень безопасности фрекинга для общества.

Перевод Владимир Максименко 2013

Малая история ГРП

В мировой практике добычи нефти и газа, гидроразрыв пласта занимает видное место среди прочих методов интенсификации притока углеводородов. Однако в Украине последние несколько лет он подвергается критике, основанной на применении исключительно при добыче сланцевого газа, и сомнениях относительно совершенства технологий, которые нам якобы «навязывают» западные компании.

Альтернативой добыче собственных нефтегазовых ресурсов является их импорт. Стоимость импорта газа из России, основного поставщика для Украины, широко известна и она стала основной причиной активизации мер по снижению энергетической зависимости – диверсификации маршрутов и источников поставки газа, в т.ч.: внешней – поставки газа из Европы по схеме «реверса» и в виде СПГ , а также внутренней – увеличения собственной добычи на суше и шельфе.

Последнее время немногим компаниям, работающим на территории Восточной Европы, удается достигнуть значительного прогресса в добыче нефти и газа. В первую очередь это объясняется истощенностью месторождений и низким уровнем запасов, при которых традиционные методы бурения и добычи уже не работают. Другими словами, шансы на то, что после бурения обычной вертикальной скважины будет зафиксировано попадание в подземный природный резервуар скопления газообразных углеводородов и будет получен стабильный приток товарной продукции – невелики.

Условия добычи газа остаются почти неизменными на Севере России, Катаре, Иране и еще нескольких регионах, которые географически расположены над такими резервуарами, которые имеют гигантские масштабы и благоприятные условия залегания ископаемых. Более того некоторые из этих стран осуществляют обратную закачку добытого газа для увеличения давления в нефтяных пластах и таким образом – извлечения больших объемов нефти.

Однако все же большая часть стран мира вынуждена внедрять способы интенсификации добычи газа на своей территории, т.е. применять новые методы извлечения углеводородов на истощенных месторождениях и в новых, более глубоких, продуктивных горизонтах, где нефть и газ содержатся в плотных породах: угольных пластах, сланцах, плотных песчаниках и др.

Технология добычи углеводородов в плотных породах, которые залегают узким, но протяженным пластом, изначально требует бурения обычной вертикальной секции скважины, а после – горизонтальной секции (путем искривления ствола), сооружаемой внутри и вдоль продуктивного горизонта длинной около 1 км. Это позволяет увеличить площадь контакта с породой и соответственно увеличить приток товарной продукции с применением методов интенсификации добычи, известных и в США и СССР еще с 50-х годов прошлого века, в частности, такого как гидравлический разрыв пласта (ГРП ).

Применение именно таких методов позволяет странам с недостаточным ресурсным потенциалом, но высоким энергопотреблением получить, хотя бы относительную энергетическую независимость, снижая внешнее влияние от дорогостоящего импорта углеводородов.

Что такое «гидроразрыв пласта»?

«ГРП - один из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин и увеличения приёмистости нагнетательных скважин. Метод заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте для обеспечения притока добываемого флюида (газ, вода, конденсат, нефть либо их смесь) к забою скважины. После проведения ГРП дебит скважины, как правило, резко возрастает. Метод позволяет «оживить» простаивающие скважины, на которых добыча нефти или газа традиционными способами уже невозможна или малорентабельна. Кроме того, в настоящее время метод применяется для разработки новых нефтяных пластов, извлечение нефти из которых традиционными способами нерентабельно ввиду низких получаемых дебитов. Также применяется для добычи сланцевого газа и газа уплотненных песчаников» – Источник: Википедия.

Согласно терминологии «Газпрома»: «Гидроразрыв пласта – гидравлический разрыв пласта, - формирование трещин в массивах газо-, нефте-, водонасыщенных и других горных породах под действием подаваемой в них под давлением жидкости. Операция проводится в скважине для повышения дебита за счет разветвленной системы дренирования, полученной в результате образования протяженных трещин. Реализация гидроразрывов пластов на газовых скважинах стала возможной с появлением насосных агрегатов, обеспечивающих скорость закачки 3–4 куб.м/мин при давлении 100 МПа. При закачке в скважину рабочей жидкости с высокой скоростью на ее забое создается высокое давление. Если оно превышает горизонтальную составляющую горного давления, то образуется вертикальная трещина. В случае превышения горного давления формируется горизонтальная трещина.

В качестве рабочей жидкости, как правило, используют загущенные жидкости на водной или углеводородной основе. Вместе с рабочей жидкостью закачивают закрепляющий агент (песок или твердый материал фракции 0,5-1,5 мм), заполняющий трещину и препятствующий ее смыканию. При применении загущенной жидкости за счет снижения ее утечек в пласт можно поднять забойное давление при значительном снижении скорости закачки и за счет песконесущей ее способности транспортировать закрепляющий агент по всей длине трещины». На постсоветском пространстве общепринятым является сокращение – «ГРП», однако для подчеркивания негативного акцента процесса, чаще используется его иностранное название – «фрэкинг» (сокращение от англ. Hydraulic fracturing).

Некоторые факты про ГРП :

Жидкость для процесса в среднем 99,95% состоит из воды и песка с малой долей химических добавок, также используется вода и др. жидкости, азот или СО2, ранее применялся раствор с крахмалом;

Ежегодно десятки тысяч скважин подвергаются ГРП , по результатам которых пока что не доказано загрязнение подземных вод жидкостью применяемой при операции;

Лидерами применения и идеологами создания технологии являются США и Россия.

ГРП : насколько это новая технология?

ГРП не является новой технологией. Впервые он был применен в США в 1947 г. на газовом месторождении Hugoton в округе Грант юго-западного Канзаса компанией Stanolind. Эксперимент не был очень успешен. Патент на этом процессе был выпущен в 1949 г., а исключительная лицензия была выдана Halliburton Oil Well Cementing Company. 17 марта 1949 г. Halliburton выполнил первые два коммерческих ГРП в округе Стивенс (штат Оклахома), и округе Арчер (Техас). В качестве жидкости при первых ГРП использовалась техническая вода, в качестве расклинивающего агента – речной песок.
Чуть позже ГРП проводились и в СССР . В 1953-1955 гг. разработчиками теоретической основы стали советские учёные Христианович С.А. и Желтов Ю. П. (модель трещин ГРП «Христиановича-Желтова»), которые также оказали значительное влияние на развитие ГРП в мире. Сфера применения ГРП расширилась также на добычу метана из угольных пластов, газа уплотненных песчаников, а также сланцевого газа. Впервые в мире гидроразрыв угольного пласта был произведён в 1954 г. на Донбассе. Сегодня метод ГРП довольно часто применяется как государственными, так и частными добывающими компаниями как метод интенсификации добычи нефти и газа.

До 1988 г. в США было проведено более 1 млн. ГРП (1500 ГРП в месяц), а сфера применения этой операции настолько расширилась, что около 40% скважин после бурения подлежали проведению ГРП и более 30% запасов стало экономично выгодно разрабатывать с применением ГРП . Благодаря ГРП было обеспечено увеличение добываемых запасов на 1,3 млрд.т нефти.

В 2002 г. в Северной Америке была разработана модернизированная технология ГРП для коллекторов с высокой проницаемостью. Уже в 2005 г. было известно, что на 85% газовых и более 60% нефтяных скважин проводился ГРП . Таким образом, этот метод стал обычным методом завершения газовых скважин всех типов коллекторов.

За последние 65 лет, эта технология использовалась энергетическими компаниями для извлечения природного газа и нефти из ловушек в скальных образованиях, а также для стимулирования притока воды из водных скважин и доведения геотермальных скважин до коммерческой жизнеспособности. Сегодня, для получения или сохранения экономической целесообразности эксплуатации, девять из 10 сухопутных нефтегазовых скважин нуждаются в проведении ГРП .

ГРП – не является новинкой и для Европы. Например, во Франции, результаты отчета Парламентского управления по оценке научно-технологических решений (Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, OPECST ) указывали на то, что процесс ГРП использовался в стране с 1980-х годов не менее 45 раз без каких-либо последствий для окружающей среды. Для сравнения, в Великобритании начиная с 1970 г. было проведено более 200 ГРП . В 1980-х годах Германия и Нидерланды, для увеличения объемов добычи на существующих наземных скважинах, начали применять ГРП . Начиная с 1975 г. массивные ГРП были проведены в Германии на газовых скважинах в плотных песчаниках Rotliegend и угольных пластах (рис. 2), что до сих пор обеспечивает большую часть немецкой добычи природного газа.

До настоящего времени в Нидерландах ГРП произведен на более 200 скважинах. В частности за 2007-2011 гг. на 22 скважинах, в т.ч. 9 – на суше и 13 – на шельфе.

Этот период совпал с открытием новых нефтегазовых месторождений в Северном море. В 1970-х годах Великобритания, Норвегия, Нидерланды и др. начали их эксплуатацию.

Инновационные возможности горизонтального бурения, которое позволяет добывать газ в больших объемах, были подтверждены французской компаний Elf Aquitaine, которая, в период 1980-1983 гг., успешно осуществила бурение нескольких скважин на юго-западе Франции.

Несмотря на успешность продвижения технологии страны ЕС по-разному рассматривают применение ГРП и вообще разработку сланцевого газа.
Статья 194 Лиссабонского договора (международный договор, подписанный на саммите ЕС 13 декабря 2007 г.), который был призван заменить не вступившую в силу конституцию ЕС, гласит, что принятие решений о структуре потребляемых энергоресурсов относится к компетенции конкретных государств-членов ЕС в свете отдельных энергетических приоритетов, проблем энергетической безопасности и имеющихся ресурсов. Именно поэтому разные страны-члены ЕС применяют различные подходы к разработке сланцевого газа.

Пример тому, Польша – крупный импортер природного газа, а также крупнейший в ЕС производитель и потребитель угля. Правительство Польши приняло решение о разведке сланцевого газа, как средства для поддержки снижения внутренней добычи традиционного газа, декарбонизации своей экономики (уменьшения объемов потребления угля и его доли в структуре энергобаланса) и уменьшения зависимости от импортируемого газа.

Другие страны, такие как Великобритания, Дания, Швеция, Венгрия, Румыния и Литва также изучают, планируют изучить потенциал своих ресурсов и постепенно внедряют ГРП на своих месторождениях. Пока что лишь три страны ЕС: Франция, Чехия, Болгария заблокировали использование ГРП на своей территории.

К концу ХХ века совместное применение горизонтального бурения и гидроразрыва вызвали революцию в газовой отрасли, которая началась в США и теперь меняет мир. (О роли США в сланцевой революции см. публикацию .) Несмотря на различное отношение к добыче сланцевого газа, США и Россия являются странами, где ГРП получил наиболее широкое распространение как один из основных методов добычи нефти и газа, – ежегодно производится несколько тысяч таких операций.

Мировые тенденции развития и расширения использования этого метода затронули не только страны Европы, но и Россию, и Украину, которые уже более 65 лет используют его на своих истощаемых месторождениях. Однако с 2006 г., на фоне обострения межгосударственных взаимоотношений в вопросе стоимости импорта российского газа, Украина определила одной из альтернатив снижения газовой зависимости от России – активизацию деятельности по разведке и добыче сланцевого газа. С этого момента официальные позиции двух стран, профессионального сообщества и граждан общества двух братских народов, относительно ГРП , стали расходиться.

Александр Лактионов
Главный специалист по исследованию энергетических рынков компании “Смарт Энерджи”

На протяжении 65 лет гидроразрыв пласта - лишь один из известных методов интенсификации добычи углеводородов, не имел такого резонансного значения, которое приобрел в последние годы в странах Европы и Украине и теперь неразрывно связывается с добычей сланцевого газа. Однако, эта технология была известна на территории бывшего СССР задолго до начала промышленной добычи сланцевого газа вСША в начале нынешнего столетия. На постсоветском пространстве Россия - является лидером применения ГРП , уступая позиции по количеству операций лишь США - в мировом масштабе.

Удивительно, но факт: на сегодня ГРП запрещен лишь в тех странах, где газ не добывается в принципе: Франция, Чехия, Болгария. По странному «стечению» обстоятельств РФ является основным поставщиком газа для этих стран. С Украиной другая история: страна добывает ~20 млрд.куб.м в год газа (обеспечивая ~40% потребности), а благодаря наличию запасов, планов и проектов добычи газа из нетрадиционных источников (песчаников, сланцев, угольных пластов и др.) собирается снизить газовую зависимость от «Газпрома».

Многие годы Россия была монопольным поставщиком газа и в Украину, которая теперь развивает проекты диверсификации поступления газа, в т.ч. за счет добычи сланцевого газа на отечественных месторождениях. Лишь за последние два года, благодаря экономии и энергоэффективности, Украине удалось существенно (с 40 до 30 млрд.куб.м) снизить импорт российского газа, в то время как увеличение собственной добычи рассматривается как действенный способ избавления от чрезмерной газовой зависимости от «Газпрома».

В связи с сокращением объемов импорта российского газа в Украину подобные инициативы страны естественно не вызывают оптимизма у российского газового монополиста, который и так теряет позиции на газовом рынке Европы из-за сланцевой революции в США . Россия пока что не планирует искать свой сланцевый газ, однако не против изучения возможности добычи сланцевой нефти, по-прежнему широко применяя ГРП на своих нефтяных месторождениях.

Сланцевый газ: позиция «Газпрома»

После очевидно позитивных результатов США , когда были получены существенные дополнительные объемы газа именно за счет разработки сланцев (в 2009 г. добыто 67 млрд.куб.м сланцевого газа, т.е. ~11,3% общей добычи газа в США ), «Газпром» начал отслеживать развитие отрасли сланцевого газа. Теперь, ежегодно в 4 квартале монополия публикует отчет о мониторинге этой отрасли.

Осенью 2010 г., по результатам первого года мониторинга, стало известно, что «Газпром» располагает собственными технологиями, схожими с используемыми при добыче сланцевого газа, и применял их при добыче угольного газа в Кузбассе («Газпром», 29.10.2010 http://www.gazprom.ru/press/news/2010/october/article104865/).
В релизе 2011 г. указывалось, что российская газовая монополия изучает сланцевую тему по региональным рынкам, а в 2012 г. - «Газпром» делал акцент на негативном опыте развития этой отрасли в Европе, в частности констатировал выдачу запретов наГРП в ряде стран.

«…«Газпром» располагает собственными технологиями разработки сланцевого газа…», - указывает Игорь Юсуфов - член Совета директоров «Газпром», учредитель фонда «Энергия», экс-министр энергетики России в 2001-2004 годах. (Статья «Сланцевый газ — это убыточный бизнес и очень ущербная вещь для окружающей среды», 25 апреля 2013). Однако в «Газпроме» не видят необходимости разработки собственных сланцевых пластов, т.к. считают, что 28 трлн.куб.м природного газа, находящиеся на балансе компании, вполне достаточно на десятилетия, для обеспечения внутренних потребностей российской экономики и выполнения обязательств перед партнерами в СНГ и за рубежом.

Таким образом, в России пока что нет стратегической необходимости делать ставку на сланцевый газ, особенно в условиях избытка добычи природного газа и катастрофического снижения объемов его поставок за рубеж. Тем не менее, в частности недавняя покупка «Роснефтью» компании «ТНК-ВР», по мнению некоторых украинских геологов, обусловлена, прежде всего, стратегическими интересами приобретения достигнутых «ТНК-ВР» технологий в добыче трудноизвлекаемых углеводородов, в т.ч. нетрадиционных газовых ресурсов.

В это же время, ГРП широко отрабатывают российские нефтяные компании, среди которых - «Газпром нефть» (ранее - «Сибнефть») - дочернее предприятие «Газпрома», где ему принадлежит 95,68% акций.
В частности, 8 апреля 2013 г. «Газпром нефть» и Royal Dutch Shell plc подписали Меморандум о подтверждении Генерального соглашения о партнерстве в области разведки и добычи сланцевой нефти. Стороны создадут совместное предприятие, которое займется новыми проектами по разведке и разработке нефтеносных сланцев на территории Ханты-Мансийского автономного округа

ГРП - технология, обеспечивающая лидерство России на мировом рынке нефти

Россия широко использует ГРП добывая нефть (газ пока что сам идет), причем большее количество ГРП применяет только США , а Россия уверенно занимает второе место в мире. С добычей газа, пока что больших проблем не возникает, но с нефтью не все так хорошо. Лавры многолетнего лидера добычи нефти видимо не дают покоя России, которая не первый год пытается навязать соперничество Саудовской Аравии. За последние несколько лет это удалось сделать фрагментарно, а также по результатам отдельных месяцев (рис. 1).

Несмотря на высокую мировой цену, нефть - как основной энергоресурс в мировом энергобалансе (нефть - 33%, уголь - 30%, газ - 24%), все еще составляет конкуренцию непомерно высоким ценам на российский газ. Россия продолжает использовать привязку собственных газовых цен к корзине нефтепродуктов, но это уже становится скорее частным случаем, т.к. многие страны уходят от этой привязки, отдавая преимущество торговле в центрах специализирующихся на торговле именно газом (биржа, хабах).

Лишь благодаря использованию многостадийного ГРП и технологии горизонтального бурения, России все еще удается наращивать добычу нефти. Это те же технологии, которые использует США для добычи сланцевого газа и нефти.

Российские компании пока что проводят 8-стадийный ГРП , в то время как западные - до 40 стадий, в среднем выполняют в 20 стадий. В июле 2013 г. американская компания NCS Oilfield Services провела 60-стадийный ГРП на скважине в Канаде, что стало новым рекордом. По запасам нефти Россия занимает 8-е место в мире, уступая нескольким странам ОПЕК и Канаде. Доказанные запасы нефти России в 3-4 раза меньше (рис.2), чем у Саудовской Аравии - мирового лидера нефтедобычи, но несмотря на это, Россия извлекает из недр объемы сопоставимые с Королевством. Большая часть добытой нефти поставляется на экспорт, что обеспечивает значительную долю финансовых поступлений в страну.

При очевидно разных возможностях и условиях добычи нефти гонка за лидерство между Саудовской Аравией и РФ продолжается. Именно поэтому ведущие российские компании, в т.ч. предприятия «Газпрома», именно в нефтяной отрасли отрабатывают и усовершенствуют методы увеличения (интенсификации) добычи углеводородов, среди которых - гидравлический разрыв пласта (или то, что называется фрекингом).

ГРП шагает по России

«…Россия является одним из крупнейших потребителей услуг по ГРП как для интенсификации добычи нефти, так и для увеличения нефтеотдачи пластов», - «Газпром нефть», 5.12.2012.

С 1985 г. в России создавались специализированные компании, которые, впоследствии ежегодно проводили тысячи ГРП . Для большинства разрабатываемых скважин ГРП стал необходимой частью в процессе добычи нефти. Наиболее эффективно ГРП применяется на российских скважинах с коллекторами характеризующимися низкой проницаемостью. Очень часто лишь благодаря применению ГРП удается достигнуть рентабельного уровня дебита скважин. В Сибири ежегодно проводится 500 скважино-операций. Еще на рубеже 2005 г. в структуре запасов для нефтедобычи в России более 40% располагалось в коллекторах с низкой проницаемостью, а в будущем ожидалось их увеличение до 70%. Поэтому большое внимание уделялось перспективам применения ГРП . (Ю.Д. Качмар, В.М. Світлицький и др. «Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину». - Львів, 2005. - 414 стор.)

В недалеком прошлом частные нефтяные компании «ЮКОС» и «Сибнефть» использовали метод ГРП на своих месторождениях, но данная информация не была доступна широкой международной общественности.
В марте 2013 г. на конференции «CERA Week» (г. Хьюстон, штат Техас, США ) российские нефтяные компании поведали миру о своих достижениях и планах по использованию ГРП для увеличения добычи на старых месторождениях. В частности отчитались нефтекомпании:
«Газпром нефть» в течении следующих трех лет совместно с Shell приступит к освоению пластов, месторождения сходного по своей геологической структуре с сланцевым месторождением Баккен (США ). Также в проекте примут участие «Роснефть» и Exxon Mobil;
«Роснефть» в 2013 г. планирует применить ГРП на 50 скважинах (в 2012 г. - на 3); «Лукойл» до 2011 г. не использовал ГРП , но к началу 2013 г. у компании уже было 215 горизонтальных скважин, а через три года их число будет увеличено до 450;

В открытых источниках не составляет труда найти более впечатляющие цифры использования ГРП российскими нефтяными компаниями.

В 2012 г. НК «Газпром нефть» пробурила 68 горизонтальных скважин, из них 19 - с применением многостадийного ГРП (до 6 стадий). До 2013 г. «Газпром нефть» уже провела 2,5 тысяч ГРП . Ежегодно проводится ~500 ГРП , и компания пока не планирует уменьшать эту цифру.

На 2013 г. было запланировано бурение 120 скважин, в т.ч. 70 с мультистадийнымГРП . 10 июля 2013 г. «Газпром нефть» впервые провела 8-стадийный ГРП на Вынгапуровском НГКМ . Позиция крупнейшей российской государственной нефтедобывающей компании относительно ГРП становится понятной из выступления Президента ОАО «НК «Роснефть» И.И.Сечина на конференции «CERA Week» г. Хьюстон, Техас, 6 марта 2013 года.

«…Роснефть стремится стать технологической компанией. В добыче мы уже активно используем такие методы, как многостадийный гидроразрыв пласта в сочетании с горизонтальным бурением. Особенности наших залежей требуют разработки и адаптации технологий стимулирования пласта, эту программу мы ведем сегодня с участием партнеров из Статойла и ЭксонМобил. Наши специалисты широко применяют бурение горизонтальных скважин с отходом от вертикали до 7 км, в т.ч. на шельфе, и с эффективной проводкой до 1 км в пластах толщиной всего 3-4 метра. Ведется разработка низкопроницаемых карбонатных залежей горизонтальными скважинами, в т.ч. многоствольными…», - отметил И.Сечин.

В частности, в начале ноября 2006 г. на Приобском нефтяном месторождении, эксплуатируемом ООО «РН-Юганскнефтегаз» (дочернее предприятие «Роснефть», которая получила контроль над основным активом «ЮКОСа» — «Юганскнефтегазом»), при участии специалистов компании Newco Well Service был произведён крупнейший в России гидроразрыв нефтяного пласта. Операция длилась 7 часов и транслировалась в прямом эфире через интернет в офис «Юганскнефтегаза». Согласно данным открытых источников, до мая 2012 г. «Юганскнефтегаз» выполнил более 10 000 ГРП .

В 2009-2010 гг. «Роснефть» оставалась крупнейшим клиентом сервисных компаний на проведение ГРП , и в настоящее время делается ˃2 тысяч ГРП в год, а абсолютное большинство новых скважин вводится в эксплуатацию после ГРП . НК «Татнефть» в 2013 г. планирует провести 579 ГРП (в 2012 г. - 376). За первое полугодие компанияООО «Татнефть-РемСервис» провела для «Татнефти» 309 операций ГРП , что на 113 больше, чем за 6 месяцев 2012 г. («Нефть России», 31.07.2013)

Из годового отчета НК «Лукойл» за 2012 г. становится известно, что компания активно использует ГРП в своей работе. «В 2012 г. инвестирование в высокотехнологичные методы разработки, такие как бурение горизонтальных скважин и ГРП , позволило Компании ввести дополнительные запасы в разработку на Северном Каспии и в Республике Коми…»

«К прорывным технологиям НК «Лукойл», внедренным в 2012 г., относится бурение горизонтальных скважин с МГРП . В 2012 г. введено 99 скважин с МГРП . Средний дебит нефти - 43,5 т/сут. Если в 2011 г. технология МГРП применялась только в Западной Сибири, то в 2012 г. - и на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», ООО «ЛУКОЙЛ-Коми…». «…в 2012 г. Группа «Лукойл» выполнила 5 605 операций ПНП (повышения нефтеотдачи пластов), что на 15% выше уровня 2011 года. В 2012 г. дополнительная добыча за счет применения в России методов ПНП составила 23,1 млн т. Основной объем дополнительной добычи (˃15,1 млн т) получен за счет физических методов, в первую очередь за счет ГРП ..».

«В 2012 г. на месторождениях Группы проведены 867 операций ГРП со средним приростом дебита нефти 8,1 т/сут. За счет других методов ПНП - гидродинамических, тепловых, химических, интенсификации добычи было добыто почти 8 млн т нефти. В 2012 г. продолжилось активное внедрение новейших химических технологий (были проведены 1 602 операции против 1 417 в 2011 году)», - отчитывается НК «Лукойл» перед акционерами.

Результаты, а также планы работы российских нефтяных компаний свидетельствуют о том, что вряд ли в ближайшее время они изменят отношение к ГРП , за счет которого обеспечиваются значительные объемы добычи нефти. Применение ГРП активно осуществляется и на газовых месторождениях, но по понятным причинам информация об этом является более закрытой.

Об использовании ГРП на газовых месторождениях России сообщал многолетний партнер «Газпрома» немецкий концерн BASF . В частности речь шла о компании «Ачимгаз» (СП «Газпрома» и Wintershall), которая в Уренгое использует технологиюГРП : «… наша дочерняя компания Wintershall, соблюдая строгие стандарты безопасности и экологические нормы, на протяжении вот уже нескольких десятилетий использует эту технологию при добыче нефти и особенно газа в России, Аргентине, Нидерландах и Германии. До сих пор не было ни одного случая загрязнения грунтовых вод», - цитирует Харальда Швагера - члена Совета исполнительных директоров BASF SE отвечающего за нефтегазовый бизнес - газета Frankfurter Allgemeine. Основной тезис BASF и Х.Швагера, в частности: «…технология фрекинга в будущем получит широкое распространение в разных частях света, ее активное применение серьезно изменит систему энергоснабжения и цены на энергоносители».

Кто проводит ГРП в России

Услуги по проведению ГРП в России в основном оказываются западные специализированные сервисные компании. Имеющийся в России парк оборудованияГРП (флот) принадлежит как специализированным сервисным компаниям, так и сервисным подразделениям российских нефтегазодобывающих компаний. Наибольшее количество ГРП производят в России Trican Well Service, Сургутнефтегаз,КАТКО нефть, Schlumberger, CalFrac, ТатРемСервис, MeKamiNeft, Weatherford, Halliburton и ряд других компаний.В феврале 2013 г. компания «Татнефть» приобрела новый, второй по счету флот для проведения ГРП , который произведен в Беларуси по лицензии «американской» компании «NOV Fidmash» («Нефть России», 25.02.2013).

Лишь в конце мая 2013 г. в России были закончены испытания новейшего отечественного оборудования для ГРП нефтяных и газовых пластов.

Широкое применение ГРП на российских месторождениях нефти и газа — наиболее актуальная тема отрасли последние несколько лет. Увеличивающая потребность российских компаний в применении ГРП была спрогнозирована специалистами еще несколько лет назад. Разработка высокопроизводительного технологического комплекса ГРП была заказана Министерством образования и науки Российской Федерации в 2011 г. в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы».

В основу передовых технических решений легли военные разработки. Производительность комплекса ГРП определяется мощностью насосной установки, а также количеством задействованных в процессе ГРП насосов. В новейшей российской технике ГРП применена газотурбинная силовая установка, развивающая мощность до 2250 л.с. и способная поддерживать ее длительное время. Подобные газотурбинные двигатели установлены в российских танках Т80 и американских «Абрамс».
Серийным производством высокопроизводительных комплексов ГРП с 2013 г. займется консорциум «РФК» — объединение российских машиностроительных предприятий во главе с ООО «Русская фрактуринговая компания». На сегодняшний день в консорциум помимо ПКБ «Автоматика» и Тихорецкого машиностроительного завода входит машиностроительная группа «ПромСпецСервис». Стоимость мобильного комплекса РФК запланирована в пределах 200-300 млн.рублей. (сайт «РФК» http://www.fracturing.ru/newsblender.html)

ГРП : от «полезного изобретения» до «варварского метода»

В то время как «Роснефть» является крупнейшим клиентом иностранных сервисных компаний на выполнение ГРП , а «Лукойл» - называет многостадийный ГРП - прорывной технологией, - высшее руководство России, вынуждено лукавить - отмежёвываясь от ГРП .

Причиной тому является развернутая антисланцевая кампания на просторах Европы и Украины, где именно ГРП - позиционируется как небезопасный вид добычи полезных ископаемых. В поддержке именно такой позиции, хоть и косвенно, прослеживается и российский след. Наиболее очевидно это в Болгарии и Украине.

«Гидроразрыв был полезным российским изобретением, а стал варварским способом добычи нефти» - приходит к выводу руководитель East European Gas Analysis Михаил Корчемкин по результатам собственного исследования: «До того, как стать “варварским способом” добычи нефти, эта технология считалась полезным российским изобретением, необходимым для модернизации и технического развития экономики страны».

Основанием для такого вывода послужила официальная позиция России: «…Что касается других способов добычи самой нефти с помощью гидроразрывов и других достаточно варварских способов, вы понимаете, к чему это приводит, специалисты это знают очень хорошо», - сообщил В.Путин на заседании Комиссии по вопросам стратегии развития ТЭК и экологической безопасности 13 февраля 2013 года.

Насколько такая позиция вяжется с планами российских нефтяных компаний относительно дальнейшего применения ГРП на месторождениях России? Ведь без применения ГРП на своих месторождениях Россия утратит позиции мирового лидера нефтедобычи и поступления в бюджет, т.к. именно этот метод интенсификации добычи многие годы позволял оспаривать лидерство Саудовской Аравии.

Некоторая разбежность позиций РФ и Украины относительно сланцевого газа и ГРП как метода его добычи, не сразу бросается в глаза: РФ не поддерживает добычу сланцевого газ, но полным ходом применяет ГРП на своих нефтяных месторождениях. В Украине же добыча сланцевого газа получила резонанс, в первую очередь из-за опасения последствий применения ГРП , хотя на самом деле этот метод также как и в России имеет долгую историю применения. Не исключено, что в том числе благодаря методу ГРП , в 80-х годах минувшего столетия Украина достигла доныне невиданных результатов в добыче газа.

Александр Лактионов
Главный специалист по исследованию энергетических рынков компании “Смарт Энерджи”, к.э.н.

Британские исследователи проанализировали метод гидроразрыва пласта (ГРП, способ интенсификации работы нефтяных и газовых скважин) с точки зрения его безопасности для окружающей среды, экономики и общества. В результате метод ГРП был помещён на седьмое место в рейтинге из девяти источников энергии. Возможно, подобное исследование будет проведено и в Америке – в единственной стране мира, где сейчас метод ГРП в нефтедобыче считается одним из главных.

Низкий уровень безопасности

Гидроразрыв пласта – это неоднозначный процесс, в ходе которого вода, песок и химикаты под высоким давлением подаются в пласт, в результате чего появляются трещины, облегчающие добычу нефти и/или газа.

Чтобы оценить последствия использования метода ГРП в Великобритании, группа учёных из Манчестерского университета составила рейтинг из источников энергии (среди них уголь, ветер, солнечный свет), оценив безопасность их использования с точки зрения окружающей среды, экономики и общества. Метод ГРП учёные поместили на седьмую позицию рейтинга.

Учёные сообщают, что для того, чтобы метод ГРП оказался столь же безопасен, как энергия ветра и солнца, необходимо снизить его негативное влияние на окружающую среду в целых 329 раз.

Исследователи составили различные прогнозы на будущее и определили, что ситуация, при которой на метод ГРП будет приходиться 1, а не 8 процентов выработанной в Великобритании электроэнергии, более благоприятна.

Фрекинг в контексте

Учёные заявляют, что большая часть исследований, связанных с методом ГРП, направлена на изучение его влияния на окружающую среду. Эти исследования, в основном, проводятся в США. Британские специалисты утверждают, что общественно-экономический аспект недостаточно изучен. Они называют свой исследовательский проект первой работой, в которой рассматривается влияние метода ГРП на окружающую среду, экономику и общество.

«Это позволяет нам оценить безопасность использования метода в целом, не уделяя всё внимание лишь одному аспекту наподобие транспорта, шума или загрязнения воды, которые сегодня активно обсуждаются при изучении сланцевого газа», – рассказала The Independent профессор Манчестерского университета Адиза Азападжик.

В некоторых государствах метод ГРП находится под запретом, и на данный момент Америка – единственная страна, использующая его в крупных масштабах. Возможно, британское исследование сподвигнет американских специалистов на проведение собственного анализа. Если в Америке безопасность метода ГРП будет оценена столь же низко, то политики могут обратиться к использованию менее опасных источников энергии.

Енвд