Горючие сланцы

Содержание
  1. Горючие сланцы как полезные ископаемые для топлива
  2. Что такое горючий сланец?
  3. Из чего состоят горючие сланцы?
  4. Добыча горючего сланца в странах мира
  5. Применение этого органического вещества
  6. Что такое сланцевая нефть
  7. Отличие от обычной нефти
  8. Запасы
  9. Виды
  10. Технология сланцевой нефтедобычи
  11. Цена
  12. Себестоимость
  13. Перспективы сланцевой революции
  14. Экологические последствия
  15. Горючие сланцы, свойства, химический состав, добыча и применение
  16. Горючие сланцы:
  17. Происхождение горючих сланцев:
  18. Месторождения горючих сланцев:
  19. Химический состав горючих сланцев:
  20. Физические свойства горючих сланцев:
  21. Добыча нефти и газа из горючих сланцев:
  22. Применение и использование горючих сланцев:
  23. Другие виды топлива:
  24. Горючие сланцы
  25. Месторождения горючих сланцев
  26. Добыча горючих сланцев
  27. Что такое сланцевая нефть — её отличия и проблемы
  28. Что такое сланцевая нефть простыми словами
  29. Отличие сланцевой нефти от обычной
  30. Что такое Сланцевая революция
  31. Как и где добывают сланцевую нефть
  32. Цена и себестоимость сланцевой нефти
  33. Сланцевая нефть в США
  34. Eagle Ford
  35. Bakken
  36. Сланцевая нефть в России и мире
  37. Заключение

Горючие сланцы как полезные ископаемые для топлива

Горючие сланцы

Горючие сланцы имеют такой же потенциал для добычи как нефть, уголь и горючий газ, например, для сжигания в качестве топлива.
Точно также, как уголь, горючий сланец может быть добыт под землей в случае глубоких подземных запасов и может быть добыт с поверхности земли.

Что такое горючий сланец?

В общем, горючий сланец – это горная порода, содержащая столько органического вещества, что она будет гореть.

 Поскольку общепризнанного определения горючего сланца не существует, его обычно классифицируют как глинистую (или углеродистую), мелкозернистую, осадочную породу, в которой твердые органические вещества или кероген должны образовывать не менее 5-25%. Подобно углю, горючий сланец может использоваться в качестве топлива.

Кероген-нерастворимое органическое вещество образованное из отложений без доступа кислорода

Из чего состоят горючие сланцы?

Качество горючего сланца определяется содержащимся в нем органическим веществом. Кроме органического вещества, горючий сланец содержит негорючую минеральную часть, состоящую из терригенного и цементного материала или продуктов горных пород.

Большинство горючих сланцев представляют собой мелкозернистые осадочные породы, содержащие относительно большое количество органического вещества, обычно известного как “кероген”. Кероген содержит значительное количество сланцевой нефти и горючего газа, которые могут быть извлечены путем деструктивной дистилляции.

Деструктивная дистилляция – процесс включающий разложение керогена при высокотемпературном нагревании для расщепления крупных молекул органического вещества.

Органическое вещество в сланце состоит в основном из углерода, водорода, кислорода и небольшого количества серы и азота. Оно образует сложную макромолекулярную структуру, которая нерастворима в обычных органических растворителях (например, дисульфид углерода).

Органическое вещество смешивается с различными количествами минерального вещества, состоящего из мелкозернистых силикатных и карбонатных минералов. Соотношение органических и минеральных веществ для товарных марок горючих сланцев составляет примерно от 0,75:5 до 1,5:5.

В некоторых горючих сланцах присутствует небольшое количество битума, растворимого в органических растворителях.  Происхождение нефти похоже.

Из-за своей нерастворимости органическое вещество должно быть подвергнуто воздействию при температуре около 500°C, чтобы разложить его на нефтеподобную смолу и газ.

Часть органического углерода остается с остатком сланца после воздействия, но может быть сожжена для получения дополнительной энергии.

Горючий сланец отличается от угля тем, что органическое вещество в угле имеет более низкое атомное отношение органических и минеральных веществ, у угля обычно больше, чем 4,75:5.

Теплотворность горючих сланцев или плотность энергии 2500-4000 ккалорий на килограмм.
Теплотворность угля 5700-7000 ккалорий на килограмм.

Разработана работоспособная схема классификации горючих сланцев на основе их осаждающих сред и дифференцирования компонентов органического вещества с помощью ультрафиолетовой/синей флуоресцентной микроскопии.

Их классификация оказалась полезной при соотнесении компонентов органического вещества с выходами и химией масла, полученного методом ретортации.

Около 85% добываемого сланца используется для сжигания в сланцевых электростанциях; 12% – для ретортирования для получения сланцевого масла; около 3% – для цементных заводов.

Сланец также содержит мелкозернистую, обломочную осадочную породу, состоящая из грязи, которая представляет собой смесь хлопьев глины и крошечных частиц.

Добыча горючего сланца в странах мира

В России добыча сланца в горнорудной области за последние годы снизилась примерно до 2 млн тонн в год. Он добывается под землей, а запасы в России 7 млрд тонн.

На территории бывшего СССР есть несколько регионов, где добывается горючий сланец.

Первый, Балтийский сланцевый район, расположенный в Ленинградской области России и на территории Эстонии, недалеко от Финского залива, занимает около пятидесяти тысяч квадратных километров, что является крупным и известным.

Ленинградское месторождение включает в себя месторождение кукерсита в Веймаме близ Санкт-Петербурга. Российские сланцевые ресурсы на Ленинградском месторождении, которое находится у реки Нарва, имеют энергетический рейтинг ниже 35 ГДж м3.

Заключение по данным российских ленинградских активных сланцевых месторождений – 1 млрд тонн.Вторым известным регионом является Волжский сланцевый район, который эксплуатирует месторождения, расположенные в Саратовской области.В Кемеровской области разведано Барзасское месторождение имеющее благопрятные условия для добычи в карьерах.

Толщина пласта для рентабельного производства должна быть не менее 0,5 м при толщине вскрышных пород до 10 м или толщина пласта не менее 1,4 м при толщине вскрышных пород свыше 10 м.

В настоящее время сланцевые месторождения эксплуатируются в Эстонии, России, Китае, США, Бразилии, Израиле, Германии и др.

Фушунский карьер в северо-восточном Китае эксплуатируется уже более 70 лет, в основном для добычи угля, а также сланца, как побочного продукта, залегающего в верхнем слое угольного пласта.

Часть добываемого сланца используется для ретортирования (разложения) при производстве сланцевой нефти.

В Бразилии ведется добыча открытым способом горючего сланца, около нескольких тысяч тонн в сутки.

Применение этого органического вещества

Обычно сланец сначала добывают, а затем его пиролизируют в ретортах (термическое разложение) или сжигают в котлах. Сланец также может быть подвергнут ретортации или газификации под землей, что исключает процесс добычи; однако подземная ретортация или газификация была испытана только в прототипном масштабе в США и в бывшем СССР, но эта технология не продолжилась в коммерческой добыче.

Положение о геологической разведке полезного ископаемого, ресурсов и установлении запасов полезных ископаемых предусматривает, что горючие сланцы могут рассматриваться в качестве полезного ископаемого, если теплотворная способность пласта равна или превышает 6,1 МДж на кг.

Горючие сланцы – одна из нетрадиционных форм ресурсов. Эти ресурсы могут быть включены в число основных источников энергии на ближайшие десятилетия.

Топливо является экологически чистым и излучает меньше загрязняющих веществ, чем уголь или нефть. Эксплуатация этого топлива, похоже, улучшает энергетический статус-кво и помогает двигаться вперед к более экологичному сочетанию энергоносителей. Хотя потенциал сланцевой нефти и газа у многих народов вызывает экологические опасения.

Источник: https://beelead.com/goryuchie-slancy/

Что такое сланцевая нефть

Горючие сланцы

Прогресс цивилизации автоматически ведёт к росту потребностей. Для их удовлетворения необходимы новые виды топлива. Поэтому одной из альтернатив традиционным природным ископаемым в начале XXI века стали выступать нетрадиционные углеводороды.

Для ответа на данный вопрос введём несколько промежуточных понятий:

  • Сланцы – горные наслоения разнообразных минералов слоистой структуры.
  • Горючие сланцы – это возникшие в жидкой среде структуры, содержащие в себе лёгкую нефть и останки живых организмов водной среды. Их (организмы) ещё называют «протонефтью» или «керогеном», так как процесс нефтеобразования из них не завершился.
  • Лёгкая нефть – фракция с удельным весом до 0,84-0,88 г/см3. Большая часть добываемой нефти – лёгкая.
  • Сланцевая нефть – субстанция, получаемая из керогена по определённой технологии (SO). Иногда её называют сланцевым маслом.
  • Иногда этот термин применяют для обозначения лёгкой нефти, добываемой из пластов сланца или находящихся рядом с ними низкопроницаемых коллекторов (LTO по терминологии Международного Энергетического Агентства, или TO по версии Мирового Энергетического Совета).
  • Углеводородный коллектор – полость внутри горной породы, содержащая ископаемое топливо.
  • Сланцевый плей – совокупность однотипных месторождений, в данном случае – сланцевых.

Отличие от обычной нефти

По своим химическим и топливно-энергетическим свойствам оба вида мало чем отличаются друг от друга. Речь идёт о готовом к продаже товаре эксплуатационного качества. Различия между видами лежат в способах добычи, затратах, а также воздействии на окружающую среду.

Топливо, извлечённое из сланцевых пород, требует больших затрат, значительных технологических усилий, кроме того, оказывает негативное влияние на природу.

Разведанные запасы сланцевой нефти в 2,3 раза больше традиционной. Также имеются перспективы новых способов её добычи.

Запасы

По состоянию на 2013 год сланцевые нефтяные запасы оценивались следующим образом:

  • первое место с 75 млрд баррелей занимала Россия;
  • на втором с 58 млрд барр. были США;
  • третье – 32 млрд барр. держал Китай;
  • четвёртое – 27 млрд барр. за Аргентиной;
  • пятое место с 26 млрд барр. принадлежало Ливии.

Общее количество запасов во всём мире составляет 345 млрд. барр. (данные 2016 года).

Шесть лет проведённых исследований внесли существенные коррективы. В декабре 2018 года США сообщили о двукратном увеличении запасов сланцевой нефти по сравнению с 2016 годом. В Америке присутствует наивысшая концентрация мест, удобных в плане нефтедобычи.

Знаменитая Баккеновская формация (запас – 733 млн тонн), Форт Игл (335 млн тонн), плюс новые разведанные запасы в Техасе и Нью-Мехико позволяют стабильно наращивать объёмы добываемого сырья и открывают широкие возможности потребления нетрадиционных углеводородов.

Разведанные ресурсы нельзя оценивать однозначно. Имеется целый ряд проблем сдерживающего характера. Это глубина залегания, проницаемость геологических пластов, климатические условия, наличие необходимых водных объёмов.

По мере продвижения в будущее и с перспективами разработки новых технологий они вполне могут стать разрешимы. Уже есть сообщения из России, Китая, Израиля о создании безводных способов добычи сланцевой нефти. Активизируется работа в российской Баженовской свите на территории ХМАО-Югра (начальные запасы – 100 млн тонн).

Виды

На сегодняшний день их два:

  • Tight Oil (TO). Нефть малопроницаемая, состоит из фракций незначительной плотности (лёгких). Залегает в геологических слоях низкой проницаемой способности. Способы извлечения: прокладка горизонтальных скважин и гидроразрыв пласта.
  • Shale Oil (SO). Углеводород, получаемый в результате термического воздействия на кероген. Фактически, это обычная нефть, образованная ускоренным процессом собственного созревания.

Качество первой, извлекаемой из Пальяновского месторождения на территории России, практически идеальное. Со второй возникают проблемы, вызванные высокой плотностью и вязкостью, а также наличием в её составе смол, масел, серы. При производстве керогенной нефти дополнительно выделяется метан и реагенты, ухудшающие экологию.

Технология сланцевой нефтедобычи

Сланцевая нефтедобыча – процесс значительно более сложный, чем извлечение традиционной нефти. Всё зависит от её вида.

Технология добычи TO с глубины 2-3-х км обычно состоит из трёх элементов:

  • Бурение вертикальной скважины, пока она не достигнет нефтяных сланцев.
  • Горизонтально направленное бурение для создания необходимого участка.
  • Закачивание под высоким давлением воды с песком и реагентами. Это приводит к образованию трещин в пласте (гидравлический разрыв). Для надёжности и повышения дебита скважины процесс несколько раз повторяют.
  • Протекание нефти по образовавшимся полостям (искусственным коллекторам) в скважину с дальнейшим извлечением её оттуда завершает процесс добычи.

Качество TO не хуже традиционных марок. Основные залежи её находятся на территории США в формациях Игл Форд и Баккен.

С керогеновой нефтью типа SO всё обстоит гораздо сложнее и существенно дороже. Есть два основных способа её добычи и производства:

  • Обычный шахтный метод с дальнейшей перегонкой.
  • Способ, при котором процесс термического воздействия производится непосредственно в пласте с дальнейшим извлечением и остыванием на поверхности.

В силу высоких затрат и значительных инвестиций данный способ нефтедобычи не получил широкого распространения.

Цена

Стоимость нефти марок Brent (эталонная европейская) и WTI (американская) на сегодня составляет 60 и 54 доллара за баррель соответственно. Цена постоянно колеблется и зависит от множества различных факторов.

Разведанные месторождения, технологии добычи, способы доставки, цены на топливо, конкуренты, политическая ситуация, биржевые спекуляции – учесть весь спектр воздействий практически невозможно.

Так, до 2010 года цена на американскую нефть была выше европейской, но после начала добычи сланцевого аналога уступила ценовое первенство.

Добыча нетрадиционной нефти рентабельна при стоимости не выше 50 долларов за баррель. Для технологического уровня США это вполне достижимо. Аналитики, учитывая непрерывный «инженерный штурм» новых технологических высот, предсказывают снижение цены до уровня 35-40 долларов за баррель.

 Историческая справка за период с 1988 по 2015 годы:

  • 1998 год. Минимум = 9,55 долларов за баррель.
  • 2008 год. Максимум = 147,5 долларов за баррель.

Себестоимость

Затраты на добычу сланцевой нефти существенно выше аналогичных расходов традиционной. Её себестоимость в США равна 40-50 долларов за баррель (в Аргентине до 115).

В других странах, за исключением Канады, добыча носит скорее экспериментальный характер и пока не достигает промышленных объёмов. Проблема обусловлена огромным потреблением воды, необходимой для проведения гидроразрывов.

К сведению, себестоимость добычи обычной нефти в России – 15 долларов, Саудовской Аравии – 6 долларов (есть скважины, где она опускается до 4). Понятно, что такой разброс цен сдерживает добычу жидких сланцевых углеводородов. Тем не менее, прогнозы экспертов оптимистичны и доходят до отметки себестоимости в 32 доллара для Северной Америки.

Перспективы сланцевой революции

В основе современного промышленного производства важнейшую роль играет нефть.

Продукция, получаемая из одного барреля (158,98 литра):

№ п/п.ПродуктОбъём (литры)
1Бензин85,55
2Дизельное топливо25,36
3Авиационный керосин20,82
4Сольвент (смесь растворителей)9
5Графитовая сажа8,83
6Мазут5,68
7Сжиженный газ4,54
8Битум3,03
9Смазочные масла с компонентами1,51
10Прочие продукты полезного применения2,68

Излишне говорить о важности и незаменимости углеводородов для нужд мирового хозяйства, тем более, что альтернатива им пока не найдена. Учитывая ограниченность земных запасов обычной нефти (по оценкам специалистов, её хватит лишь на ближайшие 40-50 лет при нынешнем уровне потребления), перспективы у сланцевой революции имеются.

Сланцевая нефть представляет собой инновацию в секторе добычи полезных ископаемых энергетического профиля, отцом которой по праву является инженер-нефтяник Джордж Митчелл. Именно он придумал технологический способ добычи, сочетающий в себе вертикальное и горизонтальное бурение с гидравлическим разрывом пластов. Способ оказался действительно «революционным».

Сланцевая революция может дать человечеству новые источники углеводородов, способных сохранить, а при необходимости даже увеличить объёмы добываемого сырья для будущей мировой индустрии. Сентябрь 2018 года впервые в истории показал нефтедобычу, превышающую 100 млн баррелей в день. Сдерживающим фактором производства сланцевой нефти являются две кардинальные проблемы:

  • Отсутствие недорогих и мало затратных технологий как в плане финансов, так и материальных ресурсов. Тут необходимо сделать оговорку. Сообщения о новых способах добычи жидких углеводородов периодически поступают из разных стран мира. Израиль, Китай, Россия – далеко не полный перечень государств, информирующих о своих достижениях на данном поприще. Вполне возможно, что недалёк тот день, когда кто-то из них вырвет «пальму первенства» у США, запустив в работу новые изобретения.
  • Вредное воздействие на окружающую среду.

В случае оптимального решения обеих трудностей, перспективы сланцевой нефти станут воистину грандиозными. Говоря о технологическом прорыве в этой области, самым разумным решением было бы подождать с окончательными выводами, потратив время и средства на научно-практические исследования.

Экологические последствия

Обратной стороной сланцевого бума стал колоссальный экологический вред.

По свидетельствам очевидцев, места оставленных шахт добычи сланцевой нефти представляют собой жуткое зрелище. Развороченная земля, нагромождения отвалов бурения, открытые скважины – всё это, плюс смещения и разрывы грунта, требует серьёзных вложений и длительного наблюдения за последствиями. Это поведёт к резкому повышению себестоимости альтернативных углеводородов.

К тому же оба способа разработки отравляют природу. Производство сланцевой нефти из керогена с применением термической технологии приводит к выходу значительных объёмов углекислого газа. Методы его улавливания и утилизации требуют разработки и практического осуществления, чего на данный момент не наблюдается.

В случае применения метода гидроразрыва почва и подземные воды перенасыщаются химикалиями. А это губительно сказывается на окружающей флоре и фауне. В их состав, по оценкам экспертов, входит до 700 наименований опасных для здоровья человека веществ.

Среди них канцерогены, мутагены, разрушители эндокринной системы, невыводимые естественным путём яды. Неудивительно, что фрекинг (гидравлический разрыв пласта) законодательно запрещён на территории Болгарии, Румынии, Франции, Нидерландов.

Подобные прецеденты имели место в ряде штатов США ещё до начала сланцевой революции.

Ещё одно негативное воздействие, усиливающее действие предыдущего, – употребляемый раствор в процессе закачивания дополнительно загрязняется метаном, тяжёлыми металлами, радиоактивными веществами. Пробы воды, оставленной после завершения нефтедобычи, горят, выделяя ядовитые токсичные газы.

Освоение гигантского энергетического потенциала сланцевых углеводородов потребует усилий всего мирового сообщества.

01.11.2019

Источник: https://fabricators.ru/article/chto-takoe-slancevaya-neft

Горючие сланцы, свойства, химический состав, добыча и применение

Горючие сланцы

Горючие сланцы – это полезное ископаемое, твердая горючая осадочная порода, вид ископаемого топлива, состоящая из горючей органической (керогена) и минеральной частей.

Горючие сланцы

Происхождение горючих сланцев

Месторождения горючих сланцев

Химический состав горючих сланцев

Физические свойства горючих сланцев

Добыча нефти и газа из горючих сланцев

Применение и использование горючих сланцев

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

Горючие сланцы:

Горючие сланцы – это полезное ископаемое, твердая горючая осадочная порода, вид ископаемого топлива, состоящая из органической и минеральной частей.

Горючие сланцы – это осадочная порода со слоистой (пластинчатой) структурой серого, тёмно-серого, черного, коричневого, желтого и оливкового  цвета. Легко распадается на отдельные плитки, слои.

Минеральная часть представлена осадочной горной породой, а органическая – керогеном. Кероген является одной из форм нетрадиционной нефти. Внешне он напоминает смолу. При нагревании горючих сланцев из керогена выделяется нефть, именуемая «сланцевая нефть» или «керогеновая нефть», и природный газ, именуемый «сланцевый газ».

Горючие сланцы загораются от спички и при горении издают запах жженой резины, сильно коптят. Воспламеняются и горят в нем только органические вещества.

Залегает горючий сланец на глубине 80-200 метров.

По расчетам геологов запасов горючих сланцев на порядок больше, чем обычной нефти. Однако, залежи сланца не играют ведущей экономической роли. Он относится к альтернативным источникам тепла и химического сырья.

Происхождение горючих сланцев:

Сланцы образовались миллионы лет назад из останков мелких морских животных, водорослей, высших растений и  планктона на дне морей, океанов или озер под действием давления. В отсутствии кислорода они разлагались на составляющие и формировали полимеры виде керогена. Полимеризация происходила с участием одновременно и минерального компонента, содержащегося в осадках на дне водоемов.

Месторождения горючих сланцев:

Основные ресурсы сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер.

Крупные бассейны имеются в Бразилии (Ирати, Параиба), Китае (Фушунь), России (Прибалтийский, Волжский, Вычегодский, Тимано-Печорский, Сырдарьинский, Амударьинский бассейны, Кендерлыкское и Баженовское месторождения).

Многочисленные месторождения горючих сланцев найдены в Болгарии, Великобритании, Германии, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, Казахстане, Украине, Югославии.

Химический состав горючих сланцев:

В состав горной осадочной породы входят следующие минералы: кальцит, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и другие.

Органическая часть состоит из керогена.Кероген представляет собой смесь органических материалов (петроленов, битумов, гумусовых веществ и т.п.). Его состав меняется от месторождения к месторождению. Он не может быть описан какой-либо единой химической формулой. Во всяком случае, в его состав входят углеводороды и примеси: сероводород, азот и пр.

В обычных горючих сланцах доля керогена составляет 10-30 % от массы. И только лишь в сланцах самого высокого качества достигает она достигает 50-70 %. Остальное – осадочная порода.

Наличие в сланцах углеводородной составляющей позволяет извлекать ее. Получается нефть и природный газ. Однако их добыча не всегда экономически и экологически оправдана.

Физические свойства горючих сланцев:

Наименование параметра:Значение:
Плотность, г/см30,9-1,99
Твердость по шкале МоосаОт 2 до 6
Удельная теплота сгорания, МДж/кгДо 14

Добыча нефти и газа из горючих сланцев:

Добыча нефти и газа из горючих сланцев производится путем термического воздействия на кероген, содержащийся в горючих сланцах. Она проводится двумя основными способами: добычей сланца открытым или обычным шахтным способом с последующей перегонкой либо добычей в пласте, когда нагревание производится непосредственно под землей.

Применение и использование горючих сланцев:

Сланцы и продукты переработки горючих сланцев в виде сланцевой нефти и сланцевого газа используются как альтернативное топливо, прочие углеводороды – в химической промышленности для производства полимерных и прочих материалов, а также в фармацевтической промышленности для производства лекарств, остаточные горные породы – для производства строительных и дорожных материалов.

Другие виды топлива:

– биодизель,

– биотопливо,

– газойль,

– горючие сланцы,

– лигроин,

– мазут,

– нефть,

– попутный нефтяной газ,

– природный газ,

– свалочный газ,

– сланцевая нефть,

– сланцевый газ,

– синтез-газ.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/goryuchie-slantsyi/

Горючие сланцы

Горючие сланцы

Горючие сланцы представляют собой полезные ископаемые, основным компонентом состава которых выступает аквагенное органическое вещество. Таким образом, по форме своего образования данный вид полезных ископаемых имеет много общего с нефтью.

Горючие сланцы являются отличным материалом для получения сланцевого газа и сланцевой нефти.

На протяжении многих лет ученые-геологи исследуют сланцевые месторождения, в результате чего пришли к выводу, что запасы горючих сланцев в разы превышают запасы традиционной нефти.

Данные полезные ископаемые относятся к осадочным горным породам, приоритетным компонентом которых выступает органическое вещество, именуемое керогеном, стандартным содержанием которого в сланцах считается 10-30%.

Но иногда его наличие в породах составляет половину и более (до 70%) всего компонентного состава, что является свидетельством высокого качества этих ископаемых. Сам термин был введен в научный обиход профессором Крум-Броуном в начале ХХ в..

Именно кероген является основным материалом для получения сланцевой нефти или, так называемой, сланцевой смолы.

Кроме этого, в формировании горючих сланцев также принимают участие и минералы: кальцит, доломит, гидрослюда, кварц, пирит, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты и другие.

Основным материалом, из которого происходит формирование залежей горючих сланцев, выступают простейшие водоросли, которым удалось сохранить свое строение на клеточном уровне (талломоальгинит) или же наоборот – не удалось (коллоальгинит).

Примесью в органической части ископаемых являются измененные остатки таких высших растений, как витринит, фюзенит, липоидинит. Стоит отметить, что горючие сланцы обладают высокой действительной плотностью, которая превышает 2000 кг/м3.

Данное свойство является отличительной характеристикой ископаемых, и напрямую зависит от процентного содержания минеральных примесей: чем их больше, тем выше плотность.

Месторождения горючих сланцев

Формирование полезных ископаемых протекает в водоемах и заболоченных местах, в связи с чем, существующие на сегодня их залежи разбросаны по всей территории нашей планеты.

Современным ученым сегодня известно в районе 550 месторождений ископаемых. Порядка 50% из них сосредоточены в США, примерно 21% залежей владеет Бразилия.

Россия, в свою очередь, находится на третьей ступени по разработке сланцевых месторождений, добывая, при этом, 11% ископаемых от общего мирового объема.

К сожалению, абсолютно каждое месторождение горючих сланцев разработать сегодня не представляется возможным. На это есть свои определенные причины. Главными из них выступают нецелесообразность проведения работ в экономическом плане, а также экологическая ситуация, которая присутствует на самих месторождениях.

По данным на 2004 год на территории российского государства разведано четыре бассейна: Волжский, Прибалтийский, Печоро-Тиманский, Вычегодский. Однако, российским месторождением, содержащим в себе наибольшее количество залежей горючих сланцев, считается Баженовское, расположенное в Западной Сибири.

Таблица 1. Химические элементы в горючих сланцах, мг/кгМесторождениеРVCrCoNiCuZrMo
Ленинградское3001030101000
Новодмитриевское10010010030300100
Болтышское30030030300300
Кашпирское3 0001003010030023 (с)300300
Воронье-Волосковское10 000300100300
Колорадо (США)802007030

Добыча горючих сланцев

Для того, чтобы начать разрабатывать месторождение, необходимо провести комплекс исследовательских работ, которые позволят изучить условия залегания ископаемых, глубину, структуру почвы, и дать абсолютно полную характеристику объекта.

Все эти мероприятия необходимы для того, чтобы выбрать единственно правильный способ, который позволит безопасно извлечь горючие сланцы из земных недр на дневную поверхность. Таким образом, специалисты пользуются всего двумя способами извлечения ископаемых карьерным (открытым) и подземным (шахтным).

На то, какой из способов будет применен, влияют такие факторы, как условия сланцевого залегания, а также гидрогеологическая и экологическая ситуация.

Первый метод добычи уместно использовать в местах относительно неглубокого нахождения залежей. Данный способ имеет множество преимуществ, заключающихся в экономической выгодности и минимальной вредности для окружающей среды.

Второй метод отличается от первого своей дороговизной, поскольку требует использования специального технического оборудования, а также знающих свое дело специалистов. Кроме этого, шахтный способ очень разрушительный, в связи с чем его запрещено использовать там, где имеет близкое расположение водоемов или городских агломераций.

Полученные горючие сланцы отправляют на переработку, которая осуществляется полукоксованием при достаточно высоком температурном режиме, в результате чего и получается сланцевая нефть. 

Источник: http://mining-prom.ru/toplivodob/slants/goryuchie-slantsy/

Что такое сланцевая нефть — её отличия и проблемы

Горючие сланцы

Добыча сланцевой нефти сделала немало «шума» в мировой политической игре и глобальных финансовых потоках.

Тем не менее, для большинства так и осталось загадкой то, чем отличается данный вид нефти от традиционной, в чём её преимущества или недостатки.

В рамках статьи мы постараемся подробно разобрать ответы на вышеуказанные вопросы, а также посмотрим на влияние сланцевой революции и смежных проблем на международную политико-экономическую арену.

Что такое сланцевая нефть простыми словами

Сланцевая нефть (в оригинале «Light Tight Oil») — это маслянистая жидкость со смесью углеводородов, добываемая из плотных коллекторов (сланцев).

Википедия говорит, что сланцевая нефть — это углеводородные ресурсы, состоящие из лёгкой нефти, находящейся в коллекторах с низкой проницаемостью (плотных), таких как сланцы, плотные песчаники, известняки.

В широком смысле, сланцы — это плотные горные породы, которые располагаются ниже, чем ловушки с обычной нефтью. Можно кратко резюмировать, что сланцевая нефть простыми словами — это та нефть, которую добывают глубоких плотных горных пород.

Отличие сланцевой нефти от обычной

Из вышеуказанных определений можно с лёгкостью догадаться, что основное отличие сланцевой от обычной нефти именно в источнике добычи, но есть несколько нюансов.

  1. Во-первых, в плане качества конечного продукта, т.е. «товарной» нефти, они значительно не различаются по каким-либо характеристикам. Получается, что товар идентичен, но сама процедура переработки иная.
  2. Во-вторых, их главное различие в способе добычи. Сланцы имеют иную плотность, требуется совершенно другая технология для работы с месторождением (более подробно об этом в следующих разделах). Наглядно слои видно на примере расположения сланцевых пород.

Пример расположения сланцевых пластов.

  1. В-третьих, можно выделить разнообразное положение по следующим направлениям:
  • Себестоимость за баррель — сланцевую добывать сложнее и дороже, как следствие, стоимость за баррель выходит выше, чем у традиционной;
  • Экологическая безопасность — при добыче путём гидроразрыва пласта происходит химическое загрязнение грунтовых вод и почвы, которые в дальнейшем попадают в водоёмы и среду обитания, нанося непоправимый вред всем её обитателям.

Схема загрязнения окружающей среды при разрушении сланцевых пластов.

  1. В-четвёртых, заключительное отличие — имеющиеся запасы сланцевой нефти. По оценкам некоторых экспертов они составляют 3 трлн. баррелей по всему миру против 1,3 трлн. баррелей обычной нефти.

Таким образом, сланцевая нефть — это пока что дорого и экологически вредно в сравнении с обычной, но, к сожалению, данные факторы в большинстве стран не останавливают нефтедобывающие компании, в частности, в США. Со временем при разработке новых экологичных технологий добычи она действительно может стать революционным энергетическим источником для человечества.

Что такое Сланцевая революция

Закрытая сланцевая шахта-музей Кохтла-Нымме.

Широкую известность сланцевая нефть получила благодаря так называемой «сланцевой революции». Термин стал часто применяться в СМИ с 2012 года при описании технологий добычи сланцевой нефти и газа в США. Обратим внимание на краткую хронологию событий:

  1. Первое масштабное событие, связанное со сланцевой революцией, относится к началу XXI века (примерно 2002 г.), когда компания Devon Energy на месторождении Барнетт применила наклонно-направленное бурение с протяженными линиями и гидроразрывом пласта;
  2. В течение следующих 10 лет активно разрабатывались следующие месторождения сланцев (Eagle Ford, Antrim, Bakken и т.д.) с применением аналогичной технологии;
  3. За 6 лет (2007-2013) добыча сланцевого газа в США выросла почти в 6 раз (с 54 млрд. кубометров до 319 млрд. кубометров), при этом США также удалось обогнать Россию по объёмам добычи и на короткое время существенно снизить стоимость на газ;
  4. На 2016 год уже добыча газа в США — 751 млрд. кубометров, а в России — 642 млрд. кубометров;
  5. Сегодня американцы предлагают свой газ на европейском рынке и фактически становятся конкурентоспособным игроком на рынке экспорта газа, а за счёт своего политического положения они продают газ ещё и дороже российского.

Идея сланцевой революции заключается в том, что США желает стать энергетической империей и экспортёром газа, а также нефти.

Тем не менее, в большей степени революционность явления применима именно к газу, нежели к нефти, с которой всё намного сложнее. Согласно недавним сообщениям экспертов The Financial Times, большинство американских нефтедобывающих проектов терпят серьёзный спад даже на месторождениях-гигантах (Eagle Ford), а некоторые компании уже подали заявку на банкротство (WBH Energy).

Как и где добывают сланцевую нефть

Принято выделять два способа, как добывают сланцевую нефть:

  1. Открытый (шахтный) способ с переработкой пласта снаружи — наиболее затратный и дорогостоящий вариант;
  2. Закрытый с гидроразрывами пласта — более дешёвый и часто используемый, но вредный для экологии.

В первом случае сланцевая порода добывается в шахте, затем дробится и направляется на перерабатывающий завод. Такой метод работы со сланцем существует с 1837 года. Непосредственно на заводе сланцевую породу подвергают гидролизу без доступа воздуха, что позволяет выделить сланцевую смолу.

В целом шахтовая добыча производится в классическом режиме, который многим знаком. Гораздо более инновационным является второй способ с гидроразрывом, рассмотрим его нагляднее на схеме.

Изначально производится бурение вертикальной скважины на 2-3 км, а затем уже горизонтальное бурение на аналогичную длину и более. После в несколько стадий производятся гидроразрывы сланцевого пласта.

Сам процесс производится с помощью введения специальных жидкостей (комплекса воды с песком, а также химических веществ) под высочайшим давлением (до 1500 атм). Это приводит к образованию трещин, как на схеме, в которые вырывается газ. Как правило, данные жидкости канцерогенные.

Множество стадий гидроразрыва требуется, поскольку у подобной добычи очень высокий дебит, т.е. снижение темпов и объёмов добываемого сырья. Спустя 1 год работ добыча снижается до 80%, что удаётся немного компенсировать лишь поэтапной добычей.

На заметку.

По классификации Международного энергетического агентства (МЭА) следует отличать Tight Oil от Oil Shale — нефтяных сланцев (горючих сланцев), богатых керогеном (твёрдым углеводородом), и от Shale Oil — сланцевой нефти, полученной из горючих сланцев. МЭА рекомендует применять термин «Light Tight Oil» для лёгкой нефти, добытой из сланцевых пластов или из других низкопроницаемых коллекторов и формаций.

Цена и себестоимость сланцевой нефти

Как уже упоминалось ранее, сланцевая нефть отличается довольно высокой себестоимостью для рынка. По крайней мере так было последние десятилетия.

Сегодня эксперты оценивают себестоимость сланцевой нефти в диапазоне от 50 до 60 долларов за баррель.

Для сравнения средний диапазон себестоимости для традиционной нефти в России или Саудовской Аравии — от 10 до 15 долларов (лишь на некоторых месторождениях цифры могут значительно отличаться).

В данный момент цены на Brent и WTI говорят о вероятных перспективах дальнейшего роста добычи нефти в США.

Текущие цены марки Brent

Текущие цены марки WTI

Стоит заметить, что рынок — непредсказуемая субстанция. В любой момент может продолжиться медвежье ралли и американцам будет сложно конкурировать на рынке нефти с остальными участниками, добывающими ресурс в традиционной форме.

Сланцевая нефть в США

Как ранее упоминалось, США находятся в центре событий по вопросам, связанным со сланцевой нефтью, ведь именно они затеяли «революцию». В целом у американцев есть довольно внушительное число сланцевых месторождений, среди них стоит выделить:

  • Eagle Ford — в штате Техас, запас 335 млн. т., работает 6 нефтяных компаний;
  • Bakken — в Северной Дакоте, запас 733 млн. т., работает 20 нефтяных компаний;
  • Woodford — на границе Арканзаса, запас 54 млн. т., работает 8 компаний;
  • Avalon & Bone Springs — на границе Техаса, запас 217 млн. т., работает 6 компаний;
  • Monterey/Santos — в Калифорнии, работает 5 компаний.

График – прогноз добычи сланцевой нефти в США по месторождениям.

Eagle Ford

Данное месторождение было одним из лидеров США в 2010 году, но, к сожалению, его перспективы резко упали в 2015 году. Уже в 2016 году расходы на Eagle Ford снизились с 30 млрд. долларов (2014) до 10 млрд. долларов.

Нефтяные вышки Eagle Ford в США.

Bakken

Считается крупнейшей формацией сланцевой нефти в США, залегает на глубине 2,5-3,5 км и занимает площадь свыше 500 000 кв. км. Начиная с 2006 года здесь применяется горизонтальное бурение. Динамика роста числа скважин:

  • 2008 — более 1000;
  • 2010 — более 2000;
  • 2012 — более 4000;
  • 2014 — более 8000.

Графики добычи сланцевого газа и нефти на месторождении Bakken.

Добыча нефти на территории Bakken.

Таким образом, в США действительно существует множество мест, где добывают сланцевую нефть. Все их рассматривать не имеет смысла, они отличаются лишь расположением и объёмом добычи. Что касается перспектив, то США активно работают над разработкой месторождений, но многие крупнейшие формации уже практически достигли своего пика, прогнозируемого на годы вперед.

Сланцевая нефть в России и мире

Россия имеет около 7% от запасов сланцевой нефти в мире. Политика РФ в отношении «лёгкой» нефти настроена всерьёз на большие перспективы по освоению технологий добычи. На сегодняшний день особый резонанс вызывает месторождение в Югре — Баженовская свита. В действительности официальное наименование — Пальяновское месторождение.

Несколько фактов:

  • По последним оценкам запас технически извлекаемой нефти около 74 млрд. баррелей (суммарный 1,2 млрд. баррелей);
  • На момент написания бурится первая скважина от «Газпром нефть» и запланировано ещё 13 скважин (планируемая глубина 2750 метров);
  • Твёрдые породы Баженовской свиты сформировались более 145 млн. лет назад.

Западная Сибирь. Нефтяная вышка.

Что касается всего остального мира, то Россия пока что лидирует по оцениваемым запасам сланцевой нефти. Данный факт был чётко указан в аналитических данных Bloomberg Markets.

На втором месте располагается США, а далее — Китай, замыкающий тройку лидеров по запасам. В пятёрку вошли также Аргентина и Ливия. В итоге, Россия и в ходе «сланцевой революции» на рынке нефти нашла своё место.

Заключение

Если кратко, то сланцевая нефть — это нефть, которую добывают из плотных горных пород (сланцев), как правило, путём горизонтального бурения на огромной площади под землей и поэтапных гидроразрывов.

Её единственное преимущество в том, что сланцевых запасов больше, чем обычной нефти.

Среди недостатков добычи сланцевой нефти: губительное влияние на экологию, дорогостоящие технологии и менее выгодная себестоимость.

«Бум» со сланцевой нефтью начался с США, которые долгое время считались лидерами в этой сфере. Сегодня по запасам на первом месте Россия за счёт Баженовской свиты, где сланцевая добыча только осваивается. Тем временем в США крупнейшие месторождения уже идут на спад.

(13 4,31). Оцените пожалуйста, мы очень старались!
Загрузка…

Источник: https://barrel.black/slancevaya-neft.html

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: