Перебільшені наслідки гідравлічного розриву пластів при видобуванні газу

06 січня 2021, 14:00   0

Після остаточної перемоги Джо Байдена на виборах в США та його обіцянок значно очистити нафтогазовий сектор шляхом заборони проведення гідророзриву пласту (ГРП) в країні, схоже, що світова тенденція газовидобутку теж буде рухатися у напрямку покращення екологічної безпеки.

Екологи навіюють паніку на багатьох жителів громад та змушують вірити, що гідророзрив пласту (ГРП) є дуже небезпечним для навколишнього середовища. Шкода звісно є, але її ефект як мінімум дещо перебільшений. В реальності, ризики від ГРП можна порівнювати з будь-якими іншими ризиками від виробничої діяльності енергетичної індустрії, але коли ця діяльність ведеться грамотно, то і ризики можна мінімізувати.

Багато екологічних активістів хибно стверджують, що заборона ГРП значно зменшить об’єми видобутку вуглеводнів, тим самим зменшить і викиди парникових газів в атмосферу. Якби ж вплинути на глобальні кліматичні зміни було так просто.
Активісти та громадяни, яких перші успішно налякали, часто вимагають від органів влади ввести заборону на гідророзрив та скорочення операцій up-stream в цілому.

Тут слід виділити наступні негативні наслідки таких заборон:
• Різке зниження економічної активності енергетичної індустрії держави
• Відсутність ефекту зменшення споживання паливних продуктів (бензин, дизельне паливо, тощо) кінцевими споживачами, оскільки нафтопереробні заводи почнуть ще більше використовувати ресурс закордонного походження та все одно будуть його переробляти
• За рахунок кінцевого споживача, викиди парникових газів в атмосферу суттєво не зменшуються
• Збільшення цін на нафтопродукти

Хто генерує викиди парникових газів?

Екологи у своїх звинуваченнях зазвичай зосереджуються на виробниках нафти та природного газу, забуваючи про те, що справжніми ворогами екології в питаннях генерації парникових газів є саме кінцеві споживачі нафтопродуктів. А отже контроль варто посилювати саме в down-stream секторі. Нафтогазові компанії генерують близько 20% парникових газів в процесі видобутку, переробки та транспортуванні сировини (див.рис 1), а кінцеві споживачі в процесі спалювання палива для своїх побутових потреб – 80% від загального об’єму. Якщо ми хочемо зменшити викиди шкідливих речовин, то маємо в першу чергу шукати шляхи зменшення енергетичних витрат на душу населення.

Серед найкращих способів енергозбереження, які можна починати застосовувати вже в найкоротші терміни можуть бути:
• Контроль використання природніх ресурсів, що застосовуються в операційній діяльності видобувних компаній (Наприклад, вода для проведення ГРП та буріння)
• Застосування сучасних технологій в процесі газовидобутку, які значно зменшують час операцій та зберігають ресурсну базу.
• Введення технологій відновлювальної енергетики на державному рівні, стимулюючи це податковими та іншими пільгами при їх запровадженні.
• Покращення інфраструктури громадського транспорту, цим самим даючи можливість населенню використовувати його замість особистих автомобілів.
• Спонукання населення на купівлю гібридних чи електричних автомобілів при виборі нового авто.

Тож давайте повернемось до гідророзриву пласту та спробуємо пояснити, чому ризики від його застосування є перебільшеними. Наступна схема ілюструє кроки проведення ГРП:

Деякі екологи стверджують, що безпосередньо ГРП може бути джерелом викиду парникових газів в атмосферу, але це 100% невірно – операція ГРП не генерує парникових газів взагалі. Гідророзрив – це процес завершення нафтової чи газової свердловини, який проводиться шляхом закачування в пласт води, піску і деякої кількості спеціальних хімічних реагентів під великим тиском з метою збільшення пропускної спроможності цього пласту.

Атмосферне забруднення є неможливими при проведенні таких операцій з наступних причин:
• Сам процес ГРП не передбачає виливів хімічних субстанцій на поверхню. Тут мова йде лише про їх закачування на досить великих глибинах
• Після того як на свердловині запущений процес видобутку, то зазвичай окрім вуглеводнів добуватися буде лише попутна пластова вода. Ці речовини не мають нічого спільного з викидами парникових газів в процесі видобування.
• У випадку сирої нафти, разом з нею буде видобуватися попутний нафтовий газ (ПНГ), по простому метан . В багатьох випадках, цей продукт також викачується для подальшої реалізації та не надходить напряму до атмосфери.
• В випадку газової свердловини, природній газ також відразу відправляється на реалізацію по системі закритих трубопроводів.

Також відразу варто додати аргумент для деяких скептиків, які будуть стверджувати, що обладнання та потужні насосні установки при процесі ГРП працюють на дизельному паливі і тим самим забруднюють атмосферу з викидами вуглекислого газу СО2. Це дійсно правда, але знову ж таки – за одну операцію ГРП, яка триває в середньому 1-2 дні, викиди цих газів будуть краплею в океані, порівнюючи до тих, які утворюються кожен день на дорогах при русі мільйонів автомобілів на двигунах внутрішнього згорання. Знову ж таки – маємо проблему регулювання down-stream сектору.

ГРП не забруднює ґрунтові води

Ще одним занадто перебільшеним твердженням екологів є те, що підземна міграція метану, начебто спричинена гідророзривом, є причиною забруднення ґрунтових вод.

Проте такі забруднення є майже нереальними з декількох причин:
• Довжина вертикальної секції між поверхнею та початком горизонтальної секції свердловини може складати 2000-3000 метрів непроникних твердих порід. Ми знаємо, що ці породи є точно непроникні, тому що вони стримують в собі вуглеводні, які фізично не мають змоги мігрувати на поверхню. Для того, щоб підвищити проникність твердих порід і застосовується ГРП.
• Хоча ГРП і застосовується для збільшення пропускної здатності пластів, величини тиску, який подається при таких операціях, буде точно не достатньо для «пробиття» тисяч метрів твердих порід через які можна досягти рівня ґрунтових вод. Саме тому гідророзрив пласту проводиться лише на окремих та найбільш ефективних секціях свердловини після проведення точних розрахунків.
• Обсадна труба-кондуктор завжди кріпиться на свердловині для запобігання забруднення ґрунтових вод, що може бути спричинене процесами буріння та іншими сервісними операціями на свердловинах. Єдиним випадком, де ґрунтові води можуть забруднюватись є неправильне проведення цементування обсадних колон, але такі випадки в сучасному технологічному світі вкрай рідкісні і, знову ж таки, не мають прямого відношення до ГРП.

Зазвичай метан може виділятися з щільних вугільних пластів, які не мають ніякого комерційного значення. Такі пласти можуть знаходятися на глибинах 50-100 метрів, а отже саме в зоні ґрунтових вод та спорудження водних свердловин чи криниць. При неправильній конструкції чи кріпленні таких свердловин, незначна кількість газу буде просочуватись і жителі домівок можуть спостерігати його при відкритті своїх кухонних кранів. При цьому варто нагадати, що помітити метан, який буває присутнім у воді, можна тільки проводячи кожен раз експеримент із сірниками, адже він не має запаху. Відчутний специфічний «аромат» в будь-який побутовий газ додають штучним шляхом для швидкого виявлення аварійних його витоків та вчасного звернення до відповідних служб.

ГРП не спричиняє землетрусів

Інколи можна зустріти твердження, що ГРП може спричинити землетрус. Іноді навіть заявляють, що відчували поштовхи у своїх домівках при проведенні нафтосервісних робіт в безпосередній близькості. Так, гідророзрив може спричинити невеликі землетруси в районі свердловини. Але знову ж таки повертаємося до глибин, на яких він проводиться, а отже коливання будуть ледь відчутні на самій поверхні і то лише в районі кількох сотень метрів від гирла свердловини. В цілому щодо землетрусів від ГРП, то вони можуть сягати приблизно 3-х балів за шкалою Ріхтера та порівнюються до тих, які відбуваються природнім шляхом дуже часто по всій земній кулі та не спричиняють ніяких пошкоджень.

Цікавий випадок мав місце в США, штат Оклахома. Після значного розширення операцій ГРП у цьому штаті помітили збільшення частоти легких землетрусів в околицях. Проте, провівши необхідні розслідування та розрахунки, регулятивними органами було зроблено висновок, що ці коливання були спричинені не так самим ГРП, а як закачуванням в утилізаційні свердловини великої кількості відпрацьованої після нього води.

Зменшення викидів метану від операцій нафтогазового видобутку

Багато захисників навколишнього середовища помилково відносять метан, який надходить в атмосферу з рутинних операцій видобутку нафти та газу, саме до гідравлічного розриву пластів. Такі значні об’єми метану не відносяться до ГРП. На графіку (рис.3) бачимо рейтинг країн з найбільшим значенням викидів ПНГ при операціях видобування нафти та газу станом на 2012 рік. З того часу багато країн приєдналися до міжнародного альянсу The Global Methane Initiative (GMI) для запобігання та скорочення викидів метану в атмосферу.

Було знайдено ряд рішень для успішного втілення цієї стратегії, серед яких виділимо наступні: 
• Попутний нафтовий газ (метан) при видобутку нафти має бути реалізований на продаж де це можливо та економічно доцільно
• Якщо економічної доцільності чи можливості для реалізації немає, такий газ має бути спалений факельним методом. Цей метод утилізації зменшує негативний ефект на екологію з 100% до 5%.
• Природний газ з газових свердловин має бути транспортований на продаж та може спалюватися факельним чи іншими методом лише при виникненні надзвичайних ситуацій, які загрожують знищенням операційних об’єктів.

Нажаль, чимало країн-виробників нафти та газу і досі не дотримуються належної виробничої практики, аргументуючи це тим, що витрати на масову установку і застосування факельного обладнання на своїх об’єктах є економічно невигідним та не будуть мати відповідної рентабельності. Тут на допомогу мають прийти регулятивні стратегії на державному рівні, адже саме зменшивши викиди метану в атмосферу, вдасться значно зменшити ефект глобального її забруднення.

Висновки

Тож повертаючись до теми ГРП, можна стверджувати, що заяви про забруднення атмосфери при його проведенні є значно перебільшеними. Гідророзрив пласту – це надійний метод збільшення об’ємів видобутку із щільних колекторів, який застосовується роками.

Потрібно все ж бути справедливими і відзначити, що ефект на довкілля все ж є, але він в першу чергу пов’язаний з використанням величезної кількості води, яку потрібно звідкись постійно брати і яка після застосування в процесі ГРП стає майже непридатною для подальшого застосування. Проблемою також може бути попутна вода, яка надходить з пластів в процесі видобутку, її співвідношення до вуглеводнів інколи може досягати 9:1 на користь першої! На щастя рішення для цих проблем вже є і можуть бути різними, починаючи від спорудження утилізаційних свердловин та закінчуючи новітніми методами очистки відпрацьованих вод для повторного застосування. Ці методи вже успішно впроваджуються та показають свою ефективність в нафтогазових операціях. В минулому випуску ExPro Monthly було опубліковано цікаве інтерв’ю з компанією Formula Fluid Systems (Канада), яка спеціалізується на менеджменті відпрацьованих після ГРП вод.

За матеріалами BOE Report

Видання: ExPro

Автор: Тетяна Цирульник

Бізнес 06 січня 2021, 14:00

Щоб писати коментарі

Авторизуйтесь
Вибір редакції