Сланцы бывают разные

Сланцы – что это? Собственно, существует множество видов этой горной породы, обладающих главным отличительным признаком: параллельное слоистое расположение срастаний низко- или среднетемпературных минералов. А уж минералов, которые могут «улечься» в такую вот слоистую структуру – пруд пруди. Хлорит, актинолит, серцит, серпентин, эпидот, мусковит, кварц… Много их, перечислять смысла просто нет. Все эти минералы под воздействием динамических процессов, в которые они попали в процессе метаморфизма могут приобрести так называемую сланцеватость – способность легко разделяться на тонкие пластины.

Есть ряд видов сланцев, которые называются «горючими». И что там горит – нефть? Да ни в одном глазу – горит там вещество, которое называют керогеном. Это – остатки древних растений и морских организмов, попавшие в условия, при которых давления и температуры – много, а воздуха- мало. В соответствии с общепринятой органической теорией происхождения нефти, сначала образуется именно кероген, из него, при определенных условиях может получиться битум, а потом нефть и газ. Кероген – недонефть и недогаз. По составу сходен с нефтью, но таковой не является. Вот он-то и содержится в горючих сланцах, составляя 10-30% от их массы, а в высококачественных сортах и вовсе 50-70%.

Сланцевую нефть мы научились добывать давным-давно, в Эстонии и сейчас этим потихоньку занимаются. Пиролиз – не самый сложный процесс, который, будучи применен к горючим сланцам, дает на выходе синтетическую нефть. Если очистить ее от серы и азота, вкачать водород – нефть как нефть, вот только себестоимость у нее под 100 долларов за баррель получается. Сланцевые шахты – вон они, в Эстонии и в Ленинградской области, даже город Сланцы имеется. Давняя история, изученная. Такую нефть продать не удастся от слова «никогда», самый товарный продукт – сланцевое масло. Англоязычный термин – shale oil.

Хм, а что ж тогда в тех Штатах добывают-то?! Да самую что ни на есть традиционную – легкую нефть низкопроницаемых коллекторов, добытую из сланцевых пластов! И используемый нами повсеместно термин «сланцевая нефть» – всего лишь не самый удачный перевод. Международное Энергетическое Агентство рекомендует использовать термин Light Tight Oil – LTO. И переводить этот термин правильно надо как «легкая нефть низкопроницаемых коллекторов». Еще раз: то, что добывают в США – не сланцевая нефть, а именно LTO – легкая нефть низкопроницаемых коллекторов. Что такое коллектор, мы разбирались в предыдущей заметке: коллектором может оказаться любая горная порода, лишь бы проницаемость ее для нефти была пониже.

Столь же корректно предлагаем относиться и к бесконечному кружеву слов относительно «огромных запасов сланцевой нефти». Часто приходится слышать нечто вроде «общие запасы горючих сланцев в мире составляют порядка 650 триллионов тонн». Да, много – и что с того? Будем добывать shale oil? Не вопрос – цена продукта около 120-130 долларов/баррель. И кому такое счастье надо, спрашивается? И какое нам дело до этих несусветных триллионов тонн? «Сланцевая революция» – это появление технологии добычи LTO, а вот с ее запасами-ресурсами все куда как менее радужно.

Как показывает практика добычи LTO в США, экономически оправдано разрабатывать сланцевые пласты с содержанием LTO от 90 литров на тонну сланцев при условии, что толщина пласта составляет не менее 30 метров. 90 литров/тонна – не более трети от разведанных месторождений, из них в пластах с толщиной 30 метров и больше – тоже только треть. Всего лишь игра терминов – и запасы уменьшились на порядок…

Многие наслышаны, что LTO добывают методом гидравлического разрыва пласта (далее – ГРП). Сланцы известны давным-давно, технология ГРП впервые была испытана в 1947 году в США, с 1949 ГРП стал коммерчески успешным методом. Что это такое? В сущности – ничего невероятного: в призабойную зону под высоким давлением закачивается жидкость, в результате чего происходит разрыв горной породы и образование новых или расширение старых трещин. Для сохранения трещин в открытом состоянии вместе с жидкостью закачивается закрепляющий агент – проппант. Жидкость разрыва – то, что «рвет» пласт на трещины, проппант – то, что сохраняет трещины открытыми. Использовался ГРП для интенсификации добычи нефти в традиционных скважинах, количество проведенных ГРП только в США в 1988 году, к примеру, было больше миллиона. Почему так много именно в США? Там метод разработали, поскольку их скважины стали потихоньку «умирать» – маловато нефти оказалось. ГРП использовался и в СССР – но только до открытия нефтяных месторождений Западной Сибири. Нефти у нас оказалось так много, что вот такой жесткий способ интенсификации ее добычи просто не был нужен.

В общем, жили себе каждый сам по себе: ГРП – отдельно, LTO – отдельно. Предлагаю запомнить имя человека, совершившего ту самую «сланцевую революцию». Джордж Митчелл – прошу любить и жаловать.

Джордж Митчелл – яркий образец не нынешних американцев, а «тогдашних» янки, хотя он и грек по происхождению. Техас, классика жанра: на нефтяной прииск Джордж нанялся на работу уже в 17 лет, дальше – только нефть, только ее разведка. Дорос до владения собственной фирмой Mitchel Energy & Development и бурил, бурил, бурил. На его счету – более 10 тысяч скважин, так что, согласитесь – ни разу не офисный менеджер. В его карьере – более 200 нефтяных и 350 газовых месторождений. Как бы мы ни относились к США, есть среди американцев люди, достойные уважения.

В 80-е годы века минувшего Митчелла занесло в провинцию Баккен в штате Северная Дакота. Сланцевые коллекторы, на которые облизывались многие и многие, нефть и газ отдавать не хотели ни в какую, хотя было точно известно – тут есть и то, и другое. Пробовали, экспериментировали, но получали только минимум, не оправдывающий затраты. Махнули рукой все – кроме Митчелла. Едва не обанкротившись, Джордж продолжал и продолжал пробовать, менять методы – до той поры, пока в 1998 не нашел единственно возможный вариант, соединив в наших головах понятия ГРД и сланцы. На возраст Митчелла обратили внимание? В 1998 году он стоял на пороге собственного 80-летия… Патент продал вместе с фирмой за 3,5 млрд долларов компании Devon и спокойно занимался оставшиеся годы благотворительностью, заслуженно отдыхал в кругу семьи – отец десятерых детей явно мог себе это позволить.

А мир нефтедобычи буквально «взорвался» – метод работы Митчелла со сланцами, который часто называют «фрекингом», позволил Штатам создать то, что мы и называем «сланцевой революцией».

Для краткости – вот просто схема фрекинга:

Результаты известны – много LTO, недостатки понятны, если использовать старый, веками проверенный метод анализа – логику. Как строят традиционные скважины, мы уже рассказывали. На данной схеме никакой речи о цементировании трещин быть вообще не может – следовательно, проппант и все виды химических соединений, используемых при фрекинге, имеют возможность «гулять» по пластам, не редко добираясь до грунтовых вод. Точно так же по трещинам «гуляют» нефть и газ – как горит «водопроводная» вода в районах массового применения фрекинга в США, наверняка все видели. Если кто-то не смотрел фильм, заявленный как документальный – найдите немного времени, там всё весьма наглядно показано и рассказано

Ничего хорошего нет и в самих гидроударах, после которых под землей появляются трещины длиной в сотни метров, направленные как горизонтально, так и вертикально. К примеру, в 2011 в Англии рядом с Блекпулом попробовали использовать фрекинг – получили два небольших землетрясения. Вот и не появляется в Европе желающих терзать свои недра гидроударами и тоннами химических соединений – нет в Европе территорий, которые не заселены сотнями тысяч и миллионами людей. Будет трясти, будет черт-те что с грунтовыми водами, Европе такое не подходит ни при каких обстоятельствах.
А в России таких территорий… много. И российские нефтяники используют ГРП все чаще – там, где это никак не угрожает человеку по причине его отсутствия. Тройка лидеров по применению ГРП: США, Канада и … Россия. Не знали? После того, как в старых месторождениях нефть стала заканчиваться, Россия вернулась к практике ГРП в Западной Сибири. Среднее количество – 9 000 ГРП в год, но речь именно о ГРП, а не о фрекинге, поскольку Россия не разрабатывала сланцевые коллекторы до лета 2016 года. «Не разрабатывала» – именно в прошедшем времени.

Сланцевые провинции США, работы в которых обеспечили ту самую «сланцевую революцию»:
– формация Игл Форд, штат Техас
– формация Баккен – Северная Дакота и Монтана
– формация Ниобрара – Вайоминг, Колорадо, Южная Дакота, Небраска
– формация Марселлус – северная часть Апалачского бассейна
– Пермский бассейн – запад Техаса и северо-восток Нью-Мексико
– формация Хейнсвилл – Арканзас, Луизиана, Техас
– формация Вудворд – Техас и Оклахома
– формация Барнетт – Техас.

Много, но маленьких. Давайте-ка ответим на простой вопрос: а есть ли что-то подобное в России? Нет. Россия – большая страна, правда? Зачем ей много, но маленьких? Нет, маленькие тоже есть, но нам ли ими заниматься-то? Вот характерный заголовок статьи ВВС, описывающей запасы сланцевых коллекторов России: «Бездна Баженовской свиты». «Бездна». Эмоции? Да как сказать… Площадь Баженовской свиты – 1 000 000 кв км. И чего там спрятано? По оценкам наших геологов – 150 миллиардов баррелей LTO. При том, что на сегодня наши доказанные запасы – около 90 млрд баррелей. Американцы, которые, скажем прямо, наработали немалый опыт добычи LTO, «на пальцах» прикинули количество технически извлекаемой нефти из общих запасов Баженовской свиты. Цифра – не менее 74 млрд баррелей.

Что значит «не менее»? Да только то, что пока исследования этой «бездны» со стороны министерства энергетики США (а 74 млрд баррелей – это оценка именно этого ведомства, данная в 2012 году) – теоретические, пусть и всеми доступными методами. Но теория без практики – только полдела, нужны скважины, нужна практика. А чего не бурили? Да нужды особой не было, да и технологии отработаны не были. Не суетились – оценивали, на американцев с их фрекингом любовались. Что теперь? Теперь – отдельная статья, которую хочется по хулигански назвать «Россия медленно спускается с горы».

Продолжение следует...