Produkcja gazu ziemnego: cechy i pułapki. Gazu ziemnego. Jego właściwości, ekstrakcja i skład chemiczny

W jego składzie dominują węglowodory takie jak metan. Liderem w wydobyciu tego gazu była i pozostaje Ameryka. Dziś dowiemy się więcej o tym, czym jest gaz łupkowy, a także poznamy historię, technologię i perspektywy jego wydobycia.

Terminologia

Wiele osób pyta: „Jaka jest różnica między gazem łupkowym a gazem ziemnym?” Właściwie to pytanie jest błędne. Faktem jest, że gaz łupkowy jest również naturalny, ponieważ wydobywa się go z wnętrzności ziemi. Dlatego bardziej słuszne jest stwierdzenie, że niebieskie paliwo może być tradycyjne i łupkowe. Różnica między tymi dwoma gatunkami polega na sposobie ich ekstrakcji i składzie. Tradycyjny gaz wydobywany jest głównie ze złóż gazu lub ze specjalnych obszarów pól naftowych, zwanych czapami gazowymi. Może składać się z różnych gazów (metan, etan, propan lub butan) w różnych proporcjach. Dominującym węglowodorem jest zwykle metan. Co to jest gaz łupkowy? Ten rodzaj paliwa wydobywany jest ze skał osadowych gazonośnych, reprezentowanych głównie przez łupki. Udział metanu (CH4) jest w nim znacznie wyższy niż w tradycyjnym niebieskim paliwie. To cała różnica.

Fabuła

Pierwszy komercyjny odwiert na gaz łupkowy został wykonany w 1821 roku we Fredonii (USA) przez Williama Harta. Wydobycie na dużą skalę gazu ziemnego z łupków (LNG) w Ameryce zostało zainicjowane przez Toma Warda i George'a Mitchella. W 2002 roku w Teksasie firma Devon Energy była pionierem w zastosowaniu wierceń kierunkowych w połączeniu z wieloetapowym strzałem. Wydobycie gazu łupkowego w USA zaczęło gwałtownie rosnąć. Media zaczęto nazywać ten proces „rewolucją gazową”. W rezultacie w 2009 roku Ameryka stała się światowym liderem w wydobyciu gazu (745,3 mld m3). Jednocześnie źródła niekonwencjonalne (pokłady łupków i węgla) odpowiadały za 40% wydobycia. Wkrótce cały świat dowiedział się, czym jest gaz łupkowy.

W 2010 roku największe koncerny paliwowe z różne zakątki planets zainwestowały łącznie 21 miliardów dolarów w aktywa związane z gazem łupkowym. Gdy proces ten zaczął nabierać tempa, cena gazu łupkowego w Ameryce zaczęła gwałtownie spadać. Na początku 2012 roku był on niższy od kosztu produkcji LNG. W rezultacie największa firma w tym obszarze Chesapeake Energy ograniczyła produkcję o 8%, a inwestycje kapitałowe o 70%.

Pod koniec 2012 roku gaz w Ameryce zaczął kosztować jeszcze mniej niż w Rosji. Liderzy branży zaczęli masowo ograniczać produkcję z powodu problemy finansowe. A Chesapeake Energy była na skraju bankructwa.

Jak wydobywa się gaz łupkowy?

Koszt poszukiwania złóż LNG znacznie przewyższa koszt podobnych prac z tradycyjnym „niebieskim paliwem”. Ze względu na dużą głębokość występowania wiele konwencjonalnych metod badawczych jest tutaj nieskutecznych.

Ogólnie rzecz biorąc, poszukiwanie gazu ziemnego z łupków odbywa się w trzech etapach:

1. Wiercenie otworu, w którym przeprowadza się szczelinowanie hydrauliczne.
2. Wypompowanie próbnej partii gazu i jej analiza mająca na celu znalezienie odpowiedniej technologii produkcji.
3. Empirycznie określa się wydajność konkretnego odwiertu.

Ponieważ LNG występuje w skałach o niskiej porowatości, nie ma możliwości jego wydobycia tradycyjnymi metodami.

Wydobycie gazu łupkowego odbywa się jednocześnie przy użyciu trzech technologii: wierceń poziomych i kierunkowych, wieloetapowego strzału oraz modelowania sejsmicznego. Czasami tę drugą metodę zastępuje się droższym szczelinowaniem bezwodnym propanem. Ponieważ stężenie gazu łupkowego jest niskie (0,2-0,3 miliarda m 3 /km 2), aby wydobyć znaczne ilości gazu łupkowego, należy wykonać odwierty na dużych obszarach.

Szczelinowanie hydrauliczne przeprowadza się w następujący sposób. Do złóż gazu kładzione są rury. Za ich pośrednictwem do wnętrza ziemi pompowana jest woda, odczynniki (zagęszczacze, kwasy, inhibitory korozji, biocydy i wiele innych), a także specjalne granulaty (ceramika, stal, piasek lub plastik) o średnicy do 1,5 milimetra. W rezultacie Reakcja chemiczna, co ma miejsce podczas mieszania wszystkich odczynników, uzyskuje się takie samo szczelinowanie hydrauliczne. Dzięki niemu powstaje rasa wielka ilość pęknięcia, które nakładają się na granulki i nie mogą się już zbiegać. Pozostaje tylko wypompować wodę (jest ona filtrowana i ponownie wykorzystywana) oraz gaz, w którym dominuje metan.

horyzont

Zasoby gazu łupkowego szacuje się na około 200 bilionów m 3 . Jednak tylko niewielka część tych zasobów może zostać wydobyta. Dziś LNG jest czynnikiem regionalnym i wpływa jedynie na rynek północnoamerykański.

Wśród czynników pozytywnie wpływających na perspektywę wydobycia gazu z łupków można wymienić:

1. Bliskość złóż do możliwych rynków zbytu.
2. Imponujące rezerwy.
3. Zainteresowanie szeregu państw ograniczeniem importu surowców paliwowo-energetycznych.

Paliwo to ma jednak również szereg wad:

1. Wysoki koszt w porównaniu do tradycyjnego gazu.
2. Nie nadaje się do transportu na duże odległości.
3. Szybkie wyczerpywanie się złóż.
4. Nieznaczna część zasobów potwierdzonych ogółem.
5. Poważne zagrożenia dla środowiska wynikające z górnictwa.

Według IHS CERA wydobycie gazu łupkowego w 2018 roku może sięgnąć ok. 180 mld m3.

Weź pod uwagę stan rzeczy w różne kraje Globus.

Ameryka

W 2007 roku zasoby gazu łupkowego w USA oszacowano na 24 biliony m 3 , z czego 3,6 biliona m 3 uznano za technicznie możliwe do wydobycia. W 2014 roku, po uwzględnieniu odkrycia nowych złóż, zasoby wydobywalne oszacowano na 4 bln m3, a rozpoznane – na 23 bln m3. Chesapeake Energy stała się wiodącą amerykańską korporacją zajmującą się wydobyciem tego minerału. W 2009 roku produkcja LNG w USA odpowiadała za 14% całego gazu palnego, co doprowadziło do redystrybucji światowego rynek gazu i nadpodaż. Do 2012 roku w Ameryce wydobyto 290 miliardów m 3 gazu łupkowego, co stanowiło już 40% całkowitego wydobycia.

W efekcie wybudowana w Ameryce para nowych terminali do importu gazów skroplonych, oprócz 10 działających, wytworzyła nadmiar „niebieskiego paliwa”. W 2010 roku część terminali próbowała nawet eksportować paliwo. W szczególności Freeport LNG Development podpisał umowę z Korea Południowa i Japonią na dostawy 2,2 mln m 3 LNG rocznie.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej wydobycie gazu łupkowego w Ameryce do 2030 roku będzie wynosić około 150 miliardów m 3 rocznie. Z trywialnej kalkulacji dokonanej w 2014 roku wynika, że ​​potwierdzone wydobywalne zasoby LNG w Stanach Zjednoczonych, przy produkcji na poziomie z 2014 roku (330 miliardów metrów sześciennych), wystarczą na 12 lat. Niepotwierdzone rezerwy powinny wystarczyć na 70 lat. Największe złoża gazu łupkowego w USA to Barnett, Haynesville, Marcellus, Eagle Ford i Fayetteville.

Europa

Duże złoża gazu łupkowego odkryto także w wielu krajach Europy. Mówimy o Polsce, Austrii, Anglii, Niemczech, Węgrzech, Szwecji i Ukrainie.

Na początku 2010 roku pojawiła się informacja o odkryciu znacznych zasobów LNG w Polsce. W maju tego samego roku planowano rozpocząć zagospodarowanie złóż. W 2011 roku Stratfor (USA) odpowiedział, że Polacy będą musieli zainwestować dziesiątki miliardów dolarów, aby stworzyć infrastrukturę niezbędną do normalnej działalności polegającej na wydobywaniu zidentyfikowanych złóż. W publikacji zauważono, że dokończenie tych prac może zająć Polsce lata, a nawet dziesięciolecia. Pod koniec 2011 roku ExxonMobil wykonał w Polsce kilka odwiertów eksperymentalnych, ale już w Następny rok projekt został zamknięty ze względu na nierentowność.

W pozostałych krajach europejskich problematyka wydobycia gazu łupkowego jest wciąż na etapie poszukiwań. Według prognozy Międzynarodowego Stowarzyszenia Energetycznego do 2030 roku produkcja LNG w Europie może osiągnąć 15 miliardów metrów sześciennych rocznie.

Rosja

W marcu 2010 r. odbyło się posiedzenie Komisji ds. Energii okrągły stół, w którym poruszono temat perspektyw zagospodarowania zasobów LNG. Uczestnicy wydarzenia zaproponowali, aby Rząd zorganizował prace nad: oceną potencjału gazowego łupków Federacji Rosyjskiej, badaniem zaawansowanych technologii wydobycia gazu niekonwencjonalnego, a także oceną problemów, jakie mogą pojawić się w związku z zagospodarowaniem złóż łupkowych przemysłu w Stanach Zjednoczonych i jego prawdopodobną organizację w szeregu innych stanach.

Kierownictwo Gazpromu stwierdziło, że w nadchodzących dziesięcioleciach nie planuje się zagospodarowania złóż łupkowych na terytorium Federacji Rosyjskiej. Twierdzenie to potwierdza fakt, że zasoby konwencjonalne spółki są 10 razy bardziej efektywne niż zagospodarowanie złóż niekonwencjonalnych. W związku z tym w 2012 roku wiceprezes zarządu spółki Aleksander Miedwiediew zauważył, że jeśli Gazprom powróci do kwestii produkcji LNG, stanie się to za 50–70 lat.

Wielu prezesów i wysokich urzędników Gazpromu wielokrotnie stwierdzało, że „rewolucja łupkowa” to kampania PR mająca na celu podważenie autorytetu Rosji na międzynarodowym rynku paliw. Siergiej Szmatko, minister energetyki Rosji, powiedział w 2010 roku, że wokół tej kwestii narosło „niepotrzebne zamieszanie”. Jego zdaniem rozwój wydobycia gazu łupkowego w Ameryce nie będzie mógł mieć wpływu na światowy bilans energetyczny.

Pierwszym wysokim urzędnikiem, który w 2010 roku wyraził przeciwne stanowisko, był minister Jurij Trutniew zasoby naturalne i ekologia. Powiedział, że wzrost produkcji LNG może stać się problemem dla Gazpromu i Federacji Rosyjskiej. W sierpniu 2012 r. wiceminister Rozwój gospodarczy Andriej Klepach zauważył, że wcześniej skala „rewolucji łupkowej” w Federacji Rosyjskiej była niedoceniana i przyszedł czas, aby potraktować ją poważnie. W październiku tego samego roku podobne oświadczenie wydał Władimir Putin. W związku z tym zlecił Ministerstwu Energii dostosowanie planu rozwoju branży do 2030 roku.

Wielu ekspertów przekonuje, że spodziewane dostawy gazu łupkowego z Ameryki do Eurazji w ciągu najbliższych kilku lat nie będą stanowić zagrożenia dla eksportu rosyjskiego gazu, który jest bardziej konkurencyjny ze względu na znacznie niższe koszty wydobycia i transportu. Niemniej jednak w 2012 roku Oleg Deripaska został majorem Rosyjski biznesmen, uważał, że Federacji Rosyjskiej pozostały 3-4 „pełne lata”, po których gaz i ropa łupkowa mogą być konkurencyjne w realiach WTO.

Akademik Rosyjskiej Akademii Nauk Anatolij Dmitriewskoj uważa, że ​​produkcja LNG w Federacji Rosyjskiej jest celowa jedynie na potrzeby lokalne, na terytorium położonym w znacznej odległości od istniejących gazociągów. Tam poszukiwanie i organizacja wydobycia niekonwencjonalnego błękitnego paliwa może okazać się bardziej celowe niż układanie gazociągu.

Ukraina

W 2010 roku Shell i Exxon Mobil otrzymały koncesję na poszukiwanie złóż łupków na Ukrainie. W maju 2012 roku wyłoniono zwycięzców przetargu na zagospodarowanie złóż gazowych Juzowska (wschodnia Ukraina) i Oleska (zachodnia Ukraina). Pierwsza strona trafiła do Shell, a druga do Chevron. Założono, że aktywne wydobycie na tych obszarach rozpocznie się w latach 2018-2019. W dniu 24 stycznia 2013 roku Shell podpisał umowę z Nadrą Juziwską w sprawie podziału gazu łupkowego wydobywanego w obwodach charkowskim, donieckim i ługańskim. Przy podpisaniu był także obecny prezydent Ukrainy Wiktor Janukowycz. Jesienią 2015 roku spółka wykonała pierwszy odwiert w obwodzie charkowskim.

Niemal natychmiast po podpisaniu porozumienia rozpoczęły się na tych terenach pikiety i akcje, których uczestnicy sprzeciwiali się zagospodarowaniu gazu łupkowego, a także zapewnieniu takiej możliwości zagranicznym firmom. W. Wołoszyn, rektor Uniwersytetu Priazowskiego, powiedział, że produkcję LNG można prowadzić bez szkody dla środowiska, ale konieczne jest dodatkowa praca w celu znalezienia najbardziej odpowiedniej technologii wydobycia.

W 2014 roku, gdy na południowym wschodzie Ukrainy rozpoczął się konflikt zbrojny, Chevron jednostronnie rozwiązał zawarte wcześniej porozumienia, skarżąc się na niewypełnienie przez ukraiński rząd obowiązków związanych z przygotowaniem ram regulacyjnych. Shell w związku z bieżącymi wydarzeniami tymczasowo zawiesił działalność związaną z wydobyciem gazu łupkowego w Donbasie, ale jak dotąd nie odmówił przyjęcia kontraktu.

Inne kraje

Światowe złoża łupków są dość duże. Skupiają się głównie w takich krajach jak Australia, Indie, Chiny i Kanada. Spośród tych państw jedynie Chiny uporały się z zagospodarowaniem złóż łupkowych. Przedsiębiorstwa w kraju rozpoczęły działania w tym kierunku w 2012 roku i postawiły sobie za cel osiągnięcie do 2020 roku poziomu 30 miliardów m 3 gazu rocznie. Tym samym kraj byłby w stanie pokryć zaledwie 1% swoich potrzeb energetycznych.

Zakaz wydobycia

We Francji i Bułgarii zagospodarowanie złóż łupków jest zabronione ze względu na prawdopodobieństwo szkód w środowisku. Niemcy i niektóre stany USA podążają tą samą drogą.

Wniosek

Dziś dowiedzieliśmy się, czym jest gaz łupkowy, a także zapoznaliśmy się z technologią jego wydobycia i krajami zajmującymi się tą branżą. Na koniec należy zaznaczyć, że LNG jest dość obiecującą alternatywą dla gazu tradycyjnego, jednakże ten moment jego rozwój wiąże się z szeregiem trudności, które uniemożliwiają wielu krajom dostosowanie procesu tak, aby powstały produkt był konkurencyjny. Zadbaliśmy też o to, aby kwestia różnic pomiędzy gazem łupkowym a gazem ziemnym była skrajnie błędna.

Gaz ziemny unosi się przez odwiert kosztem energii naturalnej. Wydobywa się go w Ameryce, Europie, Afryce i innych regionach. Jedna siódma całej światowej produkcji przypada na udział Gazpromu.

Wydobywanie „na ślepo”

Gaz ziemny jest uwięziony w najmniejszych porach niektórych skał. Głębokość występowania gazu ziemnego waha się od 1000 metrów do kilku kilometrów. Po badaniach geologicznych i ustaleniu, gdzie dokładnie znajdują się złoża, rozpoczyna się proces wydobycia gazu, czyli jego wydobycia z jelit, gromadzenia i przygotowania do transportu.

Główną cechą produkcji gazu w porównaniu z wydobyciem minerałów stałych jest to, że gaz pozostaje ukryty w szczelnych strukturach na wszystkich etapach – od momentu wydobycia ze złoża do momentu dotarcia do odbiorcy.

Wiercenie studni

Gaz wydobywany jest z podłoża za pomocą specjalnie wierconych studni, zwanych studniami wydobywczymi lub wydobywczymi. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje wiele odmian studni - służą one nie tylko do produkcji, ale także do nauki struktura geologiczna podglebie, poszukiwanie nowych złóż, prace pomocnicze i tak dalej.

Po co wiercić „drabiną”

Rury wzmacniające ściany studni można układać jedna w drugiej - na zasadzie teleskopu. Zajmują więc znacznie mniej miejsca i wygodniej je przechowywać.

Ciśnienie musi być równomiernie rozłożone.

Głębokość studni może sięgać 12 km. Głębokość tę można wykorzystać do badania litosfery.

Odwiert jest wzmocniony specjalnymi rurami osłonowymi i cementowany.

Po studni

Gaz ziemny unosi się na powierzchnię dzięki naturalnej energii, docierając do obszaru o najniższym ciśnieniu. Ponieważ gaz uzyskany ze odwiertu zawiera wiele zanieczyszczeń, najpierw kierowany jest do przeróbki. W pobliżu niektórych pól budowane są skomplikowane oczyszczalnie gazu, w niektórych przypadkach gaz ze odwiertów trafia bezpośrednio do zakładu przetwórstwa gazu.

Wielkość produkcji

Dziś Gazprom odpowiada za 74% rosyjskiego i 14% światowego wydobycia gazu.

Poniższa tabela porównuje produkcję gazu na świecie, w całej Rosji, z wydobyciem Gazpromu:

Dane o światowym wydobyciu gazu pochodzą z raportu BP.

Gaz ziemny to mieszanina węglowodorów na bazie metanu. Oprócz tego zawiera inne składniki: propan, butan, etan i substancje nie zawierające węglowodorów. Gromadzi się pomiędzy warstwami górskimi. Często rezerwom gazu towarzyszą pola naftowe. Jedną z jego interesujących właściwości jest to, że gaz ziemny nie ma koloru ani zapachu. Produkcja gazu ma ogromne znaczenie dla współczesnego przemysłu i zapewnienia życia ludności.

Złoża i rezerwy w różnych obszarach geograficznych

Nasz kraj jest właścicielem największych złóż błękitnego paliwa. Dalej są USA, Kazachstan i państwa azjatyckie byłego ZSRR– Azerbejdżan, Uzbekistan i mocarstwa Zatoka Perska. Zagospodarowanie złóż odbywa się na całym obszarze Globus. Oprócz złóż na lądzie aktywne wydobycie odbywa się również w oceanach.

Na terytorium Federacja Rosyjska główne rezerwy znajdują się na Syberii, występują także na Kaukazie Północnym i w basenie Morza Czarnego. Istnieje kilka głównych złóż.

Urengoj. Jest to największe złoże w Rosji, drugie pod względem zasobów na świecie.

Znajdować. Znajduje się również w Jamalsko-Nienieckim Okręgu Autonomicznym. Jej rozwój rozpoczął się w 2004 roku. Objętość znajdujących się w nim złóż szacuje się na około 275 miliardów metrów sześciennych.

Angaro-Lenskoe- na terytorium Obwód irkucki. Wyniki oceny potwierdzają, że zgromadziło się tam aż 1,4 biliona metrów sześciennych.

Kovykta- w tym samym obszarze. Ze względu na to, że złoże to znajduje się w strefie wieczna zmarzlina, jego opracowanie jest najbardziej czasochłonne. Objętość złóż wynosi około 2 bilionów metrów sześciennych. m gazu i do 120 mln m3 ciekłego kondensatu.

Sztokman. Znajduje się w pobliżu Murmańska. Według wstępnych szacunków jest ich aż 3,8 biliona metrów sześciennych. Złoże to nie zostało jeszcze zagospodarowane ze względu na głębokie zaleganie gazu.

Gazprom jest monopolistą w zagospodarowaniu złóż gazu w naszym kraju. Odpowiada za produkcję około 74% wszystkich zasobów krajowych i 20% światowych. Do zadań Gospromu, oprócz doraźnych funkcji, należy także gazyfikacja państwa.

Klasyfikacje złóż gazu

Zakłada się, że minerały, w tym gaz ziemny, powstały w erze kredowej. W tym czasie na planecie żyły duże zwierzęta, obecnie wymarłe. Zwolennicy pochodzenia biogennego uważają, że wiąże się to z powstawaniem gazu ziemnego.

Złoża klasyfikuje się w zależności od głębokości ich występowania i czasu powstania.

Najgłębsze poziomy nazywane są w zależności od lokalizacji. Nazywają się:

• cenomański.
• Walangiński.
• Turoński.
• Achimowski.

Złoża gazu według poziomów

Warstwa turońska powstała stosunkowo niedawno, jej głębokość wynosi około 800 m. Charakteryzuje się niejednorodnym składem, z dużą ilością zanieczyszczeń obniżających jakość surowców.

Rosja posiada ogromne cenomańskie rezerwy gazu. Głębokość osadów wynosi od 1 do 1,8 km. Ten rodzaj wolnego gazu nie zawiera prawie żadnych zanieczyszczeń, w większości w tym metanu. Produkcja gazu w tych warunkach nie wymaga jego późniejszego oczyszczania, dlatego jest najbardziej opłacalna z ekonomicznego punktu widzenia.

Warstwa Achimov nie jest obecnie w pełni poznana. Charakteryzuje się znaczną zawartością parafiny. Formacje te charakteryzują się wysokim ciśnieniem wewnętrznym. Zajmujemy się również dość szeroką produkcją tego rodzaju gazu.

Etap Valanginian położony jest na głębokości aż 3 km i jest najgłębszy w porównaniu z resztą. Rezerwy te są obecnie na wyczerpaniu.

Proces ekstrakcji niebieskiego paliwa

Przed wydobyciem gazu następuje proces poszukiwań geologicznych. Pozwalają dokładnie określić wielkość i charakter występowania złoża. Obecnie stosuje się kilka metod rozpoznania.

Grawitacyjny- opiera się na obliczeniu masy skał. Warstwy zawierające gaz charakteryzują się znacznie mniejszą gęstością.

Magnetyczny– uwzględnia przenikalność magnetyczną skały. Dzięki wykorzystaniu badań aeromagnetycznych możliwe jest uzyskanie pełny obraz osady o głębokości do 7 km.

Sejsmiczny- wykorzystywane jest promieniowanie, które odbija się podczas przechodzenia przez jelita. To echo jest w stanie wychwycić specjalne przyrządy pomiarowe.

Geochemiczne- bada się skład wód podziemnych poprzez oznaczenie zawartości w nich substancji towarzyszących złożom gazowym.

Wiercenie- najskuteczniejsza metoda, ale jednocześnie najdroższa z wymienionych. Dlatego przed jego użyciem wymagane jest wstępne badanie skał.

Po ustaleniu złoża i oszacowaniu wstępnych ilości złóż bezpośrednio następuje proces wydobycia gazu. Studnie wierci się do głębokości warstwy mineralnej. Aby równomiernie rozłożyć ciśnienie wznoszącego się niebieskiego paliwa, studnię wykonuje się za pomocą drabiny lub teleskopowo (jak teleskop).

Studnia jest wzmocniona rurami osłonowymi i zacementowana. Aby równomiernie obniżyć ciśnienie i przyspieszyć proces wydobycia gazu, wierci się jednocześnie kilka odwiertów na jednym polu. Unoszenie się gazu przez odwiert odbywa się w sposób naturalny – gaz przemieszcza się do strefy o niższym ciśnieniu.

Ponieważ gaz po ekstrakcji zawiera różne zanieczyszczenia, kolejnym krokiem jest jego oczyszczenie. Aby zapewnić ten proces, w pobliżu pól budowane są odpowiednie urządzenia przemysłowe do oczyszczania i gazu.

Wydobycie przy użyciu kopalń węgla

Pokłady węgla zawierają duża liczba metan, którego produkcja umożliwia nie tylko pozyskanie błękitnego paliwa, ale także zapewnienie bezpiecznego funkcjonowania przedsiębiorstw górniczych. Metoda ta jest szeroko stosowana w USA.

Metoda szczelinowania hydraulicznego

Podczas wydobywania gazu tą metodą do odwiertu wtłacza się strumień wody lub powietrza. W ten sposób następuje wyparcie gazu.

Ta metoda może powodować niestabilność sejsmiczną pokruszonych skał, dlatego jest zabroniona w niektórych stanach.

Cechy górnictwa podwodnego

Występują zasoby gazu, z wyjątkiem lądu i wody. Nasz kraj posiada rozległe złoża podwodne. Produkcja podwodna prowadzona jest przy użyciu ciężkich platform grawitacyjnych. Znajdują się one na podstawie spoczywającej na dnie morskim. Wiercenie studni odbywa się za pomocą kolumn umieszczonych na podstawie. Na platformach ustawiane są zbiorniki służące do magazynowania wydobytego gazu. Następnie jest transportowany na ląd rurociągiem.

Platformy te zapewniają stałą obecność osób wykonujących konserwację kompleksu. Liczba ta może wynosić maksymalnie 100 osób. Obiekty te wyposażone są w autonomiczne zasilanie, platformę dla helikopterów i kwatery personelu.

W pobliżu brzegu wykonywane są studnie. Zaczynają na lądzie, pozostawiając bazę pod szelfem morskim. Wydobycie i transport gazu odbywa się w sposób standardowy.

Magazynowanie i transport wydobytego paliwa

Po wyprodukowaniu gaz umieszczany jest w zamkniętych, nieprzepuszczalnych pojemnikach – zbiornikach stalowych, które dla niezawodności posiadają podwójne ścianki. Istnieje możliwość ich wykonania na bazie stopy aluminium. Przestrzeń międzyścienna wypełniona jest materiałem nieprzewodzącym ciepła, co zapobiega nagrzewaniu się gazu.

Największe z nich to podziemne magazyny gazu skroplonego. Skały pełnią rolę ścian. Dla większej niezawodności są betonowane.

Podczas budowy takich zbiorników wykopuje się głębokie doły, które po zabetonowaniu ścian zamyka się stalowym stropem.

Gaz ziemny transportowany jest rurami wykonanymi z rur o dużej średnicy. W układzie utrzymuje się stabilnie ciśnienie do 75 atm. Zapewniają to tłocznie zlokalizowane w regularnych odstępach czasu.

Transport drogą morską gazu odbywa się za pomocą specjalnych gazowców (cysternowców). Aby to zrobić, należy najpierw przygotować gaz. Na pokładzie tankowców znajdują się zbiorniki, w których gaz znajduje się w specjalnych warunkach temperaturowych pod określonym ciśnieniem.

Taki transport jest ekonomicznie wykonalny, jeżeli odległość między konsumentem a zagospodarowaniem złoża nie przekracza 3 tys. km. Obejmuje wstępną budowę zakładu skraplania błękitnego paliwa oraz wyposażenia portowego.

Wpływ na środowisko

Systemy produkcji gazu mają poważny wpływ na środowisko. Statystycznie 35% całkowitej emisji do powietrza pochodzi z tego sektora przemysłu. Jednak tylko 20% z nich zostaje zneutralizowanych. Emisje substancji szkodliwych z tłoczni powstają podczas następujących operacji:

• salwowy charakter uwolnienia (podczas oczyszczania gazociągu);
• podczas smarowania zbiornika odgazowującego;
• w przypadku pracy zaworów pneumatycznych.

Wydobycie gazu łupkowego jest szczególnie niebezpieczne dla równowagi naturalnej. Proces ten zazwyczaj przeprowadza się metodą uderzenia wodnego. Jednocześnie stosowana ciecz zawiera toksyczne składniki, które następnie wnikają do gleby. Mogą również przedostać się do atmosfery. Powoduje niebezpieczeństwo ten proces oraz w dziedzinie sejsmologii.

Aby zminimalizować negatywne skutki dla środowiska, produkcja gazu powinna być prowadzona zgodnie z opracowaną technologią, która uwzględnia te punkty.

Gaz ziemny to mieszanina gazów powstająca podczas rozkładu beztlenowego materia organiczna w wnętrznościach ziemi.

Gaz ziemny należy do grupy minerałów. W warunkach złożowych (czyli warunkach występowania we wnętrzu Ziemi) gaz ziemny występuje w stanie gazowym – w postaci odrębnych nagromadzeń (złóż gazu) lub w postaci czapy gazowej złóż ropy i gazu, lub w wodzie lub w oleju w stanie rozpuszczonym. Gaz może mieć także postać hydratów gazu ziemnego.

Metody i technologie produkcji gazu ziemnego

Wydobywanie gazu ziemnego odbywa się wyłącznie metodą płynnej eksploatacji studni. Eksploatacja studni odbywa się za pomocą rur podnoszących, ale przy braku stałych zanieczyszczeń lub agresywnych składników w gazie studnie są jednocześnie wykorzystywane ze względu na pierścień i podnoszenie

Praca odwiertu gazowego jest w pełni kontrolowana poprzez rejestrację parametrów eksploatacyjnych, odpowiednie pomiary i analizę wyników badań okresowych. Z poszczególnych odwiertów, po oddzieleniu od zanieczyszczeń stałych, wilgoci i dozowaniu, gaz kierowany jest do kolektora przemysłowego, a następnie do punktu poboru gazu, skąd po niezbędnym przygotowaniu kierowany jest do gazociągu głównego do późniejszego transportu.

Proces technologiczny produkcji gazu ziemnego

Głównym urządzeniem do wydobycia gazu ziemnego jest platforma wiertnicza. Jest to dłuto zawieszone na linie, którą dzięki kołnierzowi można obniżyć lub podnieść. Nazywano je maszynami z linami uderzeniowymi. Ale teraz takie maszyny praktycznie nie są już używane: powoli wybijają dziurę w kamieniu, marnując przy tym dużo energii.

Bardziej opłacalną i szybszą inną metodą wiercenia jest metoda obrotowa, za pomocą której wierci się studnię. Gruba stalowa rura jest zawieszona na specjalnej ażurowej metalowej czworonożnej wieży o wysokości 20-30 metrów. Obraca się wraz z rotorem. Na dolnym końcu tej rury znajduje się wiertło. Stopniowo, wraz ze wzrostem głębokości studni, rura jest wydłużana. Aby zniszczona skała nie zatykała studni, za pomocą pompy wstrzykuje się do niej rurą specjalny roztwór gliny. I ten roztwór przepłukuje studnię, usuwa zniszczony piaskowiec, glinę, wapień ze szczeliny między ścianami a rurą studni. Gęsta ciecz jednocześnie podtrzymuje ściany studni i zapobiega ich zapadaniu się.

Wiercenie obrotowe ma jednak swoje wady. Im głębszy jest otwór, tym trudniej pracuje silnik wirnika i tym wolniejsze będzie wiercenie. Ale z biegiem czasu ta woda, która jedynie wypłukała zniszczoną skałę ze studni, zaczęła obracać wiertło. Teraz, zanim dosięgnie dna studni, zawiesina ta wprawia turbinę podłączoną do sprzętu wiertniczego.

Narzędzie to nazwano turbowiertarką, ulepszono, a teraz do studni opuszcza się kilka turbin, które są zamontowane na jednym wspólnym wale. Gaz ziemny unosi się na powierzchnię ziemi na skutek energii naturalnej – dążąc do strefy o najniższym ciśnieniu. Ponieważ gaz wydobywany ze odwiertu zawiera dużą ilość zanieczyszczeń, jest on najpierw kierowany do przetworzenia. W pobliżu niektórych złóż powstają instalacje szkolenie zintegrowane gaz, a następnie gaz z odwiertów kierowany jest bezpośrednio do zakładu przetwarzania gazu.

Jest to główna praca przy produkcji gazu. Gaz nie wymaga oddzielenia od otaczającego masywu materiałami wybuchowymi lub maszynami, nie wymaga podnoszenia na powierzchnię ziemi wózkami czy przenośnikiem.

Oprócz wiercenia studni gaz można pozyskiwać także metodą ślepej ekstrakcji. Gaz jest zamknięty w bardzo małych porach, niektóre skały je mają. Gaz ziemny występuje na głębokościach od 1000 metrów do kilku kilometrów. Po przeprowadzeniu badań geologicznych i ustaleniu, gdzie znajdują się złoża, rozpoczyna się proces wydobycia gazu, który jest wydobywany z jelit, gromadzony i przygotowywany do transportu.

Transport gazu ziemnego do rafinerii i elektrowni odbywa się transportem drogowym i szyny kolejowe, gaz transportowany jest cysternami lub cysternami. Ale często gaz można dostarczać rurami na dowolną odległość. Gazociągi, czyli przewody rur stalowych układane niezbyt głęboko w ziemi, mogą rozciągać się na tysiące kilometrów.

Urządzenia do produkcji gazu ziemnego

Do wydobycia gazu ziemnego konieczne jest posiadanie specjalnego sprzętu:

• Stacjonarne analizatory gazów. Stosowane są do kontroli podczas technologicznych pomiarów składu gazów oraz kontroli emisji w energetyce, metalurgii, przemyśle cementowym, petrochemii
• Separator do testów gazu. Służy do określenia ilości cieczy wydobywającej się z odwiertu naftowego, aby nagrzewnice olejowe były zasilane gazem opałowym. Separator do badania gazu niezbędny jest do określenia ilości gazu, ilości cieczy, doprowadzenia paliwa gazowego do specjalnych nagrzewnic oraz zapewnienia bezawaryjnej i praca ciągła podłączony grzejnik
• Separator siatkowy gazowy. Służy do całkowitego oczyszczania ropy naftowej i gazu ziemnego od cieczy (inhibitor tworzenia hydratów, kondensatu, wody) w instalacjach polowych, do przygotowania gazu do transportu, do magazynowania w podziemnych magazynach i zakładach przeróbki gazu.
• Grzejnik gazowy. Służy do automatycznego utrzymywania wymaganej temperatury oraz do podgrzewania towarzyszącej ropy naftowej, gazów naturalnych i sztucznych niezawierających agresywnych zanieczyszczeń przed zdławieniem na tłoczniach, stacjach dystrybucji gazu, główne gazociągi a dla pozostałych odbiorców ciepłego gazu zwiększenie niezawodności narzędzi technologicznych.
• Filtr gazu. Służy do oczyszczania poziomych odcinków gazociągów z substancji żywicznych, piasku, pyłów, zgorzeliny metalowej i innych cząstek stałych, a także zanieczyszczeń mechanicznych zawartych w przepływającym przez nie gazie ziemnym i powietrzu.
• Urządzenia kolumnowe. Stosowane są do przenoszenia masy i ciepła (absorpcja, rektyfikacja, desorpcja) w temperaturach od -40°C do +200°C przy nadciśnieniu.

Magazynowanie wydobytego gazu ziemnego

Do magazynowania wydobytego gazu ziemnego potrzebne są specjalne gazoszczelne, szczelne zbiorniki. Aby gaz zajmował mniej miejsca podczas przechowywania i transportu, jest on skroplony, w tym celu schładzany do temperatury - 160 ° C. Taki skroplony gaz przechowywany jest w pojemnikach wykonanych ze specjalnej stali i trwałych stopów aluminium. Ściany są podwójne, a między ścianami zainstalowany jest materiał, który słabo przewodzi ciepło, aby gaz się nie nagrzewał.

Jednak największe magazyny gazu ziemnego są tańsze i wygodniejsze w budowie pod ziemią. W takich podziemnych magazynach gazu rolę ścian pełnić będą nieprzepuszczalne warstwy skał. Aby zapobiec wypadaniu i zapadaniu się takich skał, są one betonowane. Istnieje kilka głównych sposobów przechowywania skroplonych gazów pod ziemią. Magazynem może być zagłębienie - wyrobisko kopalniane, które znajduje się bardzo głęboko. Magazynem może być również dół lub dół, zamknięty hermetyczną metalową pokrywą.

Podziemne magazyny gazu dzielą się na dwa rodzaje: w zagłębieniach skalnych i skałach porowatych. Do pierwszego typu zaliczamy takie magazyny, które powstają w starych sztolniach, opuszczonych kopalniach, w jaskiniach, w specjalnych wyrobiskach kopalnianych budowanych w zwartych skałach (granity, wapienie, sól kamienna, glina). Gazy magazynowane są w zagłębieniach skalnych, głównie w stanie skroplonym. Najczęściej jest to butan, propan i ich mieszaniny. Drugi typ obejmuje magazyny zubożonego gazu oraz pola naftowe, w warstwach wodonośnych. Magazynują zazwyczaj gaz ziemny w stanie gazowym.

Najwygodniejsze i najtańsze magazyny gazu powstają w wyeksploatowanych złożach gazu i ropy. Aby używać takich pojemników do przechowywania, konieczne jest zainstalowanie dodatkowego sprzętu, ułożenie niezbędnej komunikacji i naprawa studni. W miejscach, w których potrzebne są zasoby gazu, a nie ma tak wyeksploatowanych złóż gazu i ropy, w warstwach wodonośnych budowane są magazyny gazu. Magazyn gazu wodonośnego to sztucznie utworzony zbiornik gazu, wykorzystywany cyklicznie.

Wydobycie gazu ziemnego jest najważniejszą gałęzią przemysłu wydobywczego i to ona jest główną gałęzią tworzącą nadwyżkę budżetu państwa.

Jak powstaje gaz?

Gazy ziemny i łupkowy są wysoce efektywnymi nośnikami energii. Zastosowanie paliwa gazowego pozwala na wprowadzenie zupełnie nowego skuteczne metody transfer ciepła, tworząc bardziej ekonomiczne i wydajne jednostki termiczne.

Jak powstaje gaz ziemny?

Gaz ziemny jest paliwem najbardziej wydajnym i, co najważniejsze, przyjaznym dla środowiska.

Poszukiwania złóż gazu rozpoczyna się od sporządzenia mapy geologicznej, która wskazuje strukturę odcinków górnych skorupa Ziemska.

Utwory gazonośne powstają ze skał charakteryzujących się porowatą strukturą (piaski, porowate wapienie itp.). Złoża gazu to skupiska węglowodorów wypełniające pory w formacjach gazonośnych.

Większość złóż gazu wygląda jak fałd skorupy ziemskiej, kopulasty ku górze. Gaz gromadzi się pod ziemią w formie kopuły. W postaci czapy gaz gromadzi się w górnych poziomach złoża. W niższych poziomach znajduje się ropa lub zbiornik woda.

Aby wydobyć gaz z wnętrzności ziemi, konieczne jest wywiercenie studni, która składa się z:

• usta (górna część studni);
• otwór denny (dno studni).

Studnię można wywiercić wiertarką elektryczną, która szybko się obraca i niszczy skały.

Następnie do uformowanej studni opuszcza się ciąg rur fontannowych, przez które gaz przepływa od dołu do ujścia.

• suszenie - oddzielenie gazu od wilgoci;
• czyszczenie - uwalnianie siarkowodoru i dwutlenku węgla;
• nawanianie - nadawanie zapachu gazom.

Jak wydobywa się gaz łupkowy?

Gaz łupkowy uznawany jest za gaz sztuczny, uzyskiwany w drodze termicznej obróbki łupków bitumicznych w piecach. Gaz łupkowy charakteryzuje się dużą zawartością dwutlenku węgla.

Przez właściwości fizyczne Oczyszczony gaz łupkowy praktycznie nie różni się od gazu ziemnego. Nieoczyszczony gaz łupkowy niesie ze sobą ogromną ilość zanieczyszczeń, co komplikuje proces jego przetwarzania.

Główną metodą wydobycia gazu łupkowego jest szczelinowanie hydrauliczne. Ta technologia produkcja powoduje ogromne szkody dla środowiska ze względu na skład chemiczny płuczki wiertniczej.

Płuczkę wiertniczą wprowadza się do formacji gazonośnej pod wysokim ciśnieniem (500-1500 atm.). Następnie następuje powstawanie pęknięć w skale o wielkości do 20 m. Teraz gaz może swobodnie wydostawać się przez kanał wykonany do wejścia do roztworu. Pęknięcia te mogą znikać pod masą skał, dlatego takie uskoki powstają nawet 10 razy w roku.

Technologia przeróbki gazu łupkowego nie różni się od technologii przeróbki gazu ziemnego.

Wady wydobycia gazu łupkowego:

• zanieczyszczenie wód gruntowych;
• zagrożenie sejsmiczne;
• zanieczyszczenie gleby i powierzchnia wody;
• emisji do atmosfery.

Perspektywy wydobycia gazu łupkowego są bardzo duże. W tej chwili wykonalność wydobycia gazu łupkowego jest problemem globalnym. Czy warto zanieczyszczać środowisko a szkodzenie zdrowiu ludzkiemu na rzecz wysoce wydajnego paliwa jest raczej pytaniem retorycznym.