Гидравлический разрыв пласта (ГРП или фрак, от английского hydraulic fracturing) является неотъемлемым процессом стимуляции скважины в процессе добычи нефти и газа из сланцевых пород.

Еще не так давно вокруг ГРП было очень много разговоров и очень многие организации выступали против разрешения на проведение ГРП. Главным аргументом против ГРП выдвигалась теория о том, что ГРП очень сильно загрязняет подземные источники пресной воды, вплоть до того, что из-под крана начинает течь вода с примесями газа, которые можно поджечь, о чем, кстати, был снят ролик, который попал во многие передачи и выпуски новостей.

1. В начале разберемся с тем, что вообще такое ГРП, т.к. многие этого не знают. Традиционно нефть и газ добывались из песчаных пород, которые обладают высокой пористостью. Нефть в таких породах может свободно мигрировать среди песчинок к скважине. Сланцевые породы наоборот, имеют очень низкую пористость, а нефть в них содержится в трещинах внутри сланцевого пласта. Задача ГРП - увеличить эти трещины (или образовать новые), дав нефти более свободный путь к скважине. Для этого в нефтенасыщенный пласт сланца под высоким давлением нагнетается специальный раствор (на вид напоминающий холодец), состоящий из песка, воды и дополнительных химических добавок. Под высоким давлением нагнетаемой жидкости сланец образует новые трещины и расширяет уже имеющиеся, а песок (проппант) не дает трещинам сомкнуться, таким образом и улучшается проницаемость пород. ГРП бывает двух видов - проппантный (с использованием песка), и кислотный. Тип ГРП выбирается на основе геологии разрываемого пласта.

Справа, на фотографии - блок манифольдов, слева - насосные трейлера, далее - арматура и за ней кран. Каротажная машина находится слева, за трейлерами. Ее видно на других фотографиях.

2. Для проведения ГРП требуется довольно большое количество техники и персонала. Технически же процесс идентичен не зависимо от компании, проводящей работу. К арматуре скважины подключается трейлер с блоком манифольдов. К этому трейлеру подключаются насосные установки нагнетающие раствор ГРП в скважину. За насосными станциями устанавливается смесительная установка, возле которой устанавливают трейлера с песком и водой. За всем этим хозяйством устанавливают станцию контроля. С противоположенной стороны арматуры устанавливается кран и каротажная машина.

Так выглядит смеситель. Шланги идущие к нему - линии подключения воды.

3. Процесс ГРП начинается в смесителе, куда подается песок и вода, а так же химические добавки. Все это смешивается до определенной консистенции, после чего подается в насосные установки. На выходе из насосной установки раствор ГРП попадает в блок манифольдов (это что-то вроде общего смесителя для всех насосных установок), после чего раствор отправляется в скважину. Процесс ГРП не проводится за один подход, а проходит этапами. Составлением этапов занимается команда петрофизиков на основе акустического каротажа, как правило, открытой скважины, проведенной во время бурения. В течении каждого этапа каротажная команда ставит в скважине заглушку, отделяя интервал ГРП от остальной скважины, после чего производит перфорацию интервала. Затем проходит ГРП интервала, и заглушка снимается. На новом интервале ставится новая заглушка, снова проходит перфорация, и новый интервал ГРП. Процесс ГРП может длится от нескольких дней, до нескольких недель, а количество интервалов может доходить до сотни.

Помпы подключенные к блоку манифольдов. "Будка" на заднем плане - пункт контроля работы смесителя. Противоположенный вид, от будки, - на второй фотографии.

Помпы, используемые при ГРП оснащены дизельными двигателями мощностью от 1 000 до 2 500 л.с.. Мощные насосные прицепы способны нагнетать давление до 80 МПа, при пропускной способности 5-6 баррелей в минуту. Количество помп рассчитывается все теми же петрофизиками на основе каротажа. Высчитывается необходимое давление для разрыва пласта, и на его основе считается количество насосных станций. В течении работы количество используемых помп всегда превосходит расчетное количество. Каждая помпа работает в менее интенсивном режиме, чем это требуется. Делается это по двум причинам. Во-первых, это значительно сохраняет ресурс помп, во-вторых, при выходе из строя одной из помп она просто выводится из линии, а давление на остальных помпах слегка увеличивается. Таким образом поломка помпы не влияет на процесс ГРП. Это весьма важно, т.к. если процесс уже начат то остановка неприемлема.

5. Технология ГРП токовой не родилась вчера. Первые попытки "ГРП" предпринимались еще в 1900 года. Заряд нитроглицерина опускался в скважину, после чего детонировал. В то же время была опробования кислотная стимуляция скважин. Но оба метода, несмотря на раннее рождение, потребовали еще очень много времени, чтобы стать совершенными. Бум ГРП получил лишь в 1950-х годах, с развитием проппанта. Сегодня метод продолжает совершенствоваться и улучшаться. При стимуляции скважины продляется ее жизнь и увеличивается дебит. В среднем прирост нефтепотока к расчетному дебиту скважины составляет до 10 000 тонн в год. Кстати, ГРП проводится и на вертикальных скважинах в песчаннике, поэтому ошибочно думать, что процесс приемлем только в сланцевых породах и родился только что. Сегодня около половины скважин подвергаются ГРП стимуляции.

Вид на блок манифольдов от арматуры. Кстати, ходить среди трейлеров и труб можно лишь во время каротажа, когда в системе нагнетания нет давления. Любой человек, появившийся среди трейлеров с помпами или труб во время проведения ГРП увольняется на месте без разговоров. Безопасность прежде всего.

Тем не менее, с развитием горизонтального бурения очень многие люди стали высказываться против проведения стимуляций скважин, т.к. ГРП наносит вред окружающей среде. Было написано очень много трудов, снято видео и проведено расследований. Если читать все эти статьи, то все складно, но это только на первый взгляд, а мы же присмотримся к деталям.

Каротажная машина. Команда собирает заряды и готовит заглушку для проведения перфорации.

Самый главный аргумент против ГРП - загрязнение грунтовых вод химическими веществами. Что именно входит в состав раствора - тайна компаний, но кое-какие элементы все же разглашены и есть в открытых публичных источниках. Достаточно обратиться к базе данных по ГРП "ФракФокус", и можно найти общий состав геля (1, 2). На 99% гель состоит из воды, лишь оставшийся процент - химические добавки. Сам проппант не входит в данном случае в подсчет, т.к. не является жидкостью, да и безвреден. Итак, что же входит в оставшийся процент? А туда входят - кислота, противокоррозийный элемент, фрикционная смесь, клей и добавки для вязкости геля. К каждой скважине элементы из списка подбираются индивидуально, всего их может быть от 3 до 12, попадающих в одну из вышеперечисленных категорий. Действительно, все эти элементы токсичны, и не приемлемы для человека. Примером конкретных добавок являются например: Ammonium persulfate, Hydrochloric acid, Мuriatic acid, Ethylene glycol.

8. Как эти химические вещества могут подняться на верх минуя ловушки удерживающие нефть? Ответ мы находим в отчете Ассоциации по защите окружающей среды (3). Случиться это может либо из-за взрывов на скважинах, либо из-за разливов во время проведения ГРП, либо из-за разливов утилизационных бассейнов, либо из-за проблем с целостностью скважин. Первые три причины не в состоянии заразить источники воды на огромных площадях, остается лишь последний вариант, который сегодня официально подтвержден Академией наук США (4).

9. Кому интересно как отслеживается движение жидкостей внутри пород, то делается это с помощью так называемых трейсеров. Специальная жидкость, имеющая определенный радиационный фон, нагнетается в скважину. После чего в соседних скважинах, и на поверхности, ставят сенсоры, реагирующие на излучение. Таким образом можно смоделировать очень точно "общение" скважин между собой, а так же обнаружить утечки внутри обсадных колонн скважин. Не беспокойтесь, фон у таких жидкостей очень слабый, а радиоактивные элементы используемые при таких исследованиях очень быстро разлагаются не оставляя следов.

10. Нефть на поверхность поднимается не в чистом виде, а с примесями воды, грязи и различных химических элементов, в том числе и химическими добавками использованными во время ГРП. Проходя через сепараторы нефть отделяется от примесей, а примеси утилизируются через специальные утилизационные скважины. Говоря простым языком - отходы закачиваются обратно в землю. Обсадная труба зацементирована, но она ржавеет со временем, и в какой-то момент в ней появляется течь. Если труба имеет хороший цемент в затрубном пространстве - то это ржавчина не имеет значения, утечки из трубы не будет, если же цемента нет, или цементная работа была выполнена плохо - то жидкости из скважины попадут в затрубное пространство, откуда могут попасть куда угодно, т.к. течь может быть выше нефтяных ловушек. Эта проблема известна инженерам очень давно, и фокус на этой проблеме был заострен еще в начале 2000-х, т.е. задолго до обвинений в адрес ГРП. Еще тогда когда многие компании создали внутри себя отдельные ведомства отвечающие за целостность скважин и их проверку. Утечки могут приносить с собой в верхние слои пород много грязи, газа (не только природного, но и сероводорода), тяжелых металлов и способны заразить чистые источники воды и без химических элементов ГРП. Поэтому тревога поднятая сегодня является весьма странной, проблема существовала и без ГРП. Особенно это касается старых скважин, которым более 50 лет.

11. Сегодня регламенты многих штатов разительно быстро меняются, особенно это касается Техаса, Нью-Мексико, Пенсильвании и Северной Дакоты. Но к удивлению многих, - вовсе не из-за ГРП, а из-за взрыва платформы БП в Мексиканском заливе. Во многих случаях компании спешно проводят каротажи по проверке целостности обсадной трубы и цемента за ней, и передают эти данные в государственные комиссии. К слову заметить, что пока каротажи по целостности скважин официально никто не требует, но компании самостоятельно тратят деньги и делают данную работу. При неудовлетворительном состоянии скважины глушатся. Надо отдать должное инженерам, например из 20 000 скважин инспектированных в Пенсильвании, в 2008 году, было зарегистрировано лишь 243 случая утечек в верхние водные слои (5). Иными словами, ГРП не имеет отношения к заражению и газификации пресных вод, виной тому является плохая целостность скважин, которые не были заглушены вовремя. А токсичных элементов в нефтенасыщенных пластах полным полно и без химических добавок используемых во время проведения ГРП.

Другой аргумент, который приводят противники ГРП - чудовищное количество пресной воды требуемое для проведения операции. Воды для ГРП требуется действительно много. Отчет Ассоциации по защите окружающей среды дает цифры, всего с 2005 по 2013 года было использовано 946 млрд. литров воды, при том, что за это время было проведено 82 000 операций ГРП (6). Цифра интересная, если не задуматься. Как я упомянул до этого, ГРП начал широко использоваться с 50-х годов, но статистика начинается лишь с 2005, когда было начато массовое горизонтальное бурение. Почему? Хорошо было бы упомянуть общее количество операций ГРП и количество воды, израсходованное до 2005 года. Ответ на данный вопрос, частично, можно найти все в той же базе данных по ГРП "ФракФокус" - начиная с 1949 года было проведено более 1 миллиона операций ГРП (7). Так сколько же воды было использовано за это время? Об этом отчет почему-то не говорит. Наверное потому, что 82 тысячи операций как-то меркнут на фоне миллиона.

Так выглядит проппант. Его называет песком, на самом деле это не тот песок, который добывается в карьерах и в котором играют дети. Сегодня проппант изготавливается на специальных заводах, и бывает он разных видов. Обычно идентификация идет соразмерно песчинкам, например это - проппант 16/20. В отдельном посте непосредственно о процессе ГРП я подробно остановлюсь на типах проппанта и покажу его различные виды. А песком его называют потому, что при первом ГРП компания Халлибертон использовала обычный мелкий речной песок.

Вопросов к EPA (Environmental Protection Agency) тоже много. На EPA очень многие любят ссылаться, как на очень веский источник. Источник и в правду веский, но и веский источник может дать дезу. В свое время EPA нашумели на весь мир, проблема в том, что наделав шуму, мало кто знает чем все кончилось, а кончилась история весьма плачевно, для некоторых.

Справа - ковш смесителя. Слева - контейнер с проппантом. Проппант подается в ковш на конвейерной ленте, после чего смеситель забирает его в центрифугу, где происходит его смешение с водой и химическими добавками. После чего гель подается к помпам.

С EPA связано две очень интересные истории (8). Итак, первая история.
В пригороде Далласа, в городе Форт Ворс, нефтяная компания осуществляла бурение скважин для добычи газа, естественно с использованием ГРП. В 2010 году, региональный директор EPA, доктор (стоит обратить внимание на высокий статус и наличие хорошего, высшего, образования) Ал Армендариз, подал чрезвычайный иск в суд против компании. В иске говорилось что люди живущие вблизи скважин компании находятся в опасности, т.к. скважины компании газифицируют водные скважины находящиеся вблизи. В тот момент накал страстей вокруг ГРП был очень высок, и терпение ЖД комиссии Техаса взорвалось. Для тех, кто забыл - в Техасе вопросами земельного пользования и бурения занимается Железнодорожная комиссия. Была составлена научная группа, которую отправили для исследования качества воды.
Верхний метан в под Форт Ворсом находится на глубине 120 метров и никакой шапки не имеет, в то время как глубина водных скважин не превышала 35 метров, а ГРП проходящий на скважинах компании был осуществлен на глубине 1 500 метров. Так вот, оказалось, что никаких тестов для исследования пагубного влияния EPA не проводили, а просто взяли и заявили, - ГРП загрязняет пресную воду, и подали в суд. А комиссия, взяла и провела тесты. Проверив целостность скважин, взяв пробы грунта и проведя необходимые тесты комиссия вынесла единый вердикт - ни одна скважина не имеет утечек и к газификации пресной воды отношения не имеют. EPA проиграли два суда, компании и второй суд непосредственно ЖД комиссии, после чего директор EPA, - доктор Ал Армендариз уволился "по собственному желанию".

К слову, проблема газификации воды действительно есть, но она никак не связана с ГРП, а связана с очень неглубоким залеганием метана. Газ из верхних слоев постепенно поднимается наверх и попадает в водные скважины. Это естественный процесс, никак не связанный вообще с добычей и бурением. Такой газификации подвержены не только водные скважины, но и озера и родники.

Сразу за историей с нерадивым доктором из EPA, ЖД комиссия обратила свой взор на очень популярное видео, которое к тому моменту где только не показывали. Некий Стивен Липский, хозяин скважин с пресной водой, и консультант по вопросом окружающей среды Алиса Рич сняли видео, в котором они поджигают воду, идущую из-под крана. Водозабор производился из водных скважин Стивена. Вода загорелась, якобы, из-за высокой концентрации газа, в которой виновата нефтяная компания со своим злосчастным ГРП. На самом деле, при расследовании, оба обвиняемых сознались, что к системе трубопровода был подключен баллон с пропаном, и сделано это было с целью привлечения новостных ведомств, которое заставило бы людей верить в то, что ГРП виновато в газификации пресной воды. В данном случае было доказано, что Алиса Рич знала о фальсификации, но хотела передать заведомо ложные данные в EPA и между Алисой и Стивеном был сговор, для оклеветанная деятельности компании. Опять же, было доказано, что компания и процесс ГРП не наносят вреда окружающей среде. После этого инцидента, кстати, все как-то сконфуженно притихли относительно обвинений ГРП в газификации воды. Видимо отправляться за решетку никто не торопится. Или все разом поняли, что процесс этот естественен и был до появления ГРП?

Итак, подводя итог всему вышесказанному - любая деятельность человека наносит вред окружающей среде, - не исключение. ГРП, сам по себе, не наносит вреда окружающей среде, и в широком масштабе существует в промышленности уже более 60 лет. Химические добавки, закачиваемые в процессе ГРП на большую глубину не представляют никакой угрозы верхним водным слоям. Действительной проблемой сегодня является цементаж и сохранение целостности скважин, над которой компании усиленно работают. А химических элементов и грязи, которые способны отравить пресную воду, в нефтенасыщенных пластах хватает и без ГРП. Сам же процесс газификации естественен и о такой проблеме знали и без ГРП, с этой проблемой боролись и до ГРП.

Сегодня нефтяная промышленность намного чище и экологичнее, чем когда-либо в истории, и продолжает бороться за сохранение окружающей среды, а многие истории и байки идут от очень недобросовестных работников официальных ведомств. К сожалению, такие истории очень быстро остаются в памяти большинства людей, и очень медленно опровергаются фактами, которые мало кому интересны.
Так же нужно не забывать, что война с нефтяными компаниями была, есть и будет всегда, и дешевый газ в огромных объемах не всем ко двору.

Важно, дополнение:
В связи с тем, что в комментариях начали появляться упоминания про Пенсильванию и наличие газа в скважинах с пресной водой, я решил так же прояснить данный вопрос. Пенсильвания очень богата газом, и один из самых мощных бумов газового горизонтального бурения пришелся как раз на этот штат, в особенности на северную его часть. Проблема в том, что залежей газа (метана и этана) в штате несколько. Залежи верхнего газа называются Devonian, в то время как залежи глубокого сланцевого газа имеют название Marcellus. После детального молекулярного анализа состава газа, и проверки 1 701 водной скважины (с 2008 по 2011 года) на севере штата, был дан единый вердикт - в водных скважинах нет сланцевого газа, а присутствует метан и этан из верхнего слоя Devonian. Газификация скважин естественна и связана с геологическими процессами, идентично проблеме Техаса. Процесс ГРП никак не способствует миграции сланцевого газа на поверхность.

Кроме того, в Пенсильвании, в связи с тем, что это был один из первых штатов в США вообще, сохранилось очень, очень много документов, уходящих в историю вплоть до начала 1800-х годов, в которых упоминаются горящие ручьи, а так же воспламеняющиеся источники воды, с обильной концентрацией газа в ней. Есть масса документов, в которых упоминается наличие очень высокой концентрации метана на глубине 20, лишь 20 метров! Масса документов указывает на очень высокую концентрацию метана в реках и ручьях, более 10 mg/L. Поэтому, в отличие от Техаса, где о подобных документах я лично ничего не слышал, в Пенсильвании проблема газификации была задокументированная еще до начала вообще хоть какого-либо бурения как такового. Поэтому о каком вреде ГРП идет речь, если есть документы которым более 200 лет, а так же молекулярно доказано, что газ в водных скважинах не является сланцевым? Организации, борющиеся с ГРП о таких документах почему-то забывают, либо подобными исследованиями не занимаются и не интересуются.

Так же стоит обратить внимание на то, что Пенсильвания является одним из штатов, который требует у операторов анализа качества пресной воды, согласно Акту 13, до начала бурения, для отслеживания уровня возможного загрязнения. Так вот, при анализе качества воды, почти всегда допустимая концентрация растворенного газа, 7000 μg/L, является превышенной. Вопрос, почему тогда люди не жаловались на состояние здоровья, экологию и загубленную землю на протяжении двухсот лет, а вдруг спохватились массово жаловаться с началом газового бурения? (9).
Газификация естественна, и не является следствием ГРП и бурения вообще, эта проблема есть в любой стране, с залежами газа на поверхности.

В современной отрасли нефтедобычи гидроразрыв пласта (ГРП) представляет собой эффективный метод воздействия на призабойную область скважины. Этот способ необходим для увеличения продуктивной отдачи от месторождения нефти или газа, степени поглощения нагнетательных разновидностей скважин, а также в рамках работ по изоляции грунтовых вод. Сам процесс гидравлического разрыва пласта включает создание новых трещин и увеличение уже имеющихся, которые пролегают в призабойной породе. Воздействие на трещины происходит посредством регулировки давления жидкости, подаваемой в скважину. В результате гидроразрыва пласта из скважины становится возможно добывать ценные ресурсы, расположенные на удаленном расстоянии от ствола.

Из истории появления гидроразрывов пласта

Разработки по увеличению производительности нефтедобычи из готовых скважин проводились в Штатах уже в конце XIXвека: тогда был опробован способ стимулирования посредством взрыва нитроглицерина, который разбивал твердые породы и позволял получать оттуда ценные ресурсы. В тот же период производились испытания по разработке призабойной зоны при помощи кислоты, и последний метод получил активное распространение в 30-е годы прошлого века.

В ходе применения кислоты для стимулирования продуктивности скважин было установлено, что повышение давления может привести к разрывам пластов. С этого началось развитие идеи гидроразрыва пластов породы, и первую попытку предприняли уже в 1947 году. Несмотря на неудачу, исследователи продолжали разработку метода, и их работы увенчались успехом спустя два года. В 50-е годы в Штатах все чаще стали проводиться разработки с применением метода гидравлических разрывов пласта, и к последней трети XXвека число таких операций превысило миллион только в самой Америке.

Гидравлический разрыв пласта как методика разработки скважин стал использоваться и в СССР: первые попытки отмечены 1959 годом. После этого наступил период угасания популярности этого способа, поскольку на территории Сибири стали разрабатывать скважины, которые и без дополнительных манипуляций обеспечивали бесперебойную добычу нефти и газа в нужных объемах. С конца 80-х методика вновь получила распространение, когда прежние месторождения перестали давать такое же количество ценных ресурсов, но еще не могли быть сочтены полностью исчерпанными. В настоящее время методика гидравлического разрыва пласта применяется на территории всей России, а также в других государствах.

Разновидности гидравлических разрывов пласта

В современной области разработки ресурсов различают два вида гидравлического разрыва:

• Проппантный гидроразрыв пласта. При этом методе применяется специальный материал для расклинивания. Во время процедуры проппант заливают внутрь для того, чтобы создаваемые от давления трещины не соединялись обратно. Такая разновидность способа хорошо подходит для песчаников, алевролитных и других терригенных пород. Гидравлический разрыв с пропаннтом используется чаще всего.
• Гидроразрыв пласта с применением кислоты. Такой метод более приемлем для карбонатных пород, и трещины, которые получаются при сочетании повышения давления и добавления разрушающей жидкости, не нуждаются в дополнительном закреплении, как в первом случае. Главное отличие кислотного гидравлического разрыва от обычной обработки той же кислотой заключается в количестве материала и степени давления.

Вне зависимости от типа обработки успешность применения ГРП зависит от ряда факторов. Прежде всего, объект для осуществления метода должен быть выбран с учетом его особенностей, видов пластов, а также глубины и интенсивности разработки. Выбор технологии зависит от условий, в которых находится скважина. При правильном применении эффективность нефтедобычи в обработанной скважине становится намного выше.

Процесс проведения гидроразрыва пласта

Гидроразрыв пласта целесообразно проводить для скважин с невысокой продуктивной способностью, которая происходит из-за естественной плотности слоев или при снижении качества фильтрации после вскрытия очередного слоя.

Процесс обработки занимает несколько этапов:

• Исследование скважины, в ходе которого определяется ее способность к поглощению, устойчивости к давлению и другие параметры.
• Очистка скважины. Для этого применяют дренажные насосы и промывают ствол, чтобы свойства фильтрации в призабойной области были достаточными для дальнейшей работы. Также скважина может быть обработана соляной кислотой, чтобы условия для формирования трещин от разрыва были оптимальны.
• Спуск в скважину труб для подачи жидкости в забой. Обсадная колонна оснащается пакером и гидроякорем для того, чтобы давление не деформировало трубу. Устье оснащается головкой для подсоединения оборудования, которое необходимо для нагнетания промывочной жидкости.
• Сам гидроразрыв производится посредством нагнетания жидкости до того времени, пока в пласте не появятся трещины. Сразу после гидравлического воздействия требуется закачать жидкость на высокой скорости.
• Устье перекрывается, скважину не трогают до уменьшения показателей давления.
• Промывка скважины после гидравлического разрыва и освоение.

При небольшой глубине гидроразрыв пласта может быть осуществлен без труб НКТ либо без предохранителя. В первой ситуации нагнетание производится по обсадным трубам, а во второй оно может быть организовано и по кольцу вокруг них. Данная методика позволяет минимизировать потери в показателях давления, если в процессе используется жидкость очень густой консистенции. Кроме того, для некоторых скважин проводят многоступенчатый разрыв, при котором разные пласты получают трещины, благодаря чему их проницаемость сильно возрастает.

Для определения местоположения самих трещин применяется метод радиоактивного каротажа. Данная технология позволяет узнать, где именно находятся разрывы, при введении обыкновенного и заряженного песка.

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

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

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

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

Сланцевый газ: позиция «Газпрома»

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

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

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

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

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

ГРП - технология, обеспечивающая лидерство России на мировом рынке нефти

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

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

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

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

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

ГРП шагает по России

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Кто проводит ГРП в России

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Метод заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте для обеспечения притока добываемого флюида (газ , вода, конденсат , нефть либо их смесь) к забою скважины. Технология осуществления ГРП включает в себя закачку в скважину с помощью мощных насосных станций жидкости разрыва (гель, в некоторых случаях вода, либо кислота при кислотных ГРП) при давлениях выше давления разрыва нефтеносного пласта. Для поддержания трещины в открытом состоянии в терригенных коллекторах используется расклинивающий агент - проппант (обработанный кварцевый песок), в карбонатных - кислота, которая разъедает стенки созданной трещины.

Обычно на проведении ГРП и других методов интенсификации нефтедобычи специализируются сервисные нефтяные компании (Halliburton, Schlumberger , BJ Services и др.).

Критика

Примечания

См. также

Ссылки

• Интенсификация добычи нефти. Технико-экономические особенности методов / Сергей Веселков // Промышленные ведомости (Проверено 6 мая 2009)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Гидроразрыв пласта" в других словарях:

То же, что Гидравлический разрыв пласта. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 … Геологическая энциклопедия

Гидроразрыв пласта - гидравлический разрыв пласта, формирование трещин в массивах газо, нефте, водонасыщенных и других горных породах под действием подаваемой в них под давлением жидкости. Операция проводится в скважине для повышения дебита за счет разветвленной… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

гидроразрыв пласта с применением резиновых шариков и песка в качестве расклинивающих агентов и воды в качестве жидкости-носителя - — Тематики нефтегазовая промышленность EN rubber balls sand water fracturing …

гидроразрыв пласта с применением резиновых шариков и песка в качестве расклинивающих агентов и нефти в качестве жидкости-носителя - — Тематики нефтегазовая промышленность EN rubber balls sand oil fracturing … Справочник технического переводчика

кислотный гидроразрыв пласта - Процесс образования/расширения и закрепления трещин в пласте с помощью жидкости разрыва на кислотной основе Тематики нефтегазовая промышленность EN acid fracturing … Справочник технического переводчика

массированный гидроразрыв (пласта) - — Тематики нефтегазовая промышленность EN massive hydraulic fracturing … Справочник технического переводчика

Гидроразрыв пласта (ГРП) один из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин и увеличения приёмистости нагнетательных скважин. Метод заключается в создании высокопроводимой трещины в целевом пласте для обеспечения притока… … Википедия

кислотный гидроразрыв карбонатного пласта-коллектора - — Тематики нефтегазовая промышленность EN fracture acidizing … Справочник технического переводчика

комбинированная обработка пласта (кислотная и гидроразрыв) - — Тематики нефтегазовая промышленность EN combined formation treatment … Справочник технического переводчика

- (a. hydraulic seam fracturing, hydraulic slam rupture; н. Hydrafrac; ф. fracture hydraulique de la couche; и. fracturacion hidraulica de las capas) формирование трещин в массивах газо, нефте, водонасыщенных и др. г. п., а также п. и.… … Геологическая энциклопедия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В местах месторождений природного газа:

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

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

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

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

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

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

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

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

Перевод Владимир Максименко 2013