Fenomeni i predmeti stvoreni na prirodan način, koji ljudi redovito koriste za poboljšanje kvalitete razine postojanja, te stvaranje materijalnog bogatstva, kao i stvaranje uvjeta za život ljudske zajednice nazivaju se prirodni resursi.

Postojeće vrste prirodni resursi sistematizirano u:

Iscrpan.
Restoratorski (tlo, voda, biološki, rekreacijski resursi).
Neobnovljivi (mineralni, tehnički, kemijski itd.).
Neiscrpno (energija oseke, plime, sunca, vjetra itd.).

Formirano prema temeljnim kvalitetama:

izvori podrijetla;
primjena u proizvodnji;
stupanj iscrpljenosti.

S obzirom na činjenicu da resursi imaju veliki utjecaj na gospodarstvo , kao i uzimajući u obzir njihovo prirodno podrijetlo, razvijena je odgovarajuća sistematizacija.

Prirodno (genetsko)- koja uključuje cjelokupnu zalihu prirodnih resursa, uključujući minerale; tlo, voda, šume; rezerve energije. Kombinirajući biljne i životinjske resurse, dobivamo još jedan pojam - « biološke resurse» .
Zaštita okoliša- osnova, koja uključuje svojstva iscrpljivanja i obnovljivosti resursa.

Ako uzmemo u obzir razvrstavanje u smjeru zaštićenog prirodnog područja, tada će određeni značaj imati pri podjeli u smjeru razine njihovog iscrpljivanja. Prema ekološkom položaju, iscrpljivanje prirodnih resursa nedosljednost je koja regulira ravnotežu između uklanjanja prirodnih bogatstava s tla zemljišta prema potrebama društva.

Prilikom izračunavanja zaliha resursa, uzimajući u obzir količinu koja se može povući za uporabu, koristite koncept "Iscrpljenost"... Prema ovoj karakteristici, resursi mogu biti:

Neiscrpno. Stalna potrošnja ove vrste resursa od strane osobe ne dovodi do značajnog smanjenja njihovih zaliha ni u sadašnjosti ni u budućnosti. Na primjer, solarna energija, prirodne sile - vjetar, plima, oseka itd.
Iscrpljujući. Dionice s ograničenjima količinske potrošnje. Međutim, neki od ovih resursa mogu se oporaviti ako su dostupni prirodni putevi ili uz ljudsku podršku.
Izvučeno neobnovljivo. Stalna potrošnja ove vrste resursa od strane osobe nosi mogućnost smanjenja zaliha na razinu na kojoj je njihova daljnja upotreba nemoguća, jer će taj proces postati neprikladan sa stajališta ekonomskog pristupa. Osim toga, ti se resursi ne mogu obnoviti u razdoblju razmjernom razdoblju korištenja (mineralne sirovine).
Iscrtano obnovljivo. Takve resurse karakterizira sposobnost regeneracije metodom razmnožavanja. Međutim, ovaj proces je prilično dug. Ova skupina trebala bi uključivati floru, faunu i vodne resurse.

Ekonomska sistematizacija resursa

Takva grupna klasifikacija resursa formirana je pod kutom vjerojatna gospodarska upotreba... Trenutni redoslijed dodjele pretpostavlja grupe orijentirane na aplikaciju u smislu tehnički kapacitet(stvarni, potencijalni) i racionalna i ekonomska potrošnja(zamjenjiv, nezamjenjiv).

Sistematizacija resursa iz ugla geološke studije

Za održavanje gospodarstva zemlje u prihvatljivoj mjeri važan će faktor biti činjenica dostupnosti prirodnih resursa. Značajna uloga u ljudskom životu ima takav resurs kao mineralne sirovine.

Rezerve minerala prema stupnju geoloških istraživanja razvrstane su u kategorije - A, B, C1, C2. Podjela u skupine izravno je proporcionalna stupnju smanjenja razine detalja razine znanja točnosti određivanja teritorijalnog položaja polja.

Osim toga, prema razini ekonomskog značaja, minerali se dijele na:

bilans stanja(pretpostaviti racionalnost rada);
izvan ravnoteže(pretpostaviti nedostatak racionalnosti rada iz različitih razloga).

Podjela prirodnih resursa, uzimajući u obzir posebnost koja odražava materijalnost u području ekonomije i upravljanja, često se koristi klasifikacija prema smjeru i vrsti potrošnje kućanstva... Ova se taksonomija temelji na kriteriju povezivanja resursa s različitim područjima materijalne proizvodnje ili neproizvodne sfere. Prema takvim svojstvima postoji prirodna podjela prirodnih bogatstava - industrijski i poljoprivredna potrošnja.

Udruživanje resursa u smjeru industrijske potrošnje uključuje sve vrste kategorija prirodnih sirovina koje se koriste u industriji. Što se tiče područja neproizvodne prirode, onda se takvi resursi mogu pripisati onim rezervama koje se uzimaju iz okolnog svijeta, s područja rezervi.

Druge vrste klasifikacija

Danas se može razlikovati još jedan sustav klasifikacije resursa, formiran prema principu izvori podrijetla:

Biološki izvori.
Mineralni resursi.
Energetski resursi.

Do koncepta "Biološki resursi" uključuje sve žive stanice biosfere sposobne stvoriti stanište. To uključuje biljke, životinje, mikroorganizme koji sadrže genetski materijal.

Do koncepta "mineralni resursi" uključuje sve elemente litosfere koji se mogu koristiti u gospodarskoj uporabi, kao mineralne sirovine ili izvori energije.

Do koncepta "energetski izvori" uključuju solarnu i svemirsku energiju, kao i izvore nuklearne energije, goriva i toplinske energije.

Ukratko, logičan zaključak sugerira da čovječanstvo ima pristup gotovo svim resursima koje priroda pruža, uključujući i resurse klimatskog i svemirskog podrijetla, resurse Svjetskog oceana, kontinenata. Međutim, društvo bi trebalo razmisliti o rastu potražnje potrošača, koji ne uzima u obzir takav koncept kao što je “dostupnost resursa”.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite donji obrazac

Studenti, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u studiju i radu bit će vam zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Ministarstvo obrazovanja Ruske Federacije

OBRAZOVNA USTANOVA SAVEZNOG DRŽAVNOG PRORAČUNA

VIŠE STRUČNO OBRAZOVANJE

NACIONALNI SVEUČILIŠTE OD MINERALNIH I SIROVINA

"PLANINA"

Odjel za geologiju i istraživanje ležišta minerala

sažetak

po disciplini« Geologija nafte i plina» .

Tema: "Nekonvencionalne vrste i izvori ugljikovodičnih sirovina i problemi njihova razvoja»

Provjerio: izvanredni profesor. Archegov V.B.

Dovršeno: student gr. RM-12 Isaev R.A.

Sankt Peterburg 2016

Uvod
1. Nekonvencionalne vrste i izvori ugljikovodičnih sirovina
2. Pregled alternativnih izvora ugljikovodika

Nalazišta škriljaca
Fischer-Tropschov postupak
Offshore polja

3. Plinski hidrati

Plinski hidrati u prirodi

Zaključak
Književnost

Uvod

Ugljikovodici su posebni spojevi rasprostranjenih elemenata - vodika i ugljika. Ti su prirodni spojevi vađeni i korišteni tisućama godina: u izgradnji cesta i zgrada kao vezivni materijal, u izgradnji i proizvodnji vodootpornih brodskih trupova i košara, u slikarstvu, za stvaranje mozaika, za kuhanje i osvjetljenje. Prvo su minirani iz rijetkih izdanaka na površinu, a zatim iz bušotina. U posljednja dva stoljeća proizvodnja nafte i plina dosegla je neviđene razine. Nafta i plin danas su izvori energije za gotovo sve vrste ljudskih aktivnosti.

21. stoljeće dugo se predviđalo kao stoljeće iscrpljivanja glavnog dijela izvora ugljikovodika, prvo nafte, a zatim i plina. Taj je proces neizbježan, budući da sve vrste sirovina razvijaju rezerve i intenzitetom s kojim se razvijaju i prodaju. Uzmemo li u obzir da modernu svjetsku potražnju za energijom uglavnom osiguravaju nafta i plin -60%(nafta-36%, plin-24%), onda sve vrste prognoza o njihovom iscrpljivanju ne mogu izazvati sumnje. Mijenja se samo vrijeme završetka ere ugljikovodika čovječanstva. Naravno, vrijeme za postizanje završne faze razvoja ugljikovodika nije isto na različitim kontinentima i u Rusiji različite zemlje, no za većinu će doći s trenutnim količinama proizvodnje nafte u rasponu od 2030. do 2050., pod uvjetom da se njihove rezerve dovoljno reproduciraju. Međutim, već 20 -ak godina proizvodnja nafte u svijetu nadmašuje rast njegovih rezervi.

Koncept tradicionalnih i nekonvencionalnih izvora ugljikovodika nema jednoznačnu definiciju. Većina istraživača, shvaćajući da prirodni procesi i formacije često nemaju jasne razlike, predlaže korištenje takvih pojmova kao teško oporabljive rezerve i nekonvencionalne resurse ugljikovodika pri definiranju nekonvencionalnih rezervi i resursa. Rezerve koje je teško obnoviti, čiji se proizvodni potencijal praktički ne koristi, malo se razlikuju od tradicionalnih rezervi nafte i plina-s izuzetkom pogoršanja njihovih geoloških i proizvodnih karakteristika. Nekonvencionalni resursi ugljikovodika uključuju one koji se bitno razlikuju od tradicionalnih po fizičkim i kemijskim svojstvima, te po obliku i prirodi njihovog smještaja u stijenu domaćina (okoliš).

1. Nekonvencionalne vrste i izvori ugljikovodičnih sirovina

Nekonvencionalni resursi ugljikovodika, ovo je njihov dio, čija priprema i razvoj zahtijevaju razvoj novih metoda i metoda identifikacije, istraživanja, proizvodnje, prerade i transporta. Koncentrirani su u grozdovima koje je teško savladati ili su raspršeni u neproduktivnom okruženju. Slabo su pokretni u ležišnim uvjetima podzemlja, pa zahtijevaju posebne metode vađenja iz podzemlja, što povećava njihovu cijenu. Međutim, napredak postignut u svijetu u tehnologijama za vađenje naftnih i plinskih sirovina omogućuje razvoj nekih od njih.

Na početno stanje studije su smatrale da su njihove rezerve praktički neiscrpne, s obzirom na njihovu veličinu (slika 1) i raširene. Međutim, dugotrajno istraživanje različitih izvora nekonvencionalnih izvora ugljikovodika, provedeno u drugoj polovici prošlog stoljeća, ostavilo je samo teška ulja, uljni pijesak i bitumen, niskopropusna ležišta zasićena naftom i plinovima kao pravi za razvoj. Već na 14. svjetskom naftnom kongresu (1994., Norveška), nekonvencionalna ulja, zastupljena samo teškim uljima, bitumenom i uljnim pijeskom, procijenjena su na 400-700 milijardi tona, 1,3-2,2 puta više od tradicionalnih resursa-... Pokazalo se da su plinovi otopljeni u vodi i plinski hidrati problematični i kontroverzni kao industrijski izvori plina, unatoč njihovoj širokoj pojavi.

Slika 1 - Geološki resursi ugljikovodika

2. Pregled alternativnih izvora ugljikovodika

Teško ulje i uljni pijesak

Geološki resursi ove vrste sirovina u svijetu su ogromni - 500 milijardi tona. Rezerve teških ulja s gustoćom se potpunije iskorištavaju. Na moderne tehnologije njihove nadoknadive rezerve prelaze 100 milijardi tona .. Venezuela i Kanada posebno su bogate teškim uljima i katranskim pijeskom. V. posljednjih godina opsezi proizvodnje teške nafte rastu i prema različitim procjenama iznose oko 12-15% globalne. Davne 2000. godine u svijetu je izvučeno samo 37,5 milijuna tona teških ulja. 2005. - 42,5 milijuna tona, a do 2010. - 2015. godine. prema prognozi, to već može iznositi oko 200 milijuna tona, ali sa svjetskim cijenama nafte ne nižim od 50-60 USD / bbl.

Uljni pijesak uspješno se razvijaju u Kanadi od 60 -ih godina prošlog stoljeća. Danas je oko polovina nafte proizvedene u ovoj zemlji naftni pijesak. Uljni pijesak je zapravo mješavina pijeska, vode, gline, teškog ulja i prirodnog bitumena. U Kanadi postoje tri naftne regije sa značajnim rezervama teške nafte i prirodnog bitumena. To su Athabasca, Mirna rijeka i Hladno jezero. Svi se oni nalaze u pokrajini Alberta.

Dvije se fundamentalno različite metode koriste za vađenje nafte iz naftnog pijeska:

1) Rudarstvo na otvorenom i 2) Izravno iz rezervoara.

Otvorena metoda vađenja pogodna je za plitke naslage (do 75 m dubine) i naslage koje izlaze na površinu. Značajno je napomenuti da se u Kanadi sva ležišta pogodna za površinsko kopanje nalaze u području Athabasca.

Otvoreno kopanje znači da se uljni pijesak, jednostavno rečeno, utovaruje u kiperi kamione i transportira u rafineriju, gdje se ispire vrućom vodom i tako se ulje odvaja od svih ostalih materijala. Za dobivanje 1 barela nafte potrebno je oko 2 tone uljnog pijeska. Ako vam se ovo čini prilično naporan način da dobijete 1 barel nafte, u pravu ste. No, faktor iskorištavanja nafte kod ove metode proizvodnje vrlo je visok i iznosi 75% -95%.

Riža. 1 Otvaranje naftnog pijeska na otvorenom

Za vađenje teškog ulja izravno iz ležišta obično se koriste toplinske metode proizvodnje, poput gravitacijske stimulacije potpomognute parom. Postoje i "hladne" metode proizvodnje koje uključuju ubrizgavanje otapala u rezervoar (npr. VAPEX metoda ili N-Solv tehnologija). Metode proizvodnje teške nafte izravno iz ležišta manje su učinkovite u smislu iskorištavanja nafte u odnosu na metodu na otvorenom. Istodobno, ove metode imaju određeni potencijal za smanjenje cijene proizvedenog ulja poboljšanjem tehnologija za njegovu proizvodnju.

Teško / visoko viskozno / bitumensko ulje privlači sve veću pozornost naftne industrije. Budući da je glavna "krema" u svjetskoj proizvodnji ulja već obrana, naftne kompanije jednostavno su prisiljeni preći na manje atraktivna polja teške nafte.

U teškoj nafti koncentrirane su glavne svjetske rezerve ugljikovodika. Nakon Kanade, koja je stavila u ravnotežu rezerve teške / bitumenske nafte, isto je učinila i Venezuela, koja ima velike rezerve ove nafte u pojasu Orinoka. Taj je „manevar“ doveo Venezuelu na prvo mjesto u svijetu po zalihama nafte. U Rusiji, kao i u mnogim drugim zemljama proizvođačima nafte, postoje značajne rezerve teške nafte.

Ogromne rezerve teškog ulja i prirodnog bitumena zahtijevaju razvoj inovativnih tehnologija za vađenje, transport i preradu sirovina. Trenutno operativni troškovi proizvodnje teškog ulja i prirodnog bitumena mogu biti 3-4 puta veći od troškova proizvodnje lakog ulja. Rafiniranje teškog ulja visoke viskoznosti također je energetski intenzivnije te je, kao posljedica toga, u mnogim slučajevima niskoprofitna, pa čak i neprofitabilna.

U Rusiji različiti putevi proizvodnja teškog ulja testirana je na poznatom naftnom polju visoke viskoznosti Yaregskoye koje se nalazi u Republici Komi. Produktivni rezervoar ovog polja, koji leži na dubini od ~ 200 m, sadrži naftu gustoće 933 kg / m3 i viskoznosti 12000-16000 mPa · s. Trenutno se na terenu provodi toplinska rudarska metoda koja se pokazala kao prilično učinkovita i ekonomski opravdana.

Na super-viskoznom naftnom polju Ashalchinskoye, koje se nalazi u Tatarstanu, provodi se projekt za pilot-testiranje tehnologije gravitacijskog djelovanja pare. Ova tehnologija, iako bez velikog uspjeha, također je testirana na polju Mordovo-Karmalskoye.

Rezultati razvoja polja teškog ulja visoke viskoznosti u Rusiji još ne ulijevaju veliki optimizam. Za povećanje učinkovitosti proizvodnje potrebno je daljnje poboljšanje tehnologija i opreme. Istodobno, postoji potencijal za smanjenje troškova proizvodnje teškog ulja, a mnoge su tvrtke spremne aktivno sudjelovati u njegovoj proizvodnji.

Nalazišta škriljaca

Ulje iz škriljevca je vruća tema u posljednje vrijeme. Danas brojne zemlje pokazuju povećan interes za proizvodnju nafte iz škriljevca. U Sjedinjenim Državama, gdje je proizvodnja nafte iz škriljevca već u tijeku, polažu se značajne nade za smanjenje ovisnosti o uvozu ove vrste energenata. Posljednjih godina većina povećanja proizvodnje američke sirove nafte dolazi prvenstveno iz polja škriljca Bakken u Sjevernoj Dakoti i Eagle Ford u Teksasu.

Razvoj proizvodnje nafte iz škriljevca izravna je posljedica "revolucije" koja se dogodila u Sjedinjenim Državama u proizvodnji plina iz škriljevca. Kako su cijene plina naglo pale kao rezultat naglog povećanja njegove proizvodnje, tvrtke su počele prelaziti s proizvodnje plina na proizvodnju nafte iz škriljevca. Štoviše, tehnologije za njihovo vađenje se ne razlikuju. Za to se, kao što je poznato, buše horizontalne bušotine s naknadnim višestrukim hidrauličkim lomljenjem naftnih stijena. Budući da stopa proizvodnje takvih bušotina vrlo brzo opada, značajan broj bušotina mora se izbušiti u vrlo uskoj mreži kako bi se održao opseg proizvodnje. Stoga se troškovi proizvodnje nafte iz škriljevca neizbježno pokazuju većim od troškova proizvodnje nafte s tradicionalnih polja.

Iako su cijene nafte visoke, projekti nafte iz škriljevca, unatoč visokim troškovima, ostaju privlačni. Izvan Sjedinjenih Država, nalazišta nafte Vaca Muerta iz škriljaca u Argentini i formacija Bazhenov u Rusiji smatraju se najperspektivnijima.

Danas su tehnologije proizvodnje nafte iz škriljevca još u ranoj fazi razvoja. Iako troškovi dobivene sirovine imaju tendenciju smanjenja, ipak su mnogo veći od cijene proizvodnje konvencionalnog ulja. Stoga nafta iz škriljevca ostaje prilično obećavajuća rezerva za budućnost i nije vjerojatno da će značajno utjecati na postojeće tržište nafte. Ista "revolucija" koja se dogodila na tržištu plina u vezi s razvojem proizvodnje plina iz škriljevca ne može se očekivati na tržištu nafte.

ugljikovodik plin hidrat lož ulje

Fischer-Tropschov postupak

Fischer-Tropsch proces razvili su 1920-ih godina njemački znanstvenici Franz Fischer i Hans Tropsch. Sastoji se od umjetne kombinacije vodika s ugljikom pri određenoj temperaturi i tlaku u prisutnosti katalizatora. Dobivena smjesa ugljikovodika jako nalikuje nafti i obično se naziva sintetičko ulje.

Riža. 2 Proizvodnja sintetičkih goriva na temelju Fischer-Tropsch procesa

CTL (ugljen u tekućine)- bit tehnologije je da se ugljen raspada na ugljikov monoksid i vodik bez pristupa zraka i na visokim temperaturama. Nadalje, u prisutnosti katalizatora, iz ova dva plina sintetizira se mješavina različitih ugljikovodika. Zatim se ovo sintetizirano ulje, kao i obično ulje, podvrgava razdvajanju na frakcije i daljnjoj preradi. Željezo ili kobalt koriste se kao katalizatori.

Tijekom Drugog svjetskog rata njemačka industrija aktivno je koristila tehnologiju ugljena u tekućinama za proizvodnju sintetičkih goriva. No, budući da je taj proces ekonomski neisplativ i, štoviše, ekološki štetan, nakon završetka rata proizvodnja sintetičkog goriva nije uspjela. Njemačko iskustvo kasnije je korišteno samo dva puta - jedna je tvornica izgrađena u Južnoj Africi, a druga u Trinidadu.

GTL (plin u tekućine)- postupak proizvodnje tekućih sintetičkih ugljikovodika iz plina (prirodni plin, pridruženi naftni plin). Ulje za sintezu dobiveno kao rezultat GTL procesa nije inferiorno, a po nekim karakteristikama je superiornije od visokokvalitetnog svijetlog ulja. Mnogi svjetski proizvođači koriste sintetičko ulje za poboljšanje performansi teških ulja miješanjem.

Unatoč činjenici da interes za tehnologije pretvaranja prvo ugljena, zatim plina u sintetske naftne derivate nije nestao od početka 20. stoljeća, trenutno u svijetu postoje samo četiri GTL postrojenja velikog kapaciteta - Mossel Bay (Južna Afrika), Bintulu (Malezija), Oryx (Katar)) i Pearl (Katar).

BTL (biomasa u tekućine)-bit tehnologije isti je kao i za ugljen u tekućini. Jedina značajna razlika je u tome što početni materijal nije ugljen, već biljni materijal. Korištenje ove tehnologije u velikim razmjerima teško je zbog nedostatka značajne količine početnog materijala.

Nedostaci projekata za proizvodnju sintetičkih ugljikovodika temeljenih na Fischer-Tropsch procesu su: veliki kapitalni intenzitet projekata, značajne emisije ugljičnog dioksida, velika potrošnja vode. Kao rezultat toga, projekti se uopće ne isplate ili su na granici profitabilnosti. Interes za takve projekte raste u razdobljima visokih cijena nafte i brzo nestaje kada cijene padaju.

Offshore polja

Proizvodnja nafte na dubinskom moru zahtijeva velike kapitalne izdatke od tvrtki, posjedovanje odgovarajuće tehnologije i sa sobom nosi povećani rizici za tvrtku operater. Sjetite se barem posljednje nesreće u Deepwater Horizonu u Meksičkom zaljevu. BP je samo nekim čudom uspio izbjeći bankrot. Kako bi pokrila sve troškove i s time povezana plaćanja, tvrtka je morala prodati gotovo polovicu svoje imovine. Uklanjanje nesreće i njenih posljedica, kao i isplate naknade koštao BP urednu svotu od oko 30 milijardi dolara.

Nije svako poduzeće spremno preuzeti te rizike. Stoga projekte proizvodnje nafte na dubinskom koritu u pravilu provodi konzorcij tvrtki.

Projekti na moru uspješno se provode u Meksičkom zaljevu, Sjevernom moru, na polici Norveške, Brazila i drugih zemalja. U Rusiji se glavne nade polažu na policu arktičkog i dalekoistočnog mora.

Polica arktičkih mora iako slabo proučen, ima značajan potencijal. Postojeći geološki podaci omogućuju predviđanje značajnih rezervi ugljikovodika na ovom području. No i rizici su veliki. Praktičarima naftne industrije dobro je poznato da se konačna presuda o prisutnosti (ili odsutnosti) komercijalnih rezervi nafte može izvesti samo na temelju rezultata bušenja bušotina. A do sada ih praktički nema na Arktiku. Analogna metoda koja se koristi u takvim slučajevima za procjenu rezervi regije može pogrešno prikazati stvarne rezerve. Ne sadrži svaka buduća geološka struktura naftu. Međutim, šanse za pronalaženje velike naslage stručnjaci ocjenjuju ulje visokim.

Potraga i razvoj naftnih nalazišta na Arktiku iznimno su zahtjevni kako bi se osigurala zaštita okoliša. Dodatne prepreke su oštra klima, udaljenost od postojeće infrastrukture i potreba uzimanja u obzir ledenih uvjeta.

3. Plinski hidrati

Plinski hidrati u prirodi

Plinski hidrati (također hidrati prirodnih plinova ili klatrati) su kristalni spojevi nastali pod određenim uvjetima temperature i tlaka iz vode i plina. Naziv "klatrati" (od latinskog clathratus - "staviti u kavez") dao je Powell 1948. godine. Plinski hidrati pripadaju nestehiometrijskim spojevima, odnosno spojevima promjenjivog sastava.

Većina prirodnih plinova (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, izobutan itd.) Tvore hidrate koji postoje pod određenim uvjetima temperature i tlaka. Područje njihovog postojanja ograničeno je na sedimente morskog dna i na područja permafrosta. Prevladavajući hidrati prirodnog plina su hidrati metana i ugljičnog dioksida.

Tijekom proizvodnje plina, hidrati se mogu stvarati u bušotinama, industrijskim komunikacijama i magistralnim plinovodima. Nanoseći se na stijenke cijevi, hidrati naglo smanjuju njihovu propusnost. Za suzbijanje stvaranja hidrata u plinskim poljima u bušotine i cjevovode uvode se različiti inhibitori (metilni alkohol, glikoli, 30% otopina CaCl 2), a temperatura protoka plina održava se iznad temperature stvaranja hidrata uz pomoć grijača, toplinsku izolaciju cjevovoda i odabir načina rada koji osigurava maksimalnu temperaturu protoka plina. Kako bi se spriječilo stvaranje hidrata u glavnim plinovodima, sušenje plina je najučinkovitije - pročišćavanje plina iz vodene pare.

Zemljopis distribucije plinskih hidrata

Većina hidrata očito je koncentrirana na kontinentalnim rubovima, gdje je dubina vode oko 500 m. U tim zonama voda nosi organski materijal i sadrži hranjive tvari za bakterije, zbog čije se vitalne aktivnosti oslobađa metan. Uobičajena dubina LNGG-a je 100-500 m ispod morskog dna, iako su ponekad pronađeni i na morskom dnu. U područjima s razvijenim vječnim mrazom mogu biti prisutni i na manjim dubinama, budući da je temperatura površine niža. Veliki LNG -i pronađeni su na moru u Japanu, u regiji Blake Ridge istočno od američke pomorske granice, na kontinentalnom rubu planina Cascade u blizini Vancouvera (Britanska Kolumbija, Kanada) i na moru Novog Zelanda. U svijetu postoji malo dokaza o LNGG -u dobivenom izravnim uzorkovanjem. Većina podataka o položaju hidrata dobivena je neizravno: seizmičkim istraživanjima, GIS -om, prema rezultatima mjerenja tijekom bušenja, prema promjenama u salinitetu porane vode.

Do sada je poznat samo jedan primjer proizvodnje plina iz LNGG -a - na plinskom polju Messoyakhskoye u Sibiru. Ovo polje, otkriveno 1968., postalo je prvo polje u sjevernom dijelu Zapadno -sibirskog bazena iz kojeg se dobivao plin. Do sredine 1980-ih u bazenu je otkriveno više od 60 drugih naslaga. Ukupne rezerve ovih depozita iznosile su 22 bilijuna. m 3 ili jedna trećina svjetskih rezervi plina. Prema procjeni napravljenoj prije početka proizvodnje, rezerve polja Messoyakhskoye bile su jednake 79 milijuna kubičnih metara plina, od čega je jedna trećina sadržana u hidratima koji se preklapaju sa slobodnom zonom plina.

Osim polja Messoyakhskoye, najviše se proučava LNGG u zaljevu Prudhoe - područje rijeke Kiparuk na Aljasci. Godine 1972. u istražnim bušotinama ARC0 i Exxon 2 u sjeverozapadnoj Eileen na sjevernoj padini Aljaske uzorci koji sadrže hidrate izvađeni su u bačvama s jezgrom pod tlakom. Gradijenti tlaka i temperature u regiji mogu se koristiti za izračunavanje debljine zone ustaljenog stanja ili hidratne stabilnosti u području zaljeva Prudhoe - područje rijeke Kiparuk. Prema procjenama, hidrate treba koncentrirati u intervalu 210-950 m.

Područja suvremenog istraživanja hidrata

Stručnjaci iz Geološkog zavoda Kanade (GCSJ, Japan National Petroleum Corporation (JN0CI, Japan Petroleum Exploration Company (JAPEX1, US Geological Survey, US Department of Energy)) i nekoliko tvrtki, uključujući Schlumberger), proveli su istraživanje rezervoara za hidrat plina ( GTZ) u delti Mackenzie (sjeverozapadni teritorij, Kanada) u okviru zajedničkog projekta 1998. godine nova bušotina za istraživanje Mallik 2L-38 izbušena je uz bušotinu Imperial Oil Ltd. koja je izložila nakupljanje hidrata u prirodnoj pojavi i procijeniti mogućnost određivanja ovih svojstava pomoću rudarskih alata, spuštenih na kabel.

Iskustvo stečeno tijekom istraživanja na dobro. Mallik, pokazao se vrlo korisnim za proučavanje svojstava prirodnih hidrata. JAPEX i njegove povezane grupe odlučile su započeti novi projekt bušenje hidrata u depresiji Nankai na moru u Japanu. Oko desetak područja ocijenjeno je kao obećavajuće za hidrate na temelju prisutnosti BSR (reflektirajuće granice sličnog dna).

Problem industrijskog razvoja plinsko -hidratnog oblika akumulacije ugljikovodika

Stabilnost morskog dna. Razlaganje hidrata može dovesti do narušavanja stabilnosti donjih sedimenata na kontinentalnim padinama. Dno HRT -a može biti mjesto naglog smanjenja snage sedimentnih naslaga. Prisutnost hidrata može ometati normalno zbijanje i konsolidaciju naslaga. Stoga slobodni plin koji se drži ispod HRT -a može biti pod povećanim tlakom. Dakle, bilo koja od tehnologija za razvoj naslaga hidrata može biti uspješna samo ako se isključi dodatno smanjenje stabilnosti stijena. Primjer komplikacija nastalih raspadanjem hidrata može se pronaći kod atlantske obale Sjedinjenih Država. Ovdje je nagib podmorja 5 °, a s ovim nagibom dno mora biti stabilno. Međutim, postoji mnogo podvodnih izbočina. Dubina ovih ožiljaka blizu je ograničavajuće dubine zone stabilnosti hidrata. U područjima gdje je došlo do klizišta, BSR su manje izraženi. To bi mogao biti znak da hidrati više nisu prisutni dok su se kretali. Postoji hipoteza prema kojoj bi, sa smanjenjem tlaka u SRS -u, što se trebalo dogoditi sa smanjenjem razine mora tijekom ledenog doba, moglo početi razlaganje hidrata na dubini i, kao posljedica, klizanje sedimenti zasićeni hidratima.

Takva su područja pronađena uz sjevernu obalu. Carolina, SAD. U zoni ogromnog podvodnog klizišta širine 66 km, seizmička istraživanja utvrdila su prisutnost masivnog SPRT -a s obje strane klizišta. Međutim, ispod same platforme nema hidrata.

Podmorska klizišta zbog prisutnosti hidrata mogu utjecati na stabilnost priobalnih platformi i cjevovoda.

Mnogi stručnjaci vjeruju da su često citirane procjene količine metana u hidratima pretjerane. Čak i ako su ove procjene točne, hidrati se mogu raspršiti u sedimentnim stijenama, a ne koncentrirati u velikim nakupinama. U tom slučaju njihovo vađenje može biti teško, ekonomski neisplativo i opasno za okoliš.

Zaključak

Stanje znanja o nekonvencionalnim sirovinama i njihovom razvoju u svijetu još je nisko, ali zajedno s iscrpljivanjem tradicionalnih rezervi, zemlje s deficitom ugljikovodika sve se više okreću svojim nekonvencionalnim izvorima. Većina aktivnosti, kao i prijedlozi za poticanje proizvodnje, usmjereni su isključivo na skupinu teško oporabljivih ulja i plinova. Zapravo, nekonvencionalni resursi ugljikovodika izvan su dometa pažnje i naftnih i plinskih kompanija i državnih tijela za upravljanje podzemljem.

Tako se, u odnosu na trenutno stanje, glavne vrste nekonvencionalnih resursa ugljikovodika mogu podijeliti u skupinu pripremljenu za industrijski (ili pilot-industrijski) razvoj, skupinu koja zahtijeva proučavanje, procjenu i računovodstvo u bilanci, a za koju potrebno je razviti tehnologije koje uključuju razvoj dugoročnih i skupinu problematičnih i hipotetičkih objekata.

Ako je moguće, nekonvencionalni izvori ugljikovodika mogu se uključiti u razvoj u tri nejednake skupine. Teško obnovljiva (teška, visoko viskozna) ulja, bitumen i uljni pijesak već su od praktične važnosti kao ugljikovodična sirovina među nekonvencionalnim izvorima ugljikovodika. Srednjoročno, ova će skupina uključivati plinove i naftu u škriljevcu.

Naftne tvrtke još ne pokazuju interes za hidrate prirodnog plina. U isto vrijeme, na tržištu tehnologije uskoro će se pojaviti novi proizvod temeljen na svojstvu prirodnog plina da pod određenim uvjetima tvori krute spojeve (usput, do sada je to svojstvo donijelo neke probleme i troškove, budući da je zahvaljujući njemu, u plinovodima zimi, čepovi za plinske hidrate). U razvoj ovog proizvoda uključeno je nekoliko velikih tvrtki, uključujući Shell, Total, Arco, Phillips i druge. Riječ je o pretvaranju prirodnog plina u plinske hidrate, čime se osigurava njegov transport bez uporabe cjevovoda i skladištenja u nadzemnim skladišnim objektima pri normalnom tlaku. Razvoj ove tehnologije nusprodukt je desetljeća istraživanja o hidratima prirodnog plina u norveškim znanstvenim laboratorijima.

Općenito, nekonvencionalni izvori ugljikovodika značajna su rezerva za obnavljanje sirovinske baze nafte i plina za mnoge zemlje.

Književnost

1. Makogon Yu.F. "Hidrati prirodnih plinova", Nedra, 1974

2. Bazhenova O.K., Burlin Yu.K. "Geologija i geokemija nafte i plina", Moskovsko državno sveučilište 2004

3. Yakutseni V. P., Petrova Yu. E., Sukhanov A.A. "Nekonvencionalni resursi ugljikovodika - rezerva za obnavljanje resursne baze nafte i plina u Rusiji", VNIGRI, St. Petersburg., 2009., 20 str.

Objavljeno na Allbest.ru

...

Slični dokumenti

Sastav ugljikovodičnih sirovina naftnih i plinskih kondenzatnih polja u sjevernoj bočnoj zoni predkaspijskog udubljenja. Metode sprječavanja korozije metala, stvaranja hidrata, taloženja parafina i taloženja soli tijekom prikupljanja i pripreme ugljikovodičnih sirovina.

disertacija dodana 31.12.2015

Karakterizacija naftne platforme kao složenog inženjerskog kompleksa. Vrste naftnih platformi: stacionarne, mobilne, polupotopljene. Namjena, dizajn i rad naftne platforme Eva 4000. Bušenje bušotina i proizvodnja ugljikovodika.

sažetak, dodano 27.10.2015

Opći podaci o naftnoj industriji, kako u svijetu, tako i u Rusiji. Svjetske rezerve nafte, proizvodnja i potrošnja. Razmatranje teritorijalne organizacije proizvodnje i prerade nafte u Ruskoj Federaciji. Glavni problemi razvoja industrije u zemlji.

seminarski rad, dodan 21.8.2015

Tehnologija toplinskog utjecaja na stvaranje ulja visoke viskoznosti i prirodnog bitumena. Suština metode izgaranja na licu mjesta. Otvaranje ležišta nafte (bitumena) na otvorenom kopu. Iskustvo vađenja teške nafte u Rusiji i njegovi nedostaci.

sažetak dodan 08.05.2015

Povijest proizvodnje nafte na moru. Zemljopis ležišta. Vrste bušilica. Bušenje naftnih i plinskih bušotina u arktičkim uvjetima. Karakteristike proizvodnje nafte na moru u Rusiji. Katastrofe na platformi, velike nesreće na naftnim platformama.

seminarski rad, dodan 30.10.2011

Vrste platformi na moru - složeni inženjerski kompleks dizajniran za bušenje bušotina i proizvodnju ugljikovodičnih sirovina koje leže ispod dna mora, oceana ili drugih vodenih površina. Njegovi elementi: trup, sidreni sustav, bušilica i toranj.

prezentacija dodana 02.02.2017

Proučavanje i procjena resursa ugljikovodika u statičkom i dinamičkom stanju; geološka potpora za učinkovit razvoj polja; metode upravljanja geološkim poljem. Zaštita podzemlja i prirode tijekom bušenja i rada bušotine.

tečaj predavanja, dodano 22.09.2012

Usporedba načela klasifikacije rezervi nafte u 2001. i 2005. godini. Potvrda procijenjenih parametara polja Zalesnoye prema podacima terenskog geofizičkog istraživanja bušotina - ukupna površina, volumen stijena zasićenih uljem, koeficijent njihove poroznosti.

seminarski rad, dodan 17.05.2011

kratak opis i glavni pokazatelji poduzeća. Analiza tržišta nafte, posebnosti procesa i problemi njegove proizvodnje. traži moguće metode povećanje produktivnosti bušotine. Uvođenje kiselog loma u proizvodnju nafte.

diplomski rad, dodan 29.06.2012

Opće karakteristike, povijest i glavne faze razvoja istraživanog područja. Oprema i alati koji se koriste u eksploataciji naftnih i plinskih polja. Profesionalna prava i obveze operatora proizvodnje nafte i plina.

NEKONVENCIONALNI PLINSKI RESURSI (HIDRATI, UGLJENI I PLINOVI ŠKOLARA) - SVJETSKA ISKUSTVA I RAZVOJNI POGLEDI U RUSIJI

E.V. Perlova (Gazprom VNIIGAZ LLC)

Još uvijek nema konsenzusa o tome što se podrazumijeva pod izrazom "nekonvencionalni izvori plina". Godine 2003., Radni odbor za traženje i istraživanje prirodnog plina Međunarodne unije za plin predložio je geološke, tehnološke i ekonomske kriterije prema kojima se ležišta plina mogu pripisati jednom ili drugom nekonvencionalnom tipu.

Dakle, prema geološkim kriterijima, plinovite objekte, gdje plin nije u plinovitom stanju, već u sorbiranim, otopljenim u vodi i hidratiziranim oblicima, treba klasificirati kao zapravo nekonvencionalne akumulacije plina. Postoji i kategorija pseudo-nekonvencionalnih ležišta plina, gdje je plin u slobodnom (plinovitom) obliku u niskopropusnim ili dubokim ležištima. Prema tehnološkim kriterijima, ležište se može smatrati nekonvencionalnim ako nije utvrđena tehnologija proizvodnje industrijskog plina. Prema ekonomskim kriterijima, za klasifikaciju ležišta plina kao nekonvencionalnog, dovoljno je da trošak proizvodnje plina (uključujući troškove transporta) premaši njezinu trenutnu tržišnu cijenu.

Općenito, važnost proučavanja nekonvencionalnih izvora plina posljedica je nekoliko razloga.

Prvo, nekonvencionalni izvori plina rasprostranjeni su u prirodi i imaju ogroman resursni potencijal (slika 1). Njihova konkurentnost mogla bi se približiti tradicionalnim akumulacijama zbog iscrpljivanja „jeftinih“ izvora plina i pogoršanja njihove strukture, budući da je sve više „malih“ polja uključeno u razvoj, povećava se udio teško obnovljivih rezervi i resursa itd.

Ugljeni sloj 200-250 triliona m3 (6%)

Plin iz škriljevca 380-420 bilijuna m3 (11%)

Niskopropusna p ležišna plina

^ 180-220 bilijuna m3 (5%)

Plin za duboke horizonte 200-350 trilijuna m3 (6%)

Riža. 1. Svjetski izvori plina iz nekonvencionalnih izvora (prema procjenama Gazproma VNIIGAZ LLC)

Drugo, proučavanje nekonvencionalnih izvora plina važno je pri planiranju vanjskoekonomska aktivnost, budući da vam omogućuje pravovremeno reagiranje na promjene u globalnoj bilanci izvoza i uvoza plina. Dakle, u trenutno u Sjedinjenim Državama više od 50% vlastite proizvodnje plina dolazi iz nekonvencionalnih izvora, a taj udio nastavlja rasti. Zbog uspjeha razvoja nekonvencionalnih izvora plina u Sjedinjenim Državama, mnoge zemlje koje su tradicionalna tržišta ruskog plina (na primjer, zemlje Zapadna Europa), pokazuju veliki interes za korištenje američkog iskustva za razvoj vlastitih nekonvencionalnih izvora plina.

Omjer geoloških (propusnost, udio slobodnog plina, dubina zalaska), tehnoloških (gustoća resursa, protok plina, tlak u bušotini), kao i ekonomskih (udaljenost do potrošača, cijena plina itd.) Određuje izglede za razvoj nekonvencionalnih akumulacija plina. Na sadašnjoj fazi istraživanje je prije uvjetni kriterij koji će se mijenjati kako novi podaci postaju dostupni, razvijaju se nove tehnologije itd.

Trenutno se hidrati prirodnog plina, ugljen i plinovi škriljevca mogu klasificirati kao obećavajući nekonvencionalni izvori plina.

Izvori plina u plinskim hidratima i izgledi za njihov razvoj u Rusiji

Hidrati prirodnog plina (GH) klatratni su spojevi molekula vode i plina koji stvara hidrat. Izgledi za razvoj GG -a posljedica su njihove široke rasprostranjenosti u prirodi - na kontinentima u područjima rasprostranjenosti vječnog leda (niske temperature dijela), ispod dna mora i oceana (visoki pritisci). Po trenutne procjene, svjetski izvori metana u hidratiziranom stanju u zemljinoj kori mogu biti 2500-21000 bilijuna m3.

U svijetu, među rijetkim studijama o hidratima plina u kojima se razvijaju tehnologije za proizvodnju hidratnog plina, najreprezentativnije su operacije na polju Mallik u Kanadi (za kontinentalne plinske hidrate) i studije na području Nankai dubinski rov kod japanske obale (za subakventne plinske hidrate).

Na polju Mallik, u okviru dugoročnog istraživačkog programa, proveden je čitav niz terenskih studija bušotina, provedene su laboratorijske analize jezgri koje sadrže hidrate. Uspješno su provedeni terenski pokusi proizvodnje plina iz intervala zasićenih hidratima. Geološki resursi plina u hidratiziranom stanju ovdje se procjenjuju od 8,8 do 10,2 bilijuna m3, njihova gustoća je 4,15 milijardi m3 / km2.

Istraživački radovi provode se u području rova Nankai kod japanske obale više od 10 godina. Prisutnost plinskih hidrata u presjeku potvrđena je ekstrahiranom jezgrom koja sadrži hidrate. Općenito, na polici Japanskog mora izvori plina u hidratiziranom stanju mogu se kretati od 4 do 20 bilijuna m3. Gustoća resursa procjenjuje se na 0,8 bilijuna m3 plina po 1 km2 površine. Početak komercijalnog razvoja polja Nankai zakazan je za 2017. godinu.

Rusija, čiji se značajan dio nalazi u zoni permafrosta, ima povoljne uvjete za stvaranje i očuvanje značajnih izvora hidrata plina.

Specijalizirana istraživanja hidrat plina na prirodnim objektima u Rusiji još nisu provedena. Ipak, do danas dobiveni činjenični materijal omogućuje procjenu predviđenih resursa hidratnog plina, kao i ocrtavanje prioritetnih područja za specijalizirana geološka istraživanja (slika 2).

U kontinentalnim uvjetima na teritoriju Rusije, izvori plinskog hidrata plina, prema našim procjenama, iznose oko 400 bilijuna m3 i koncentrirani su u područjima distribucije vječnog leda unutar naftnih i plinskih provincija (NGP) istočnog Sibira, Timan-Pechora te zapadno -sibirska naftna i plinska polja.

Zapadno -sibirski OGP najperspektivniji je za razvoj kontinentalne GG. Primarni ciljevi za geološka istraživanja su područja polja na sjeveru regije Nadym-Pur-Taz, gdje se ukupni izvori hidratnog plina procjenjuju na 110 bilijuna m3 (vidi sliku 2). Po ukupnosti geoloških, tehnoloških i ekonomski kriteriji Jamburgskoye polje nafte i plinskog kondenzata može poslužiti kao primarno eksperimentalno-industrijsko poligon.

Podvodni plinski hidrati na području rubnog i unutarnjeg mora Rusije imaju značajan i "pouzdaniji" resursni potencijal zbog veće pouzdanosti parametara potrebnih za procjenu resursa (vidi sliku 2).

Morska područja arktičkog i dalekoistočnog sektora Rusije značajno se razlikuju u pogledu izgleda za uključivanje podvodnih naslaga gasnih hidrata u razvoj. Dakle, u arktičkom sektoru Ruske Federacije, Chukchi, East Siberian i Laptev Sea karakteriziraju niske procjene sadržaja hidrata zbog njihove plitke vode. Gotovo svi izvori hidratnog plina ovdje povezani su s regijama s početka kontinentalne padine Sjevernog ledenog oceana. Prognoza resursa

Moguće zone

stvaranje hidrata; O - prioritetni objekti za postavljanje istražnih radova na nekonvencionalnim izvorima plina

I - glavne pokrajine koje sadrže ugljen;

Glavne pokrajine koje nose škriljevce:

1 - Baltik; 2 - Volga -Pechora; 3 - Pribaikalskaya; 4 - Transbaikal; 5 - Olenekskaya; / -h, - UGS

Riža. 2. Raspodjela i potencijalni resursi plinova hidrata, ugljena i škriljaca na teritoriju Rusije (prema procjenama Gazproma VNIIGAZ LLC)

PROBLEMI Opskrbe resursima regija za proizvodnju plina u Rusiji do 2030. godine

hidratni plin u Barentsovom i Karskom moru značajan je, ali izrazito neravnomjerno raspoređen po tom području i koncentriran u nekoliko dubokih udubljenja (vidi sliku 2).

More dalekoistočnog sektora - Beringovo i Ohotsko - imaju značajan hidratni potencijal. Zona stabilnosti hidrata metana doseže impresivne debljine, protežući se na ogromnim teritorijima ovih vodenih područja. Predviđeni izvori hidratnog plina u Beringovom moru mogu doseći 63 bilijuna m3 i ograničeni su na njegov jugozapadni dio.

U Ohotskom moru predviđeni resursi hidratnog plina znatno su manji - oko 17 bilijuna m3 - međutim, oni su "pouzdaniji" zbog boljeg istraživanja akvatorija. To omogućuje da se u zapadnom dijelu Ohotskog mora, u području Deryuginove depresije, odredi primarno poligon za provođenje eksperimentalno-metodičkih i geoloških istraživanja subakalnih plinskih hidrata. Također treba napomenuti da je ovo područje najdalje od tradicionalnih izvora plina.

Među južnim morima, Crno more ima najveće izglede za budući razvoj hidrata prirodnog plina zbog značajnih resursa hidratnog plina koji se nalaze u blizini izvoznih transportnih koridora i potencijalnih potrošača ugljikovodika. Prema bugarskim istraživačima, izvori hidratnog plina u Crnom moru mogu doseći 49 bilijuna m3.

Stoga je, uzimajući u obzir izglede za razvoj izvora hidratnog plina u Rusiji, potrebno uzeti u obzir sljedeće:

1. Trenutno su procijenjeni troškovi proizvodnje hidratnog plina znatno veći od onih za konvencionalna plinska polja. Industrijski razvoj ležišta plinskih hidrata u Rusiji postat će isplativ kada napredak u tehnologijama proizvodnje plina osigura ekonomsku izvedivost njihova razvoja (otprilike za 15-20 godina).

2. Najveće izglede za industrijski razvoj imaju kontinentalne akumulacije plinskih hidrata, ograničene na područja s uspostavljenom infrastrukturom za proizvodnju i transport plina.

3. Prioritetni ciljevi za geološka istraživanja i eksperimentalno bušenje hidrata prirodnog plina u Rusiji su: područje polja Jamburgskoye nafte i kondenzata plina i zapadni dio Ohotskog mora u području Sahalinskog pojasa (Deryuginovo udubljenje).

Resursi ugljena u metanu i izgledi za njihov razvoj u Rusiji

Većina industrijskih bazena s ugljenom u svijetu, uključujući Rusiju, zapravo nose ugljen i plin. U slojevima koji sadrže ugljen mogu postojati značajne akumulacije plina slobodnog oblika-takozvane "slatke točke". Međutim, prema postojećim definicijama, na polju ugljenog plina (UG) većina bi ga (do 90%) trebala biti u obliku teško izdvojene krute otopine s ugljenom, inače polje ne pripada nekonvencionalnom , ali je tradicionalna akumulacija plina u masivu ugljena. Stoga je, unatoč značajnim predviđenim resursima metana u ugljenim slojevima (do 250 bilijuna m3), njegova komercijalna proizvodnja problem koji je s tehnološkog i ekonomskog gledišta još uvijek teško riješiti.

Ipak, metan u ugljenim slojevima u mnogim zemljama svijeta, uključujući Rusiju, smatra se važnom komponentom baze goriva i energije. Svjetsko iskustvo potvrđuje mogućnost i ekonomsku učinkovitost velike proizvodnje metana iz ugljenog sloja, čiji je godišnji volumen 2005. iznosio: u SAD -u - 52 milijarde m3, u Kanadi - 2,4 milijarde m3, u Australiji - 0,7 milijardi m3, u Kina -1,1 milijardi m3. U nizu zemalja (Italija, Njemačka, Južna Afrika, Indija, Venezuela, Argentina itd.) Postoje programi za razvoj tehnologija za vađenje metana iz ležišta ugljena. ali većina od metan proizveden u Sjedinjenim Državama iz slojeva ugljena (60-65%) pada na tradicionalna plinonosna ležišta, u kojima je plin u slobodnom obliku u ugljenosnim formacijama bazena San Juan.

Sjedinjene Američke Države zauzimaju vodeće mjesto u svijetu u smislu industrijskog razvoja metana iz ugljena. Volumen proizvedenog metana iz ugljenih korita 2005. premašio je 50 milijardi m3, što je 9% ukupne godišnje proizvodnje prirodnog plina u Sjedinjenim Državama. Ugljen plin se proizvodi u 40.000 bušotina izbušenih u 20 ugljenokopa.

Međutim, bazeni ugljena u Sjedinjenim Državama trenutno su praktički jedini primjer korištenja metana iz ugljena u industrijskim razmjerima. Ova situacija nastaje zbog činjenice da proizvodnja i priprema za transport magistralnog plina zahtijevaju poseban kompleks geoloških terenskih studija, koje se bitno razlikuju od tipičnih istraživanja na istražnim bušotinama. To zahtijeva promjenu dizajna bušotina, sustava njihovog rasporeda, uporabu druge mjerne opreme, sredstva za brtvljenje itd. i na kraju značajno ulaganje u spomenute tehnologije.

Veliki bazeni ugljena Rusije po svojim karakteristikama odgovaraju (i često znatno premašuju) svjetskim kriterijima za perspektivu proizvodnje metana u ugljenima: nosivost metana ugljena, stupanj njihove metamorfnosti, propusnost, petrografski sastav ugljena itd. ... Predviđeni resursi ugljen -plina procijenjeni su na 50 bilijuna m3 (vidi sliku 2).

Od 2003. OAO Gazprom pokrenuo je projekt za procjenu izvedivosti komercijalne proizvodnje metana iz ugljenih ležišta u Kuzbasu. OJSC Gazprom promgaz opremio je pokusno poligon na području Taldinskaya, gdje se testiraju tehnologije za industrijsku proizvodnju i uporabu ugljena. Rad se odvija u fazama kako bi se smanjili geološki i tehnološki rizici koji karakteriziraju takve projekte u ranoj fazi njihove provedbe.

Od veljače 2010. godine područje Taldinskaya u Kuzbassu službeno je priznato kao polje metana ugljena (OOO Gazprom dobycha Kuznetsk, Kemerovo, uz sudjelovanje OAO Gazprom promgaz).

Razvoj izvora metana u ugljenim uglovima u budućnosti mogao bi proširiti resursnu bazu Gazpromovih ugljikovodičnih sirovina, osiguravajući opsežnu rasplinjavanje regije Kemerovo i regija na jugu zapadnog Sibira. Iskustvo koje je OAO Gazprom promgaz steklo u Kuzbasu jedinstveno je za Rusiju i, zapravo, jedino iskustvo u primijenjenom istraživanju nekonvencionalnih izvora plina s mogućnošću njihove komercijalne proizvodnje.

Uzimajući u obzir izglede za industrijski razvoj UG resursa u Rusiji, primjećujemo sljedeće:

1. Primarni objekt pilot proizvodnje je Taldinskaya područje Kuznjeckog bazena ugljena (vidi sliku 2).

2. Komercijalna proizvodnja ugljenog plina u Rusiji dugo će ostati neisplativa. Povezana proizvodnja metana iz rudnika ugljena za potrebe lokalne opskrbe plinom već ima dobre izglede.

3. Na temelju svjetskog iskustva u razvoju metana u ugljenim slojevima, radovi na traženju i ocjenjivanju metana u ugljenim slojevima u perspektivnim područjima različitih ugljenokodnih bazena trenutno su relevantni za Rusiju, uzimajući u obzir metodološki razvoj postignut u bazenu ugljena Kuznetsk.

Resursi plina iz škriljevca i izgledi za njihov razvoj u Rusiji

Škriljac je sedimentna stijena koja se sastoji od konsolidiranih glinenih čestica s izuzetno niskom propusnošću plina. Na mnogim naftnim i plinskim poljima formacije škriljaca su brtve. Istodobno, u brojnim bazenima slojevi škriljevca (ponekad i do stotina metara debljine) izvor su prirodnog plina. Plin u formacijama škriljevca može biti zatvoren zbog prisutnosti lokalne lomljene makroporoznosti, unutar mikropora ili biti u adsorbiranom stanju. Plin u škriljevcu sadržan je u niskim koncentracijama i može se oporabiti otvaranjem i isušivanjem velikih količina stijena koje sadrže plin na velikim površinama pomoću tehnologija hidrauličkog loma.

Trenutno je plin iz škriljevca (SG) obećavajući tip energetskih izvora... U Sjedinjenim Državama, tijekom 10 godina (1996.-2006.), Proizvodnja plina iz škriljaca povećala se za gotovo 300%, sa 8 na 31 milijardu m3 / godišnje. Količina LFG -a proizvedena u SAD -u u sedam najvećih bazena, do 2009. godine, dosegla je 67 milijardi m3 (više od 11% ukupne proizvodnje plina u SAD -u). Izvan SAD -a proizvodnja LNG -a započela je u Kanadi; volumen proizvedenog plina iznosio je 5 milijardi m3 (2,6% ukupne proizvodnje plina u zemlji).

Pretpostavlja se da Nizozemska, Poljska, Mađarska, Francuska, Švedska i drugi posjeduju značajne resurse plinonosnih škriljaca. evropske zemlje kao i Kina. Mnoge zemlje EU smatraju LNG stvarnom alternativom tradicionalnim opskrbama plinom, uključujući i Rusiju.

Unatoč pozitivnom američkom iskustvu, razvoj LH resursa, osobito u uvjetima gusto naseljenih europskih zemalja, ima niz značajnih, često nepremostivih ograničenja.

Profitabilna proizvodnja LHG zahtijeva ogromna područja za prikupljanje plina. U Sjedinjenim Državama, s velikim rijetko naseljenim područjem, može se izbušiti desetke tisuća bušotina na područjima od tisuća četvornih kilometara. U gusto naseljenoj Europi, rudarske tvrtke vjerojatno to neće moći priuštiti, što dramatično smanjuje atraktivnost LFG projekata. Značajan dio mogućih projekata za razvoj plina iz škriljevca u Europi zemljopisno je ograničen na odmarališta (uključujući obalne) zone Austrije, Poljske, Italije, Engleske itd.

Osim toga, razvoj ležišta SG ima ozbiljna ekološka ograničenja. Tehnologija lomljenja koristi velike količine vode ("jedan bunar - jedno jezero") s pijeskom i kemijskim dodacima koji mogu prodrijeti u podzemne vode. Problem sakupljanja, skladištenja i zbrinjavanja otpada iz bušenja koji sadrži cijeli spektar specifičnih onečišćujućih tvari koje se koriste u procesu ekstrakcije zahtijeva rješenje. S tim u vezi, ekološka ograničenja u zemljama EU -a značajno će ograničiti predviđene razmjere razvoja LH -a u Europi.

U Rusiji se uljni škriljevci distribuiraju u šest glavnih sedimentnih bazena (vidi sliku 2). Treba naglasiti da je samo 7% svjetskih resursa uljnih škriljaca ograničeno na europski kontinent, dok je većina - na teritorijima zapadne i istočne Europe, a ne Ruske Federacije. Azijski sektor Ruske Federacije također je značajno inferioran u pogledu resursa uljnih škriljaca na američkim kontinentima.

Za Rusiju, prema stručnim procjenama Gazproma VNIIGAZ LLC, geološki resursi plina iz škriljevca mogu iznositi 6-8 bilijuna m3. Drugi autori daju optimističnije procjene - do 20 bilijuna m3, nešto manje od ukupnih procjena istih autora za Europu i Kinu.

Trenutno su sve procjene resursa SG -a za Rusiju isključivo stručne zbog iznimno malo proučavanja objekta, ali, bez sumnje, imaju "pravo na život".

Razvoj SG izvora u Rusiji kompliciran je:

1. Loše geološko i geofizičko znanje, što će uzrokovati niska učinkovitost istražnih radova. U bazenima škriljaca u Sjedinjenim Državama razina znanja je mnogo veća, što omogućuje izradu geoloških i tehnoloških modela koji su primjereni stvarnim.

2. Nedostatak specijaliziranih rudarskih tehnologija. Rusija ima iskustvo u hidrauličkom lomljenju i horizontalnom bušenju, ali ti su radovi bili usmjereni na druge objekte. Korištenje ovih tehnologija za proizvodnju plina iz škriljevca ima svoje geološke i ekološke specifičnosti.

3. Niska sigurnost rada pri bušenju. U Sjedinjenim Državama godišnje se buši nekoliko tisuća bušotina za postrojenja za plin iz škriljevca. Takva razmjera bušenja u narednim desetljećima u Ruskoj Federaciji nije ekonomski izvediva i malo vjerojatna.

4. Nedostatak potrebnih gospodarskih poticaja u Ruskoj Federaciji (na primjer, „§ 29 o porezni poticaji» - zakonodavni akt Kongresa SAD -a "O politici u području proizvodnje plina iz nekonvencionalnih izvora"). To se jednako odnosi na sve razmatrane nekonvencionalne izvore plina - plinove škriljevca i ugljena, hidrate prirodnog plina.

Za Rusku Federaciju je proučavanje plinova škriljevca relevantno za praćenje globalnih izgleda za njegovu upotrebu kao alternativu ruskom plinu. Međutim, za vlastitu proizvodnju, ova vrsta nekonvencionalnih akumulacija plina od industrijskog interesa još nije od industrijskog interesa, za razliku od ležišta metana u ugljenu i prirodnih plinova.

Bibliografija

1. WOC 1 (Istraživanje, proizvodnja i obrada prirodnog plina) Izvješće grupe o osnovnim aktivnostima. Proc. 22. Svjetske plinske konferencije. Izvješća WOC -a. Tokyo, Japan, 2003. P.p. 5-49 (prikaz, ostalo).

2. Yakushev B.C. Resursi i izgledi za razvoj nekonvencionalnih izvora plina u Rusiji / pne. Yakushev, E.V. Perlova, V.A. Istomin, V.A. Kuzminov, N.N. Solovjev, L.S. Salina, N.A. Makho-nina, S.A. Leonov. - M.: IRT Gazprom, 2007.- 152 str.

3. Mallik 2002 Program za istraživanje bušotine u proizvodnji plinskih hidrata. Zbornik radova s međunarodnog simpozija Mallik "Od Mallika do budućnosti" u Makuhariju, Japan, 2003., 109 str.

4. TakahashiH. Istraživanje prirodnog hidrata u jamama Nankai-Trough Wells offshore Japan / H. Takahashi, T. Yonezawa, Y. Takedomi. Dokument predstavljen na konferenciji Offshore Technology 2001 u Houstonu, Texas, 30. travnja - 3. svibnja 2001. OTC 13040.

5. Perlova E.B. Prioritetni objekti za traženje hidrata metana u preproduktivnim slojevima operativnih polja na sjeveru Zapadnog Sibira / E.V. Perlova, B.C. Yakushev, N.A. Makho-nina, S.A. Leonov // Minerali Svjetskog oceana - 4: Zbornik radova s Međunarodne konferencije od 12. do 15. svibnja 2008., Sankt Peterburg. - SPb.: VNIIOkeangeologiya, 2008 (CD).

6. Perlova E.V. Podvodna ležišta plinskih hidrata: od postanka, geologije do osobitosti proizvodnje i obrade plina / E.V. Perlova, V.S. Yakushev, N.A. Makhonina, S.A. Leonov. Zbornik radova 5. međunarodne konferencije o plinskim hidratima, v. 3 (istraživanje, resursi i okoliš), Trondheim, Norveška, 2005. -P 771-776.

7. Mazurenko L.L. Plinski hidrati Svjetskog oceana / L.L. Mazurenko, V.A. Solovjev, T.V. Matveeva // Plinska industrija. Posebno izdanje "Plinski hidrati". - 2006.- S. 2-6.

8. Vasilev A., Dimitrov L. Procjena prostorne raspodjele i rezervi plinskih hidrata u Crnom moru / Geologija i geofizika. - 2002. - T. 43. - Broj 7. - S. 672-684.

9. Imra T.F. Dobivanje metana iz slojeva ugljena / T.F. Imra, O.A. Shepelkova i sur. // Informativno -analitički zbornik, 2001. - 77 str.

10. Karasevich A.M. Kuznjecki bazen najveći je sirovinski materijal za komercijalnu proizvodnju metana iz ugljenih korita / A.M. Karasevich, V.T. Khryukin, B.M. Zimakov i dr. - M.: Izdavačka kuća Akademije rudarskih znanosti, 2001. - 64 str.

11. Kuuskraa V.A. Desetljeće napretka u nekonvencionalnom plinu Nekonvencionalnom plinu / VA. Kuuskraa // OJG Nekonvencionalan članak o plinu. - 2007. - Broj 1. - str. 1-10.

12. Dmitrievsky A.H. Plin iz škriljevca - novi vektor razvoja svjetskog tržišta ugljikovodičnih sirovina / A.N. Dmitrievsky, V.I. Vysotsky // Plinska industrija. - 2010. - Broj 8. - S. 44-47.

Trenutačno je potrošnja ulja takva da nijedan alternativni izvor energije ne može nadomjestiti potrebu za naftom. Istodobno se zalihe tradicionalne lako dostupne nafte stalno smanjuju. Novih otkrića velikih naftnih polja nije bilo od 70 -ih godina prošlog stoljeća, unatoč svim naporima naftnih kompanija.

Obnovljivi izvori energije poput solarne energije ili energije vjetra ne opravdavaju očekivanja svojih sljedbenika. Njihova je provedba preskupa, a njihova učinkovitost postavlja mnoga pitanja. Kao što pokazuje praksa, mogućnosti ovih resursa (tehnologija) za proizvodnju energije prilično su ograničene. Unatoč nekim prilično uspješnim primjerima uvođenja alternativne (obnovljive) energije, njezina velika upotreba ne obećava.

Nuklearna industrija sama također ne može pokriti potrebne potrebe. Maksimalno za što rezerve urana mogu biti dovoljne s postojećom tehnologijom je 10 godina. Osim toga, negativan stav prema ovoj vrsti energije porastao je u društvu nakon nedavnih događaja u Fukushimi. Nitko ne želi imati takav potencijal opasan predmet poput nuklearne elektrane.

Kako bi zadovoljila sve veće energetske potrebe društva, naftna industrija sve više preusmjerava fokus na skupe nekonvencionalne i teško dostupne izvore ugljikovodika.

Ti izvori uključuju:

Naftni pijesak Kanade;
Teška / visoka viskoziteta / bitumenska ulja iz drugih regija svijeta;
Ulje od škriljevca;
Tehnologije temeljene na Fischer-Tropschu:

plin u tekućine (GTL);
ugljen u tekućine (CTL);
biomasa u tekućine (BTL);

Proizvodnja nafte na dubokomorskom pojasu i arktičkom moru

Zajednička značajka svih ovih izvora ugljikovodika je visoka cijena konačnog proizvoda. No to je relativno mala cijena za dobivanje oblika energije koji je poznat i prikladan za suvremenu infrastrukturu (tekući ugljikovodici).

Kratak pregled nekonvencionalnih izvora ugljikovodika

Uljni pijesak uspješno se razvijaju u Kanadi od 60 -ih godina prošlog stoljeća. Danas je oko polovina nafte proizvedene u ovoj zemlji naftni pijesak. Uljni pijesak je zapravo mješavina pijeska, vode, gline, teškog ulja i prirodnog bitumena. U Kanadi postoje tri naftne regije sa značajnim rezervama teške nafte i prirodnog bitumena. Ovo je Athabasca, za koju su mnogi vjerojatno čuli, rijeka Mir i hladno jezero. Svi se oni nalaze u pokrajini Alberta.

Dvije se fundamentalno različite metode koriste za vađenje nafte iz naftnog pijeska:

1) Rudarstvo na otvorenom i 2) Izravno iz rezervoara.

Riža. 1 Otvaranje naftnog pijeska na otvorenom

Za izvlačenje teškog ulja izravno iz formacije obično se koriste metode toplinske proizvodnje, kao npr. Postoje i "hladne" metode proizvodnje koje uključuju ubrizgavanje otapala u rezervoar (na primjer, VAPEX metoda ili). Metode proizvodnje teške nafte izravno iz ležišta manje su učinkovite u smislu iskorištavanja nafte u odnosu na metodu na otvorenom. Istodobno, ove metode imaju određeni potencijal za smanjenje cijene proizvedenog ulja poboljšanjem tehnologija za njegovu proizvodnju.

Teško / visoko viskozno / bitumensko ulje privlači sve veću pozornost naftne industrije. Budući da je glavna "krema" u svjetskoj proizvodnji nafte već preskočena, naftne tvrtke jednostavno su prisiljene preći na manje atraktivna polja teške nafte.

U teškoj nafti koncentrirane su glavne svjetske rezerve ugljikovodika. Nakon Kanade, koja je stavila u ravnotežu rezerve teške / bitumenske nafte, isto je učinila i Venezuela, koja ima velike rezerve ove nafte u pojasu Orinoka. Taj je „manevar“ doveo Venezuelu na prvo mjesto u svijetu po zalihama nafte. Značajna kao i u mnogim drugim zemljama proizvođačima nafte.

U Rusiji su različite metode proizvodnje teške nafte testirane na poznatom naftnom polju visoke viskoznosti Yaregskoye koje se nalazi u Republici Komi. Produktivni rezervoar ovog polja, koji leži na dubini od ~ 200 m, sadrži naftu gustoće 933 kg / m3 i viskoznosti 12000-16000 mPa · s. Trenutno se na terenu provodi toplinska rudarska metoda koja se pokazala kao prilično učinkovita i ekonomski opravdana.

ulje od škriljevca- "moderna" tema u posljednje vrijeme. Danas brojne zemlje pokazuju povećan interes za proizvodnju nafte iz škriljevca. U Sjedinjenim Državama, gdje je proizvodnja nafte iz škriljevca već u tijeku, polažu se značajne nade za smanjenje ovisnosti o uvozu ove vrste energenata. Posljednjih godina većina povećanja proizvodnje američke sirove nafte dolazi prvenstveno iz polja škriljca Bakken u Sjevernoj Dakoti i Eagle Ford u Teksasu.

Iako su projekti proizvodnje nafte iz škriljevca još uvijek visoki, unatoč visokim troškovima, oni su i dalje atraktivni. Izvan Sjedinjenih Država, nalazišta nafte Vaca Muerta iz škriljaca u Argentini i formacija Bazhenov u Rusiji smatraju se najperspektivnijima.

Fischer-Tropschov postupak razvili su 1920 -ih godina njemački znanstvenici Franz Fischer i Hans Tropsch. Sastoji se od umjetne kombinacije vodika s ugljikom pri određenoj temperaturi i tlaku u prisutnosti katalizatora. Dobivena smjesa ugljikovodika jako nalikuje nafti i obično se naziva sintetičko ulje.

Riža. 2 Proizvodnja sintetičkih goriva na temelju Fischer-Tropsch procesa

Proizvodnja nafte na dubinskom moru zahtijeva velike kapitalne izdatke od tvrtki, posjedovanje odgovarajuće tehnologije i sa sobom nosi povećane rizike za tvrtku operater. Sjetite se barem posljednje nesreće u Deepwater Horizonu u Meksičkom zaljevu. BP je samo nekim čudom uspio izbjeći bankrot. Kako bi pokrila sve troškove i s time povezana plaćanja, tvrtka je morala prodati gotovo polovicu svoje imovine. Likvidacija nesreće i njenih posljedica, kao i isplate odštete, BP su koštale urednu svotu od oko 30 milijardi dolara.

Nije svaka tvrtka spremna prihvatiti takvo nešto. Stoga projekte proizvodnje nafte na dubinskom koritu u pravilu provodi konzorcij tvrtki.

Projekti na moru uspješno se provode u Meksičkom zaljevu, Sjevernom moru, na polici Norveške, Brazila i drugih zemalja. U Rusiji se glavne nade polažu na policu arktičkog i dalekoistočnog mora.

Polica arktičkih mora iako slabo proučen, ima značajan potencijal. Postojeći geološki podaci omogućuju predviđanje značajnih rezervi ugljikovodika na ovom području. No i rizici su veliki. Praktičarima naftne industrije dobro je poznato da se konačna presuda o prisutnosti (ili odsutnosti) komercijalnih rezervi nafte može izvesti samo na temelju rezultata bušenja bušotina. A do sada ih praktički nema na Arktiku. Analogna metoda koja se koristi u takvim slučajevima za procjenu rezervi regije može pogrešno prikazati stvarne rezerve. Ne sadrži svaka buduća geološka struktura naftu. Ipak, stručnjaci procjenjuju velike šanse za otkrivanje velikih naftnih polja.

I na kraju, još nekoliko razmatranja

Svi navedeni izvori ugljikovodika i načini njihove proizvodnje nisu novi, poznati su već duže vrijeme. Svi oni, u jednom ili drugom stupnju, već su uključeni u naftnu industriju. Njihov razvoj koče već spomenute visoke cijene finalnog proizvoda i tako zanimljiv pokazatelj kao što je EROI.

EROI (povrat energije na ulaganje)- Ovo je omjer količine energije sadržane u nosaču energije i energije utrošene za dobivanje ovog nosača energije. Drugim riječima, to je omjer energije koja sadrži proizvedeno ulje i energije utrošene na bušenje, proizvodnju, transport, preradu, skladištenje i isporuku ovog ulja potrošaču.

Dok konvencionalno lagano ulje trenutno ima EROI od oko 15: 1, ulje dobiveno iz uljnog pijeska ima EROI od oko 5: 1, a ulje iz škriljaca oko 2: 1.

Proces postupne zamjene lakog ulja skupljim izvorima ugljikovodika već je u tijeku, a prosječni EROI stalno se kreće prema paritetnoj vrijednosti 1: 1. I vjerojatno nam ta brojka u budućnosti neće ići u prilog. Ako smo do sada dobivali energiju, možemo reći je besplatan, onda ćemo u ne tako dalekoj budućnosti možda morati platiti za dobivanje energije u poznatom i prikladnom tekućem obliku, prikladnom za naše tehnologije i postojeću infrastrukturu.