CC BY
217
ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ УГЛЕВОДОРОДОВ В МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
Тлеш Муратович Мамахатов
Аспирант Института экономики и организации промышленного производства СО РАН, младший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН г. Новосибирск, проспект Коптюга 3, 630090, [email protected].
В статье представлен краткий прогноз и тенденции в использовании и будущей роли в мировой энергетике нетрадиционных источников углеводородов, методы их добычи и себестоимость ресурсов.
Ключевые слова: нетрадиционные углеводороды, угольный метан, сланцы, тяжелые нефти, битуминозные пески, газы угольных бассейнов, прогнозы добычи.
OUTLOOK OF DEVELOPING OF NON-CONVENTIONAL SOURCES OF HYDROCARBONS IN WORLD ENERGY
Tlesh M. Mamakhatov
Institute of Economics and Industrial Engineering of the Siberian Branch of the RAS, graduate student, (IEIE SB RAS)17, Ac. Lavrentievaave., 630090, Novosibirsk, Russian Federation, e mail: [email protected]
In the article presenteda brief outlook and trends ofthe usingand future role of non-conventional sources of hydrocarbons in world energy. Also here are the methods of their production and costs of resources.
Key words: unconventional hydrocarbons, coal-bed methane, shale, heavy oil, tar sands, gas of coal basins, production forecasts.
В настоящее время потребление энергетических ресурсов в мире составляет около 12 млрд. т н.э. При этом при существующей ресурсносырьевой базе обеспеченность потребления нефти уровнем добывающих мощностей составляет около 48 лет, газа - 58 лет. Происходит истощение ресурсно-сырьевой базы многих традиционных нефтегазоносных бассейнов, которые давали значительную часть добычи углеводородов в мире - Урало-Поволжье России; Мидконтинент США; акватория Северного моря и др.Качество же остаточных запасов нефти не соответствует требованиям, поскольку везде ведется выработка лучшей части запасов, а заново открываемые в таких нефтегазоносных бассейнах месторождения по размерам редко превышают 2-5 млн. т. Остаются еще не исследованные акватории Арктики, но себестоимость их освоения в условиях вечной мерзлоты будет значительно выше существующих проектов.
В этих условиях представляет очень актуальным вопросом изучением нетрадиционных источников углеводородов: тяжелая нефть, нефтяные пески и
битумы, сланцевый газ, газы угленосных отложений, биотопливо, жидкое топливо из угля и газа.
Подготовка и освоение нетрадиционных ресурсов углеводородов нуждается в разработке новых методов и способов выявления, разведки, добычи, переработки и транспорта. В отличие от традиционных, они сосредоточены в сложных для освоения скоплениях, либо рассеяны в непродуктивной среде. Они плохо подвижны или не подвижны в пластовых условиях недр, в связи, с чем нуждаются в специальных способах извлечения из недр, что повышает их себестоимость. Однако, достигнутый в мире прогресс в технологиях добычи нефтегазового сырья допускает освоение некоторых из их с себестоимостью, эквивалентной прогнозируемой цены на нефть и газ на мировом рынке в среднесрочной перспективе.
Запасы нетрадиционных источников углеводородов в мире, представленный только тяжелыми нефтями, битумами и нефтяными песками, оценивается в 400-700 млрд.. т, что в 1,3-2,2 раза больше традиционных ресурсов - 311,3 млрд.. куб м. Проблематичными и дискуссионными в качестве промышленных источников газа оказались водорастворенные газы и газогидраты, несмотря на их широкую распространенность.
В настоящее время лидером по использованию нетрадиционных источников углеводородов является США. Здесь была проведена оценка нетрадиционных ресурсов углеводородов, которые имеются на СевероАмериканском континенте. На первом этапе были задействованы тяжелые битуминозные нефти Канады. С началом разработки этих отложений был существенно снижен объем поставок нефти из Африки. Вторым шагом для США стало разработка нетрадиционных источников газа - сланцевый газ, что привело к полному отказу от импорта СПГ в Соединённые Штаты Америки.
Битуминозные пески и тяжелая нефть. Геологические ресурсы в мире этого вида сырья составляют - 500-1000 млрд.. т н. э. Запасы тяжелых нефтей с плотностью более 0,9 г/куб. см успешно осваиваются. При современных технологиях их извлекаемые запасы превышают 100 млрд.. т. Особенно богаты тяжелыми нефтями и битуминозными песками Венесуэла и Канада.
Почти половина добываемой в Канаде нефти является «синтетической», т. е. полученной из битуминозных песков. Себестоимость ее извлечения высокая -30-40 долл./барр. Получение нефти из битумов, которые содержатся в нефтеносных песчаниках Канады, обходится значительно дороже получения нефти из других источников (для получения одного барреля нефти требуются две тонны нефтеносных песчаников). Возможность рентабельной переработки данного ресурса обеспечивается современными технологическими достижениями, а также высокими ценами на нефть. Но собственные энергетические потребности Канада обеспечит за их счет более чем на столетие. Из «синтетической» нефти при переработке получают не только все нефтепродукты, но также и многие редкие металлы.
Запасы Канады составляют 400-600 млн.т. Сегодня, это самое крупное нефтяное месторождение в США. Кроме Канады, США и Венесуэлы крупными
запасами тяжелых нефтей и битуминозных песков за рубежом располагают также Мексика, Кувейт и Китай.
Залежи сланцевого газа. Сланцевый газ называют метан, содержащийся в нетрадиционных коллекторах - сильно глинизированных плотных породах: алевритах, аргиллитах и сланцах. Месторождения сланцевого газа занимают большие площади, но отличаются высокой рассеянностью и крайне низкой проницаемостью, которая в тысячи раз меньше, чем у обычных газовых пластов.
Потенциально возможные ресурсы сланцевого газа планеты оцениваются примерно в 200 трлн куб. м, в том числе в США - 24,1 трлн куб. м. Запасы сланцевого газа в мире с учетом экологических, технологических и экономических ограничений составит не более 12 трлн куб. м.Сланцевый газ не подстилается водой и не ограничивается сверху покрышкой, традиционные методы подсчета запасов здесь невозможны. Для достоверной оценки необходимо разбурить огромные по площади участки плотной сеткой разведочных скважин, что потребует огромных капитальных вложений при высоких геологических и экономических рисках.
Метан угольных месторождений и бассейнов. Метан угольных пластов содержится в угленосных отложениях, формируется в результате биохимических и физических процессов в ходе преобразования растительного материала в уголь.
Для добычи метана угольных пластов бурят неглубокие скважины — около 100 метров. Для увеличения газоотдачи применяется технология гидроразрыва пласта Суммарные запасы ресурсов метана в угольных бассейнах мира составляют по разным оценкам около 240 трлн. м3 при этом основная их часть сосредоточена на территории России и США, также в странах СНГ и Азии. Также можно ознакомиться со структурой распределения угольного газа всего, где преобладают доли стран СНГ и Азии (рис. 1). В большинстве угледобывающих стран используется до 70-100% метана, добытого при дегазации угольных толщ (Германия, США и др.), причем в ряде стран ведется самостоятельная добыча метана поверхностными скважинами без добычи угля: США - 50 млрд.. куб. м/г. (в основном в Аппалачах), Китай - 5 млрд.. куб. м/г. и др. Предварительный отбор газа с угольных полей снижает газовую напряженность недр и, соответственно, взрывоопасность выработок.
В отношении шахтного (угольного) метана, ставка на который делает в первую очередь Австралия, нужно проявлять осторожность. Считается, что его запасы велики, но извлечь их очень непросто. Здесь и проблемы безопасности, и экологические опасения, и экономические риски. Однако для таких стран, как Австралия или, скажем, Китай, обладающих большими запасами угля, это естественный источник энергетической безопасности. А для Австралии еще и вопрос ее статуса экспортера СПГ на мировом рынке.
Сланцевая нефть. Добившись успеха в коммерциализации запасов сланцевого газа, США готовится к началу промышленного освоения. Высокие цены обратили внимание разработчиков на гигантский потенциал нефти из сланцев.
8,6
1 R A.
50,8
31
□ Европа
□ Австралия
□ Страны СНГ
□ Африка
□ Азия
□ Америка
------------------------------8-,5-----------------------------------
Рис. 1. Распределение угольного газа в бассейнах мира в долях в 2011 г.
Источники:ША - Statistical Review of World Energy
В связи с ростом цен на нефть рентабельность разработки запасов, до последнего времени находившихся в категории бесперспективных, становится возможной. Вслед за добычей газа из сланцев настала очередь нефти из аналогичных пород. В мировых запасах сланца содержится от 550 до 630 миллиардов тонн сланцевой смолы, фактически нефти, то есть в 4 раза больше, чем все разведанные запасы нефти натуральной. Львиная доля этих запасов находится на территории США и других стран.
Именно на этом ресурсе сосредоточили сейчас усилия десятки компаний в Соединенных Штатах. Добыча сланцевой нефти в большинстве изученных районов становится рентабельной при цене барреля в 50 долл., а цена в 70 долл. позволяет ввести в промышленный оборот извлекаемые запасы, оцениваемые 3,3 млрд.. т на одной только структуре Баккен в бассейне Уиллстон в штате Висконсин. Можно напомнить, что запасы «традиционной» нефти в США оцениваются сейчас в 20 млрд.. баррелей. В будущем затраты на добычу могут быть снижены и до 30 долл. за баррель топлива.
Предположительно, что сланцевые месторождения США дадут к 20152020гг. до 50-100млн.т в год, но больше, чем вся добыча в Мексиканском заливе. К тому же баррель, добытый на глубоководных промыслах в заливе, обходится дороже, чем баррель сланцевой нефти.
Газогидраты. Многие годы эта тема вызывает активный интерес и весьма острые дискуссии по вопросу их значимости в качестве промышленного источника газового сырья. По сути газогидраты, - это замороженные резервы
газа, перешедшие практически в неподвижное твердое с него подобное состояние.
На данный момент исследования по этому вопросу проводятся в Японии и Канаде,в этих странах подтверждена гидратоносность двух месторождений, представляющих наибольший интерес с точки зрения промышленного освоения: Маллик - в дельте реки Маккензи на северо-западе Канады и Нанкай - на шельфе Японии. Есть все основания полагать, что месторождение Маллик является характерным типом континентальных гидратных месторождений, разработка которых со временем может оказаться более рентабельной, чем извлечение газа из морских глубин. Также Япония, как энергозависимая страна, придает проблеме газовых гидратов государственное значение и осуществляет ряд программ по их поиску и освоению. Промышленную разработку месторождения Нанкай предполагается начать в 2017 г. В целом по шельфу Японского моря запасы газа в гидратах могут составлять от 4 до 20 трлн. куб. м.
При современном уровне нефтегазовых технологий себестоимость добываемого газа из гидратов несопоставима с показателями добычи газа на традиционных газовых месторождениях, что обусловлено технологическими трудностями. Хоть в настоящее время и есть некоторые предпосылки для экономически рентабельной добычи газа из гидратов, а также высокий уровень инвестиций развитых стран в проекты и разработки связанные с этим, на данный момент времени, нельзя рассчитывать на то, что этот источник углеводородного сырья сможет кардинально преодолеть глобальные энергетические проблемы.
Биотопливо. Топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо, например, этанол, метанол, биодизель и газообразное вроде биогаза, водорода.
Прогноз развития нетрадиционных источников углеводородов. Нетрадиционные источники углеводородов позволят нефтегазовой отрасли оставаться долгое время локомотивом развития экономики.
Сегодня мировая энергетика переживает серьезноеиспытание, ввиду обострения проблемы энергетической безопасности для всех стран мира. Многие из них, при отсутствии собственной достаточной базы энергоресурсов, обращают внимание на различные нетрадиционные источники нефтегазовых ресурсов, используя любые возможности — от добычи газа из сланцев и угольных пластов до синтеза жидкого топлива на нефтехимических предприятиях.
Нетрадиционные запасы газа к 2030 году будут занимать 20% мировых запасов, а к 2050 году этот показатель дойдет до 50%. Себестоимость получения углеводородов из нетрадиционных источников, в общих словах, складывается из стоимости самой добычи и расходов на создание инфраструктуры.
По прогнозам ИЭОПП СО РАН с учетом данных Energy Information Administrationи ряда других организаций рост добычи нетрадиционных источников углеводородов до 2035 гг. увеличится в 3,8 раза (табл.1).
Таблица 1. Прогноз производства нетрадиционных источников жидких
углеводородов до 2035 гг., млн. тонн/год
Показатели 2015 2020 2025 2030 2035
Нетрадиционные источники жидких углеводородов 311,7 388,3 465,1 551,8 659,2
Биотоплива 122,6 143,0 163,5 178,8 209,5
Битуминозные/нефтяные пески 122,6 148,2 178,8 214,6 265,7
Сверхтяжелые нефти 40,8 56,2 61,3 71,5 76,6
Жидкие топлива из угля (СТЬ) 15,3 25,5 40,9 56,2 71,5
Жидкие топлива из газа (СТЬ) 15,3 15,3 15,3 20,4 20,4
Битуминозные сланцы 0 0 5,1 10,2 20,4
Источники: http: // www.eia.gov/
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Коржубаев А.Г. Куда идет мировая энергетика? // Нефть России. 2005. № 10. С. 714.
2. Коржубаев А.Г., Эдер Л.В. Современное состояние и прогноз развития нефтяного рынка Азиатско-Тихоокеанского региона // Минеральные ресурсы. - 2004. - № 1. - С. 82-99.
3. Коржубаев А.Г. Методика прогноза энергопотребления на основе ковариационного анализа // Анализ и прогнозирование экономических процессов / под ред. В.Н. Павлова, Л.К. Казанцевой. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2006. С. 105-144.
4. Коржубаев А.Г., Эдер Л.В. Газовый рынок Азиатско-Тихоокеанского региона. Стратегия России в вопросе поставок // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом - 2008. - № 1. - С. 38-50.
5. Якуцени В.П., Петрова Ю.Э., Суханов А.А. Нетрадиционные ресурсы углеводородов - резерв для восполнения сырьевой базы нефти и газа России Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2009. - № 4.
© Т.М. Мамахатов, 2012
