Разузнавателна служба

Изследване на сложни разнородни свойства.
Неконвенционалните цели за проучване, особено шистовите залежи, често имат сложни и силно променливи свойства, което прави много трудно избора на най-обещаващите цели за сондиране и оценката на количеството и качеството на запасите. За да разберат всички характеристики на даден обект, специалистите трябва да интегрират всички налични повърхностни и подповърхностни данни. Използвайки средата DecisionSpace®, екипите на обектите могат да натрупват и споделят ГИС, геоложки, геофизични и инженерни данни, за да характеризират и оценят потенциални обекти. С Dynamic Frameworks to Fill™ професионалистите могат да създават и актуализират структурни модели със затворен цикъл за оценка на активи.

Идентифициране на потенциални рискове.
Неправилното определяне на ключовите сеизмични характеристики и производствените параметри на етапа на проучване може да доведе до аварии на по-късните етапи от разработването на нетрадиционно находище. Интегрираната среда DecisionSpace на Landmark помага на екипите за активи да събират и споделят точни сеизмични и регистрационни данни за шистови интервали, хетерогенност на фациесите, разломи и карти на басейн на тектонична структура и системи на отлагане. Инструментите за сеизмична инверсия и анализ преди и след натрупване ви позволяват бързо и по-точно да оцените сеизмичните атрибути, спестявайки време и намалявайки потенциалните рискове за газ, кондензат или течности в резервоара.

Оценка и развитие

Колективно разработете подробни планове за експлоатация на находището. Резервоари с ниска пропускливост, като тези, съдържащи метан от шисти и въглищни находища, може да изискват планове за развитие с няколко хиляди кладенци, за да се осигури производителност и рентабилност. Тъй като всеки такъв кладенец струва значително повече от конвенционален кладенец, преди да започне разработването на находище, екипите на съоръженията трябва да определят перспективите на обекта и да оптимизират местоположението на клъстерите от кладенци. Софтуерът Landmark позволява на екипите на обекта бързо да преминат от подробни модели на околната среда към точни и ефективни траектории на кладенци, използвайки инструменти за съвместно моделиране, измерване и оптимизиране на обекта. Интегрираното планиране в реално време ви позволява да актуализирате плановете, докато работата напредва, докато автоматизираното планиране, базирано на сценарии, позволява на вашия екип бързо и точно да създава планове за големи полета.

Останете в зоната на максимално насищане с нефт и газ.
Резервоари с метан от въглищни находища, шистов газ и плътни пясъчници имат зона на максимално насищане с нефт и газ, която е по-малка от тази на традиционните нефтени резервоари и в този случай е необходимо точно и адаптивно геонасочване за оптимално разполагане на кладенеца. Докато регистрират, техниците трябва бързо да интегрират микросеизмични данни и други геофизични и петрофизични данни в процеса на планиране на пътя на сондажа. Приложението за геонавигация на Landmark използва данни в реално време, включително данни за регистриране по време на сондиране (LWD), за по-точно определяне на траекториите на кладенеца и динамично актуализиране на целевите карти.

Управление на несигурността.
Тъй като разработването на неконвенционални резервоари е много по-скъпо от разработването на конвенционални резервоари, важно е да се оценят всички възможни сценарии за развитие на резервоари, за да се осигури безопасно и рентабилно проучване и добив. Експертите могат да използват софтуера DecisionSpace® Well Planning и DecisionSpace Earth Modeling, за да подготвят алтернативни сценарии и съответните планове за сондажи за цялото поле. Това ще ви позволи да оцените всички възможни сценарии, преди да започне сондажът. Сондажите могат да използват платформата DecisionSpace InSite®, за да оптимизират бързо своя план за сондиране, използвайки данни за сондиране в реално време.

Разработка и производство
Произвеждайте повече въглеводороди при по-малък живот на кладенеца. За специалистите е много важно да оптимизират времето за производство и да използват натрупания опит за бъдещи кладенци, тъй като нетрадиционните находища имат много по-кратък живот на кладенците. Средата DecisionSpace® позволява на екипите за активи да кръстосват всички атрибути по зони и да идентифицират диагностични фактори, влияещи върху производството, включително разположение и разстояние между кладенци, фрактуриране, фрактуриране и техники за завършване. Инструментите за управление на отчетите за кладенци ви позволяват да откроявате кладенци с недостатъчно представяне въз основа на избрани от вас критерии, като помагате на техниците да се съсредоточат върху по-продуктивни кладенци и намаляват загубата на време.

Наблюдавайте повече кладенци.
За разлика от конвенционалните находища, шистовите находища изискват стотици правилно разположени кладенци на голяма площ, за да произвеждат ефективно. За да проследяват ефективно производството от всеки кладенец, екипите на съоръженията се нуждаят от автоматизирано решение. Мощните, най-съвременни технологии за планиране на множество кладенци на Landmark бързо използват геофизични данни, за да помогнат за позиционирането на всеки кладенец, да анализират историята на полето по-бързо и да вземат по-точни решения.

Управление на разнородна база данни.
Нетрадиционните полета са сложни по природа, което води до огромно количество данни, съдържащи се в различни хранилища. Тези данни са с различно качество и няма обща технология за обработката им. Нашето корпоративно решение за управление на данни, OpenWorks®, ви помага да извлечете максимума от вашите данни. Софтуерът OpenWorks е единственото в индустрията хранилище, базирано на бизнес правила, което консолидира данни в една база данни, която динамично се споделя между множество екипи и проекти. Това решение намалява броя на наборите от данни, които трябва да се управляват, синхронизират и поддържат, което ви позволява да премахнете дублирането на данни, да подобрите сътрудничеството по проекти и споделянето на информация за оптимизиране на бъдещи проекти.

Днес има много различни възможности за задоволяване на енергийните нужди на човечеството в бъдеще. През следващите десетилетия в света ще има ожесточена конкуренция както между различните източници на енергия, по-специално нефт и газ, така и областите на тяхното производство.

Многобройни изследвания на руски и чуждестранни експерти дават сериозни основания да се твърди, че в момента светът е на прага на глобални енергийни промени, че започват, разгръщат се и вече се случват сериозни качествени промени в развитието на глобалната енергетика. Съответно, бъдещето на глобалната енергетика, както и бъдещето на цялата световна икономика, до голяма степен ще се определят от такива тенденции като:

• балансиране между глобализацията и регионализацията, заплахата от недостиг на енергия и появата на глобален излишък на енергийни ресурси;
• промяна в технологичните структури както в производството на горива и енергия, така и в тяхното потребление;
• края на въглеводородната ера и развитието на иновативна енергия без въглерод и др.

В същото време глобализацията се разраства, а глобалните фактори, генериращи нестабилност, остават. Това са, на първо място, променящите се отношения между водещите центрове на власт в света, трайното икономическо неравенство, недостигът на природни ресурси с продължаващо прахосничество, прогресивното замърсяване на околната среда, особено промишлените отпадъци, и кризата на традиционните модели на екстензивно развитие.

По-специално, нарастващата глобализация носи нови предизвикателства пред човечеството, но също така му дава нови възможности за решаване на най-сложните проблеми. Следователно има много различни варианти за бъдещо задоволяване на нуждите на човечеството от енергийни ресурси и развитието през следващите десетилетия на ожесточена конкуренция между различни енергийни източници, сред които нетрадиционните въглеводородни ресурси заемат специално място.

Външноикономически рискове, тенденции и фактори като:

• изостряне на редица проблеми, с които съществуващите международни институции се справят незадоволително. Те включват заплахата от влошаване на световната финансова и икономическа криза; запазването и дори засилването на дисбалансите и натрупването на дисбаланси в световната търговия, в движението на капитали, в структурното преструктуриране на световната икономика и финансовата система;
• второто е нарастването на несигурността в глобалното развитие, причинено, наред с други неща, от увеличения брой държави, които определят формирането на световната икономическа динамика. Новите центрове на власт оказват все по-голямо влияние върху всички световни икономически тенденции, променят конфигурацията на световната търговия, валутния сектор, капиталовите потоци и трудовите ресурси;
• и накрая, увеличаване на скоростта на промяна в редица ключови световни икономически тенденции, дължащо се на активизиране на иновационната активност.

Говорейки за текущата енергийна ситуация в света, струва си да се спрем не на отделните й промени, които се случват почти непрекъснато, а само на тези, които имат дългосрочно въздействие и фундаментално променят представите ни за енергийния сектор през следващите десетилетия.

Това е на първо място проблем с липсата на енергия. Както е известно, той е формулиран (и обоснован на това ниво на познания) още в средата на миналия век от т. нар. Римски клуб и оттогава човечеството се развива „под Дамоклевия меч“ на енергийния дефицит , възможна липса на енергия за развитието му. Заплахата от този дефицит определя не само общата икономическа и енергийна политика на водещите страни, но и практическите мерки на правителствата и бизнеса.

В началото на този век ситуацията започва да се променя. Развитието на науката, технологиите и технологиите отвори за човечеството не само възможността за комерсиално ефективно използване на възобновяеми енергийни източници в голям мащаб (като слънчева, геотермална, вятърна, приливна енергия и др.), но и практически неограничени обеми на неконвенционални въглеводородни ресурси: метан от въглищни пластове ( Coalbed methane); тежък нефт, нефтени пясъци и естествен битум (тежък нефт и ултра тежък нефт; нефт и катранени пясъци) нефт и газ в плътни формации и нископропускливи резервоари (течен и лек нефт и газ), включително шистов нефт и шистов газ (шисти нефт и шистов газ).

Развитието на знанията за природата и генезиса на въглеводородните ресурси и създаването на технологии за тяхното ефективно развитие доведе не само до намаляване на заплахата от недостиг на енергия, но и до необходимостта от преосмисляне на проблемите и перспективите на глобалната енергетика. баланс като цяло. Съответно все по-рядко се чува тезата за заплахата от енергиен дефицит. През последните години за това се говори или по инерция, или с чисто опортюнистични, спекулативни цели, за да се „прокарат“ определени решения, проекти или технологии.

Така можем да предвидим повратна точка в енергийната философия – философията на заплахата от недостиг на енергия, която тегне над човечеството повече от половин век от времето на Римския клуб. Нещо повече, същите тези научни и технологични постижения дават основание с голяма вероятност да се твърди, че недостигът на енергия не заплашва човечеството, а че към него се приближава глобален излишък на енергийни ресурси. И това е първият основен резултат от началото на разработването на неконвенционални източници на нефт и газ.

В допълнение, възможността за ефективно използване на възобновяеми енергийни източници и неконвенционални въглеводороди не само увеличава общите енергийни ресурси, но и коренно променя геополитическата ситуация в света. По-специално, това може да повлияе на по-нататъшното развитие на световните енергийни пазари и значително да промени „разпределението на силите“ и разделението на държавите на страни износителки и страни вносителки.

Същите тези фактори - развитието на науката, технологиите и технологиите - позволяват да започне (ако не сега, то в близко бъдеще) икономически жизнеспособното развитие на тези традиционни ресурси на нефт и газ, които практически все още не се използват. Това са ресурси, концентрирани предимно в дълбоките хоризонти на нефтени и газови провинции на сушата и в дълбоководния шелф, в Арктика и други райони, които се характеризират с екстремни природни и климатични условия или сложни геоложки условия за възникване на въглеводородни ресурси.

На фиг. Фигура 3 показва, въз основа на текущото ниво на познания за Земята, генезиса на въглеводородните суровини и моделите на тяхното разпространение, обща оценка на световните геоложки въглеводородни ресурси, направена от специалисти на ВНИГРИ под ръководството на Вера Прокофиевна ЯКУЦЕНИ. Ясно се вижда, че ресурсите на нетрадиционни въглеводороди са многократно по-големи от ресурсите на традиционния нефт и газ. Подобни оценки правят много специалисти – както в Русия, така и в други страни.

оценки на световните геоложки газови ресурси, представени под формата на модификации на ресурсната пирамида на Босуел и Колет.

Чуждестранните експерти широко използват ресурсни пирамиди за показване на относителните размери и производителност на различни видове енергийни ресурси. В такава пирамида най-обещаващите и достъпни ресурси са изобразени отгоре, а технически най-сложните и най-слабо проучените са показани отдолу. На фиг. Фигура 4 показва сравнителни оценки на световните ресурси от газови хидрати и традиционен природен газ, направени от канадски специалисти.

На фиг. Фигура 5 показва оценка на геоложките въглеводородни ресурси и ядрената енергия от Дейвид Деминг от Университета на Оклахома.

Въпреки всички различия в тези оценки, всички те все пак убедително показват, че, първо, енергийният глад като такъв не застрашава човечеството; и второ, че ако в бъдеще човечеството премине към нови източници на енергия, това в никакъв случай няма да се случи поради липса на въглеводороди. Специалистите по петрол са запознати с израза, приписван на шейх Ахмед Заки Ямани: „Каменната ера не свърши, защото камъните свършиха“.

Прогнозите на IEA, Министерството на енергетиката на САЩ, BP и други признати аналитични центрове предвиждат значителен добив на естествен битум, тежък, високо вискозен и шистов нефт, шистов газ и метан от въглищни пластове, нефт и газ, разположени на големи дълбочини и в слабопропускливи скали.

Както се вижда от фиг. 8 Американската прогноза много оптимистично оценява възможността за производство на местен неконвенционален газ на основните пазари за руски газ: Европейския съюз и Китай.

Ако изхождаме само от съществуващите представи за наличието и обемите на традиционни и неконвенционални въглеводородни ресурси, като вземем предвид определена средна оценка на тяхната стойност, както и от тяхното териториално местоположение, но оставяйки настрана въпросите за възможността и цената на разработването, след това до средата на 21 век приблизително същата диаграма на основните центрове за производство на нефт и газ от световно и междурегионално значение, която е показана на фиг. 9.

Друго нещо е, че разходите за разработване на нови ресурси са доста високи. Следователно в обозримо бъдеще основният проблем в развитието на глобалната енергетика няма да бъде недостигът на енергийни ресурси като такъв, а способността да се осигурят необходимите обеми производство на гориво и енергия с необходимите инвестиционни ресурси при условия, които струват показателите остават приемливи за потребителите и привлекателни за производителите на енергия с приемливи екологични рискове и резултати.

Сегашната цена на петрола, към която световната икономика се адаптира напълно, устройва както потребителите, така и производителите и алтернативната енергийна индустрия. Освен това тези доста високи цени са просто необходими за водещите производители и износители на петрол, тъй като бюджетите на тези страни пряко зависят от получаването на петродолари. Но същите тези цени също така осигуряват значителни приходи в бюджетите на страните потребители на енергия, тъй като в цената на крайните петролни продукти в повечето от тях делът на данъци, акцизи и различни такси варира от 40% до 60%.

Производствените разходи за производството както на шистов газ, така и на други видове неконвенционални въглеводороди в момента обикновено са значително по-високи от традиционните. В това отношение неконвенционалните въглеводороди, макар и да губят в производствените си разходи, се възползват от факта, че се разработват близо до зоните на потребление с минимални транспортни разходи. В интерес на истината именно липсата на такива разходи прави нетрадиционните ресурси конкурентоспособни.

сравнителна оценка на структурата на средните световни потребителски цени за традиционни и нетрадиционни въглеводороди (по петрол) към 2010 г.

Разбира се, оценката, показана на фиг. 10 е само оценка, но оценка, която отразява основните разлики между структурата на производствените разходи на конвенционалните и неконвенционалните въглеводороди, а също така показва запасите, които съществуват в тази област. Тази оценка се потвърждава от структурата на инвестициите, прогнозирани от МАЕ в развитието на световната газова индустрия през 2012-2035 г.

Същата оценка, според нас, определя и основната роля на неконвенционалния газ през следващите 10-15 години - да остане местен (регионален) вид гориво, развивайки, укрепвайки или формирайки съответните газови пазари.

Производствените разходи, свързани с производството на нефт и газ от неконвенционални източници, бързо намаляват с подобряването на технологиите и натрупването на производствен опит. Вероятно тази тенденция ще продължи, което ще допринесе за ръста на производството на нефт и газ. На графиката тези процеси са подобни на прословутия „кръст на Чубайс“, широко известен на енергетиците. Такива „кръстове“ обаче са добре познати на петролните работници.

Въпреки това, за да се инициират големи нови проекти, използващи нови технологии, цените на въглеводородите и енергията като цяло трябва, от една страна, да бъдат достатъчно високи, за да стимулират тяхното производство, но от друга страна, да останат приемливи за потребителите, стимулирайки растежа на енергийна ефективност, но не и пречка за икономическото развитие. В края на краищата именно високите цени на петрола станаха основният двигател на търсенето на нови технологии за производство на шистов газ, известни от 20-те години на 19 век. Високите цени през първата половина на 70-те години инициираха проекти за започване на разработването на нефтените пясъци на Атабаска, но падащите цени през 80-те години спряха тези проекти за дълго време.

Към днешна дата редица изследователски центрове и специалисти са направили своите оценки на разходите за разработване на определени видове въглеводородни ресурси. Така, според оценките на KPMG, по-голямата част от неконвенционалните газови ресурси са рентабилни за разработване при ниво на разходите от около 4-6 долара/гигаджаул, тоест 150-230 долара/хиляда. куб м. И по-голямата част от новите находища на газ от традиционен тип - на ниво на разходите от 20 до 190 долара/хил. куб м.

МАЕ също дава подобни оценки. Специалистите на агенцията наскоро дадоха абсолютни стойности на оценките и два пъти: през януари 2010 г., които бяха представени през 2011 г. в специален доклад „Навлизаме ли в златната ера на газа?“ и в прогнозата, представена през ноември 2012 г. в произведението „Златните правила на Златния век на газа“.

В прегледа за 2013 г. (WEO-2013) МАЕ предоставя нови данни за оценките на производствените разходи на различни видове течни горива.

Оценките, направени през 2012 г. от Goldman Sachs, ги повтарят: за да бъдат печеливши новите петролни проекти в настоящата данъчна среда, световните цени на петрола не трябва да падат под 80 долара за барел.

Въпреки всички противоречия и всички различия в подобни оценки, общата тенденция все още може да се проследи доста ясно и потвърждава заключението ни, че в бъдеще се очаква ожесточена конкуренция както между различните източници на нефт и газ, така и в районите на техния добив . И руските петролни и газови компании трябва да са готови за това. И трябва ясно да разберем, че Русия и нейната нефтена и газова индустрия са заплашени не от самата „шистова революция“, а от технологично изоставане и имунитет към производството на нови технологии от последно поколение. Изоставане, което може да намали конкурентоспособността на руската икономика, както и да увеличи нейната уязвимост в контекста на нарастващото геополитическо съперничество. Следователно „шистовата революция“ трябва да се превърне за руската нефтена и газова индустрия преди всичко в стимул за намаляване на разходите за добив и транспорт на нефт, газ и други енергийни ресурси и като цяло за ускоряване на прехода към Руската икономика преминава към ресурсно-иновационен път на развитие.

Анализът на наличните прогнозни оценки на разходите за различни въглеводороди показва, че основната конкуренция за потребителите ще се проведе между онези видове газ, чиято цена на производство в кладенец е в диапазона от 4 до 6 долара/MBTU ( 212-318 долара/хиляда кубични метра в цени 2010). Естествено, в определени страни и региони ще се търси по-скъп газ, но той няма да „владее“ на световния пазар. При течните горива тези параметри съответстват на производствени разходи в диапазона от 60 до 80 долара за барел. Освен това резултатите от тази конкурентна борба са доста трудни за прогнозиране. Първо, производствените разходи, свързани с производството на нефт и газ от неконвенционални източници, бързо намаляват. Второ, достатъчно е да се появят две-три нови пробивни технологии и очакваната картина може да се промени по най-драматичен начин.

В обсъдените по-горе прогнози, комерсиално значимото производство на нефт и газ от неконвенционални източници като кероген и газови хидрати в периода до 2035-2040 г. не се предвижда, а се очаква да бъдат реализирани само отделни проекти в тази област.

По този начин, по отношение на газовите хидрати, мащабно производство на метан се очаква не по-рано от 2020 г. и най-вероятно в Япония, която днес е най-големият вносител на LNG в света. Що се отнася до Съединените щати, тяхното ръководство разглежда газохидратните ресурси като стратегически резерв, който ще осигури енергийната сигурност на страната в далечно бъдеще.

Според нашите оценки хидратираният метан може да влезе в глобалния енергиен баланс само ако разходите за неговото производство са (по цени от 2010 г.) не повече от $11-12/MMBtu ($583-636/хиляда кубични метра). m) в офшорни зони близо до големи потребители като Япония, Индия и Р. Корея. Що се отнася до отдалечените арктически региони (като Аляска, северните райони на Канада, Сибир и руския Далечен изток), тук цената на производството му не трябва да надвишава 4-5 долара/MMBTU (212-265 долара/хиляда кубически метра).

По този начин през следващите 15-20 години газовите хидрати очевидно няма да могат да се конкурират с традиционния газ от далекоизточни проекти на Русия на пазарите на страните от Азиатско-Тихоокеанския регион, което не може да се каже за по-късен период.

Съответно в новите условия основната задача става не енергоснабдяването като такова, а минимизирането на общите разходи на обществото за тези цели. Освен това във всеки конкретен период от предстоящия период, за да се снабди с енергия обществото, проблемът за оптимизиране на баланса всъщност ще бъде решен, като се вземе предвид не само цялото разнообразие от фактори на търсенето и предлагането, но и финансовите необходимите за това ресурси, но и последните постижения на научно-техническия прогрес.

В същото време самата структура на световния енергиен баланс ще зависи от характеристиките на структурата на бъдещата икономика, комбинацията от елементи на неиндустриално, индустриално и постиндустриално развитие в нея. Структурата на бъдещата икономика ще определи адекватните енергийни източници.

Решението на такъв глобален проблем според мен е възможно само чрез международно енергийно сътрудничество. В същото време подобно сътрудничество ще позволи да се даде достоен отговор на много други енергийни предизвикателства.

По-специално, през следващите десетилетия можем да очакваме ожесточена конкуренция за място в енергийния баланс на въглеводородите, произведени в шелфа на арктическите морета, произведени в резултат на увеличаване на добива на нефт и газ от разработени находища и разработването на неконвенционални източници на нефт и газ.

Всяка от тези три области има значителна ресурсна база, съответстваща на „плюсовете” и „противниците”, свързани с условията на производство и доставка на продуктите до пазарите. Поради това приоритетите в тяхното развитие ще бъдат свързани преди всичко с най-новите технически и технологични решения за осигуряване на рентабилен добив на въглеводороди с приемливи екологични рискове и резултати. И същите тези технически и технологични решения ще позволят да се намери оптималното място за всяка от тези области на добив на нефт и газ в глобалния енергиен баланс, да се определи оптималното съотношение между тях за всеки времеви етап.

Без да се вземат предвид всички горепосочени фактори и тенденции, е почти невъзможно да се даде обективна оценка за мястото и ролята на неконвенционалните въглеводороди в бъдещия световен енергиен баланс.

Имайки предвид всичко изложено по-горе, могат да се направят следните изводи.

1. За да могат неконвенционалните въглеводороди да заемат достойно място за своите ресурси в глобалния енергиен баланс, е необходимо да се решат редица научно-технически, технически, икономически и екологични проблеми. Освен това, за правилното разбиране на ролята на неконвенционалните въглеводороди във формирането на обещаващ глобален енергиен баланс, е необходимо да се анализират и възможностите на други алтернативни енергийни източници, както по отношение на тяхната ресурсна (обемна) достатъчност, така и в от гледна точка на икономически (предимно разходи) показатели и екологично.
2. Определящият фактор за бъдещите промени в глобалния енергиен баланс и неговата структура според нас е преди всичко технологичен фактор, а именно: степента на достъпност и ефективност на технологиите, които осигуряват разработването на неконвенционални ресурси на нефт и газ, използването на възобновяеми енергийни източници, повишаване на енергийната ефективност, формиране на иновативна икономика, базирана на нискоенергийни нано-, био-, информационни, когнитивни и други подобни технологии. И в тази връзка добивът на неконвенционални въглеводороди е преди всичко технологичен, а не ресурсен проблем.
3. В един конкурентен глобализиращ се свят през следващите години и десетилетия ще има уникална конкуренция на технологиите. И кои от тях ще навлязат по-бързо на пазара - нови технологии за производство на нови енергийни ресурси (като разработването на шистов нефт и газови хидрати, използването на енергията на приливите и отливите, температурен градиент на океана, термоядрен синтез и др.), технологии, които осигуряват ефективен транспорт на традиционни енергийни ресурси на дълги разстояния (природен газ в хидратирано състояние, електричество чрез криогенен кабел и др.) или технологии, които осигуряват значително повишаване на енергийната ефективност, ще зависят от глобалния енергиен пейзаж от средата на 21 век. И, разбира се, съдбата на основните износители на енергийни ресурси, включително Русия.

В момента консумацията на петрол е такава, че никой алтернативен източник на енергия не може да замени нуждата от петрол. В същото време запасите от традиционен, леснодостъпен петрол непрекъснато намаляват. От 70-те години на миналия век не е имало нови открития на големи нефтени находища, въпреки всички усилия на петролните компании.

Възобновяемите енергийни източници като слънчева енергия или вятърна енергия не отговарят на очакванията на своите последователи. Изпълнението им е твърде скъпо, а ефективността от използването им повдига много въпроси. Както показва практиката, възможностите на тези ресурси (технологии) за генериране на енергия са доста ограничени. Въпреки някои доста успешни примери за въвеждане на алтернативна (възобновяема) енергия, нейното широкомащабно използване не е обещаващо.

Самата ядрена индустрия също не може да покрие необходимите нужди. Максималният запас от уран при сегашните технологии е 10 години. Освен това след последните събития във Фукушима в обществото се засили негативното отношение към този вид енергия. Никой не иска да има такъв потенциално опасен обект като атомна електроцентрала в градината си.

За да отговори на непрекъснато нарастващите енергийни нужди на обществото, петролната индустрия все повече насочва вниманието си към скъпи, нетрадиционни и трудни за намиране източници на въглеводороди.

Такива източници включват:

• Канадски нефтени пясъци;
• Тежки/с висок вискозитет/битумни масла от други региони на света;
• Масло от шисти;
• Технологии, базирани на процеса на Фишер-Тропш:
• газ към течности (GTL);
• въглища към течности (CTL);
• биомаса към течности (BTL);
• Добив на нефт в дълбоководния шелф и шелфа на арктическите морета

Обща характеристика на всички тези източници на въглеводороди е високата цена на крайния продукт. Но това е сравнително малка цена за получаване на форма на енергия, която е позната и подходяща за модерна инфраструктура (течни въглеводороди).

Кратък преглед на нетрадиционните източници на въглеводороди

Нефтени пясъцисе развиват успешно в Канада от 60-те години на миналия век. Днес приблизително половината от нефта, произвеждан в тази страна, идва от нефтени пясъци. Масленият пясък всъщност се отнася до смес от пясък, вода, глина, тежко масло и естествен битум. В Канада има три нефтени района със значителни запаси от тежък нефт и естествен битум. Това е Атабаска, за която мнозина вероятно са чували, Peace River и Cold Lake. Всички те са в провинция Алберта.

За извличане на нефт от нефтени пясъци се използват два фундаментално различни метода:

1) Открит метод и 2) Директно от резервоара.

Кариерният метод за добив е подходящ за плитки находища (до 75 м дълбочина) и находища, които излизат на повърхността. Трябва да се отбележи, че в Канада всички находища, подходящи за открит добив, се намират в района на Атабаска.

Кариерният метод на добив означава, че нефтеният пясък, най-просто казано, се товари на самосвали и се транспортира до преработвателно предприятие, където се измива с гореща вода и по този начин се отделя маслото от всички останали материали. За производството на 1 барел петрол са необходими приблизително 2 тона нефтен пясък. Ако това изглежда като доста трудоемък начин за получаване на 1 барел петрол, тогава сте прави. Но коефициентът на възстановяване на маслото при този метод на производство е много висок и възлиза на 75%-95%.

Ориз. 1 Кариерен метод за добив на нефтен пясък

За извличане на тежък нефт директно от резервоара обикновено се използват методи за термично извличане, като напр. Съществуват и методи за „студена“ екстракция, които включват инжектиране на разтворители във формацията (например VAPEX или метод). Методите за извличане на тежък нефт директно от резервоара са по-малко ефективни по отношение на добива на нефт в сравнение с открития метод. В същото време тези методи имат известен потенциал за намаляване на себестойността на добития петрол чрез подобряване на технологиите за неговото производство.

Тежко/с висок вискозитет/битумно маслопривлича все по-голямо внимание от петролната индустрия. Тъй като каймакът на глобалното производство на петрол вече е обезмаслен, петролните компании просто са принудени да се пренасочат към по-малко привлекателни находища на тежък петрол.

Именно в тежкия нефт са съсредоточени основните световни запаси от въглеводороди. След Канада, която добави резерви от тежък/битумен петрол към баланса си, Венецуела, която има огромни запаси от този петрол в пояса на река Ориноко, направи същото. Тази „маневра“ изведе Венецуела на първо място в света по запаси от петрол. Значително, както и в много други страни производителки на петрол.

Огромните запаси от тежък нефт и естествен битум изискват разработването на иновативни технологии за производство, транспорт и преработка на суровини. Понастоящем оперативните разходи за производство на мазут и естествен битум могат да бъдат 3-4 пъти по-високи от разходите за производство на лек петрол. Рафинирането на тежък петрол с висок вискозитет също е по-енергоемко и в резултат на това в много случаи е нискорентабилно и дори нерентабилно.

В Русия бяха тествани различни методи за добив на тежък нефт в добре известното Ярегское нефтено находище с висок вискозитет, разположено в Република Коми. Продуктивният пласт на това поле, разположен на дълбочина ~200 m, съдържа нефт с плътност 933 kg/m3 и вискозитет 12000-16000 mPa s. В момента находището използва термичен метод на добив, който се е доказал като доста ефективен и икономически оправдан.

В находището за свръхвискозен нефт Ашалчинское, разположено в Татарстан, се изпълнява проект за пилотно изпитване на парогравитационна технология. Тази технология, макар и без особен успех, беше тествана и в Мордово-Кармалското находище.

Резултатите от разработването на тежки петролни находища с висок вискозитет в Русия все още не вдъхват много оптимизъм. Необходимо е по-нататъшно усъвършенстване на технологиите и оборудването за повишаване на ефективността на производството. В същото време има потенциал за намаляване на разходите за производство на тежък петрол и много компании са готови да вземат активно участие в производството му.

шистов петрол- "модерна" тема напоследък. Днес редица страни проявяват повишен интерес към производството на шистов петрол. В САЩ, където добивът на шистов петрол вече е в ход, с него се свързват значителни надежди за намаляване на зависимостта от вноса на този вид енергиен ресурс. През последните години по-голямата част от увеличението на производството на суров петрол в САЩ идва основно от шистовите находища Bakken в Северна Дакота и шистите Eagle Ford в Тексас.

Развитието на добива на шистов нефт е пряка последица от „революцията“, настъпила в САЩ в добива на шистов газ. Тъй като цените на газа се сринаха, докато производството на газ скочи, компаниите започнаха да преминават от производство на газ към производство на шистов петрол. Освен това технологиите за добиването им не са по-различни. За целта, както е известно, се пробиват хоризонтални кладенци, последвани от многократно хидравлично разбиване на нефтени скали. Тъй като дебитът на такива кладенци пада много бързо, за да се поддържат производствените обеми, е необходимо да се пробият значителен брой кладенци по много гъста мрежа. Следователно разходите за производство на шистов петрол неизбежно са по-високи от разходите за добив на петрол от традиционни находища.

Докато проектите за производство на шистов петрол остават привлекателни въпреки високите разходи. Извън Съединените щати най-обещаващите находища на шистов петрол са Вака Муерта в Аржентина и Баженовската формация в Русия.

Процес на Фишер-Тропше разработен през 20-те години на миналия век от немски учени Франц Фишер и Ханс Тропш. Състои се в изкуствено комбиниране на водород с въглерод при определена температура и налягане в присъствието на катализатори. Получената смес от въглеводороди много прилича на петрол и обикновено се нарича синтетично масло.

Ориз. 2 Производство на синтетични горива по метода на Фишер-Тропш

CTL (Въглища към течности)- същността на технологията е, че въглищата без достъп на въздух и при високи температури се разлагат на въглероден оксид и водород. След това, в присъствието на катализатор, от тези два газа се синтезира смес от различни въглеводороди. След това синтезираното масло, подобно на обикновеното масло, се разделя на фракции и се обработва допълнително. Като катализатори се използват желязо или кобалт.

По време на Втората световна война германската индустрия активно използва технологията Coal-to-liquids за производство на синтетични горива. Но тъй като този процес е икономически неизгоден, а също и вреден за околната среда, след края на войната производството на синтетично гориво се прекратява. Германският опит впоследствие е използван само два пъти - един завод е построен в Южна Африка и друг в Тринидад.

GTL (газ към течности)- процесът на производство на течни синтетични въглеводороди от газ (природен газ, свързан петролен газ). Синтезното масло, получено в резултат на GTL процеса, не отстъпва, а по някои характеристики превъзхожда висококачественото леко масло. Много световни производители използват синтетични масла, за да подобрят характеристиките на тежките масла чрез смесването им.

Въпреки факта, че интересът към технологиите за преобразуване първо на въглища, след това на газ в синтетични петролни продукти не е намалял от началото на 20-ти век, в момента в света работят само четири големи GTL завода - Mossel Bay (Южна Африка) , Bintulu (Малайзия), Oryx (Катар) и Pearl (Катар).

BTL (Биомаса към течности)- същността на технологията е същата като въглища към течност. Единствената съществена разлика е, че изходният материал не е въглища, а растителен материал. Широкомащабното използване на тази технология е трудно поради липсата на значително количество изходен материал.

Недостатъците на проектите за производство на синтетични въглеводороди, базирани на процеса на Фишер-Тропш, са: висока капиталоемкост на проектите, значителни емисии на въглероден диоксид, висока консумация на вода. В резултат на това проектите или изобщо не се изплащат, или са на ръба на рентабилността. Интересът към подобни проекти нараства в периоди на високи цени на петрола и бързо изчезва, когато цените падат.

Добив на нефт в дълбоководния шелфизисква високи капиталови разходи от компаниите, притежаване на съответните технологии и носи със себе си повишени рискове за опериращата компания. Спомнете си само последната авария в Deepwater Horizon в Мексиканския залив. BP успя да избегне фалита само по чудо. За да покрие всички разходи и свързаните с тях плащания, компанията трябваше да продаде почти половината от активите си. Ликвидирането на аварията и последствията от нея, както и изплащането на обезщетения струват на BP чиста сума от около 30 милиарда долара.

Не всяка компания е готова да поеме подобни проблеми. Следователно проектите за добив на нефт в дълбоководния шелф обикновено се изпълняват от консорциум от компании.

Офшорни проекти се изпълняват успешно в Мексиканския залив, Северно море, на шелфа на Норвегия, Бразилия и други страни. В Русия основните надежди се възлагат на шелфа на арктическите и далекоизточните морета.

Арктически морски шелфвъпреки че е малко проучен, той има значителен потенциал. Съществуващите геоложки данни предвиждат значителни запаси от въглеводороди в района. Но и рисковете са големи. Практиците в производството на нефт са наясно, че окончателната присъда за наличието (или липсата) на търговски запаси от нефт може да бъде направена само въз основа на резултатите от сондирането на кладенци. Но в Арктика все още практически няма такива. Методът на аналогиите, който се използва в такива случаи за оценка на запасите на даден регион, може да даде неправилна представа за действителните запаси. Не всяка обещаваща геоложка структура съдържа нефт. Въпреки това шансовете за откриване на големи петролни находища се оценяват от експерти като високи.

Търсенето и разработването на петролни залежи в Арктика е обект на изключително високи изисквания за опазване на околната среда. Допълнителни пречки са суровият климат, разстоянието от съществуващата инфраструктура и необходимостта да се вземат предвид ледените условия.

И накрая още няколко мисли

Всички изброени източници на въглеводороди и методи за тяхното производство не са нови, те са известни от доста дълго време. Всички те в една или друга степен вече се използват от петролната индустрия. Тяхното развитие е възпрепятствано от вече споменатата висока цена на крайния продукт и такъв интересен показател като EROI.

EROI (енергийна възвръщаемост на инвестицията)е отношението на количеството енергия, съдържащо се в енергийния носител, към енергията, изразходвана за получаване на този енергиен носител. С други думи, това е съотношението на енергията, съдържаща се в получения нефт, към енергията, изразходвана за сондиране, производство, транспортиране, обработка, съхранение и доставка на този нефт до потребителя.

Докато конвенционалният лек петрол в момента има EROI от около 15:1, маслото от нефтени пясъци има EROI от около 5:1, а шистовият петрол има EROI от около 2:1.

Процесът на постепенна замяна на лекия петрол с по-скъпи източници на въглеводороди вече е в ход, а средният индикатор EROI стабилно се движи към паритетната стойност от 1:1. И е вероятно в бъдеще този показател да не е в наша полза. Ако досега сме получили енергия, можем да кажем безплатно, тогава в не много далечното бъдеще вероятно ще трябва да платяза получаване на енергия в позната и удобна течна форма, подходяща за нашите технологии и съществуваща инфраструктура.

Поради развитието на производствените технологии и значителното влошаване на екологичната ситуация в много региони на земното кълбо, човечеството е изправено пред проблема с намирането на нови източници на енергия. От една страна, количеството произведена енергия трябва да е достатъчно за развитието на производството, науката и публичния сектор, а от друга страна, производството на енергия не трябва да има отрицателно въздействие върху околната среда.

Тази постановка на въпроса доведе до търсенето на така наречените алтернативни енергийни източници - източници, които отговарят на горните изисквания. Благодарение на усилията на световната наука са открити много такива източници, в момента повечето от тях вече се използват повече или по-малко широко. Представяме на вашето внимание кратък преглед на тях:

Слънчева енергия

Слънчевите електроцентрали се използват активно в повече от 80 страни, те преобразуват слънчевата енергия в електрическа. Има различни начини за такова преобразуване и съответно различни видове слънчеви електроцентрали. Най-често срещаните станции са тези, използващи фотоелектрически преобразуватели (фотоклетки), комбинирани в слънчеви панели. Повечето от най-големите фотоволтаични инсталации в света се намират в Съединените щати.

Вятърна енергия

Вятърните електроцентрали (вятърни електроцентрали) се използват широко в САЩ, Китай, Индия, както и в някои западноевропейски страни (например в Дания, където 25% от цялата електроенергия се произвежда по този начин). Вятърната енергия е много обещаващ източник на алтернативна енергия; в момента много страни значително разширяват използването на електроцентрали от този тип.

Биогориво

Основните предимства на този енергиен източник пред другите видове гориво са неговата екологичност и възобновяемост. Не всички видове биогорива се считат за алтернативни източници на енергия: традиционните дърва за огрев също са биогориво, но не са алтернативен източник на енергия. Алтернативните биогорива могат да бъдат твърди (торф, дървообработващи и селскостопански отпадъци), течни (биодизел и биогорива, както и метанол, етанол, бутанол) и газообразни (водород, метан, биогаз).

Енергия на приливи и отливи

За разлика от традиционната хидроенергия, която използва енергията на водния поток, алтернативната хидроенергия все още не е широко разпространена. Основните недостатъци на приливните електроцентрали включват високата цена на тяхното изграждане и ежедневните промени в мощността, за които е препоръчително да се използват електроцентрали от този тип само като част от енергийни системи, които използват и други източници на енергия. Основните предимства са високата екологичност и ниската цена на производството на енергия.

Топлинна енергия на Земята

За разработването на този източник на енергия се използват геотермални електроцентрали, използващи енергията на високотемпературни подземни води, както и вулкани. В момента по-разпространена е хидротермалната енергия, която използва енергията на горещи подземни извори. Петротермалната енергия, базирана на използването на „суха“ топлина от земните недра, в момента е слабо развита; Основният проблем се счита за ниската рентабилност на този метод за производство на енергия.

Атмосферно електричество

(Светкавиците на земната повърхност се случват почти едновременно на различни места на планетата.)

Гръмотевичната буря, основана на улавянето и натрупването на енергия от мълнии, е все още в начален стадий. Основните проблеми на гръмотевичната енергия са подвижността на фронтовете на гръмотевичните бури, както и скоростта на атмосферните електрически разряди (мълнии), което затруднява акумулирането на тяхната енергия.

Известни са източници на алтернативна енергия, причинени от вятър, слънчева енергия, биогорива, водноелектрически централи, станции за приливи и вълни, но майката природа предоставя безкрайни източници на нетрадиционна енергия извън тези, които използваме днес.

В естествения свят около нас има много чисти и зелени ресурси и учените току-що са започнали да отговарят на въпроса как да ги използват.

Ето някои нетрадиционни източници на енергия, за които вероятно никога не сте чували:

Осмотична или енергия на солена вода

Осмотичната или солената вода е един от най-обещаващите нови източници на възобновяема енергия, който все още не е напълно използван. Точно както е необходимо огромно количество енергия за обезсоляване на водата, взаимодействието се създава, когато се случи обратното и солената вода се добави към прясна вода. Чрез процес, наречен обратна електродиализа, електроцентралите могат да уловят тази сила на взаимодействие в устията по целия свят.

В Норвегия е построена експериментална електроцентрала, която използва разликата в концентрацията на сол в прясна и солена вода.

Благодарение на явлението осмоза, водата се втурва към частта, където концентрацията на сол е по-висока.

Биотехнология като фотосинтеза

Този нетрадиционен източник на енергия е революционен процес, който генерира горива на основата на въглеводороди чрез комбиниране на солена вода, хранителни вещества, фотосинтезиращи организми, въглероден диоксид и слънчева светлина. Тази биотехнология включва фотосинтеза, която произвежда гориво директно под формата на етанол или въглеводороди. По същество методът се използва за производство на готово за употреба гориво.

Феноменът на пиезоелектричеството за получаване на ресурси

Световното човешко население надхвърли колосалните 7 милиарда. Кинетичният компонент на човешкото движение може да бъде източник на истинска сила. Пиезоелектричеството представлява способността на някои материали да произвеждат електрическо поле в отговор на приложена механична сила. Чрез поставяне на плочки от пиезоелектричен материал по пешеходни пътеки или дори върху подметките на обувките, електричество може да се генерира с всяка стъпка. Принуждавайки хората да ходят, вие ще получите микроелектрическа централа, която произвежда определени ресурси.

Преобразуване на топлинна енергия на океана

Преобразуването на топлинна енергия в океана е система за преобразуване на хидроенергия, която използва температурните разлики във водата на различни дълбочини, за да захранва топлинен двигател. Тези ресурси могат да бъдат експлоатирани чрез създаване на платформи или на шлеп, като се възползват от термалните слоеве, открити между океанските дълбини.

Човешки отпадъчни води

Дори отпадъчните води могат да се използват за производство на електричество или гориво. В ход са пилотни планове за захранване на обществените автобуси в Осло, Норвегия, с гориво за отпадъчни води. Електричеството може да бъде създадено и от отпадъчни води, като се използват био-електрохимични системи и използване на бактериални взаимодействия, открити в природата. Разбира се, отпадъчните води могат да се използват и като тор.

Отопление на вода

Нов вид геотермална енергия, която се създава от потока на студена, солена вода в скала, която се нагрява от мантията на Земята и разпадането на радиоактивни елементи в земната кора. Когато водата се нагрява, създадената топлина може да се преобразува в електричество от парна турбина. Предимството на този вид ресурс е, че топлата вода може лесно да се контролира и може да осигурява ресурси денонощно.

Енергия на изпарение

Чрез изучаване на растежа на растенията учените са изобретили синтетичен „лист“, който може да събира електричество от изпаряване на вода. Въздушните мехурчета могат да се изпомпват в „листата“, производството на електрическа енергия създава разлика в електрическите свойства на водата и въздуха. Това изследване може да открие по-амбициозни нетрадиционни източници на енергия, като тези, създадени от изпаряване.

Вихрово индуцираната вибрация е форма на възобновяема енергия, която черпи енергия чрез бавни течения. Този принцип е вдъхновен от движението на рибите. Движението може да се използва, когато водата тече покрай мрежа от пръчки. Вихри или вихри, редуващи се по необясним модел, бутат и дърпат предмети нагоре или надолу от едната страна на другата, за да създадат механична сила. Принципът е, че нещо се плъзга между вихровите сензори, създавайки индуцирана вибрация.

Хелий-3 е нерадиоактивен изотоп, който има огромен потенциал за генериране на относително чиста мощност чрез ядрен синтез.

1 тон хелий 3 (хелион - два протона и един неутрон) съдържа ресурси като 20 милиона тона нефт.

Единственото нещо е, че това е рядък радиоизотоп на земята, но изобилен на Луната, хелий-3. Например Руската ракетно-космическа корпорация (РСК) обяви, че разглежда лунния хелий-3 като потенциален икономически ресурс на бъдещето.

Въз основа на използването на космическа слънчева енергия

Тъй като слънчевата енергия е налична в космоса при 24-часов цикъл на ден и нощ, предложенията за поставяне на слънчеви панели в орбита и изключване на захранването за използване на земята се разглеждат през всички сезони. Технологичният пробив тук включва безжично предаване на енергия, което може да се извърши на микровълнови честоти.