Месторождения, запасы и способы добычи природного газа

Газодобывающая промышленность России

Что представляет собой природный газ

Простейшим определением природного газа можно назвать смесь углеводородов, основу которой составляет метан (химическая формула СН4). Кроме метана, в составе часто встречаются этан, бутан, пропан, а также некоторые неуглеводородистые вещества.

В природе газ встречается в пластах горных пород, часто его месторождения близки к нефтяным. Залежи газа могут быть в виде шапки над нефтью, а также в растворенной и кристаллической форме. Интересный факт – газ не имеет запаха и цвета.

Тот характерный и неприятный запах, который присущий бытовому топливу получается после обогащения сырья – одорации – это процесс насыщения газа серосодержащими соединениями, чаще всего используют этантиол. Одна часть этого вещества способна раствориться в 50 миллионах частей воздуха. Делается такое обогащение для того, чтобы предотвратить утечку газа.

Учеными до сих пор решается спор о природе появления газовых залежей в земной коре. Не сегодня существуют две основные теории:

  • биогенная – подразумевается, что газ является следствием разложения живых организмов в безвоздушном пространстве;
  • минеральная – предполагает, что газ является результатом динамики в глубоких слоях земли, в процессе дегазации вещества поднимаются в зоны наименьшего давления и образуют нефтяные и газовые залежи.

В России газ долгое время считался побочным продуктом при нефтедобыче, понятий о месторождениях этого топлива не существовало. Постепенно, когда промышленники стали обращать внимание на полезные свойства этого сырья, стали разделять добычу нефти и газа, и осваивать новые месторождения голубого топлива. Газовой промышленности в России чуть более 200 лет.

Основные классификации залежей газа

Считается, что практически все полезные ископаемые, в том числе и природный газ, были образованы в меловом периоде, именно тогда на земле жили крупнейшие животные, которые вымерли по непонятным до сих пор причинам. На этом основываются сторонники биогенной теории происхождения газа. В зависимости от того на какой глубине залегает природное топливо, его относят и классифицируют по временным периодам. Самые нижние ярусы мелового периода, они получили названия замков и населенных пунктов, вблизи которых были обнаружены:

Динамика добычи Сеноманского газа по месторождениям ЯНАО

  • Туронский;
  • Сеноманский;
  • Валанжинский;
  • Ачимовский.

Туронский ярус считается самым молодым, залежи в земной коре обнаружены на глубине 800 м, его состав неоднороден, в нем много примесей, которые снижают качество.

На территории России большие залежи Сеноманского газа. Его месторождения располагаются на глубине 1000 – 1800 метров, он более чистый, содержит главным образом метан, поэтому его добыча экономически выгодна, не требуется дальнейшая очистка.

Залежи Валанжинского газа более глубокие, до 3000 метров, в составе в значительной мере присутствует пропан, этан и газовый конденсат. В мире прослеживается тенденция к постепенному истощению залежей этого яруса.

Ачимовские залежи до сих пор являются предметом глубокого изучения, их состав характеризуется высоким содержанием парафинов, а строение яруса – высоким давлением внутри пласта. В России месторождения этого яруса также разрабатываются в промышленных масштабах.

Богатые месторождения газа в России

Самые значимые залежи природного газа – 84,4% территориально расположены в восточной части страны, преимущественно в Ямало-Ненецком автономном округе. Здесь разведаны и активно используются такие месторождения, как:

  • Уренгой;
  • Медвежье;
  • Ямбург;
  • Заполярное.

На карте обозначены места природного газа и кол-во их скопления

Гигантским, по объемам залежей, считается Уренгойское месторождение, оно входит в тройку мировых лидеров, запасы здесь оцениваются в 16 триллионов м 3 . Название было дано по одноименному близлежащему городу – Уренгой.

Освоение и промышленная добыча газа здесь началась в 1978 году. С 1984 года добытое сырье начинает уходить на экспорт в страны Западной Европы. С 2008 года здесь стали добывать газ из ачимовских ярусов, а в дальнейшем планируется разрабатывать ярусы юрского периода, которые располагаются ниже 4000 метров.

Месторождения Заполярное и Ямбург расположены на Тазовском полуострове. Это Заполярная часть Западносибирской равнины. Здесь достаточно суровые погодные условия, температура иногда опускается ниже 55 о С, а толщина земного пласта вечной мерзлоты 400 метров.

Природные запасы газа в Западной Сибири составляют 60% общероссийских залежей. Среди прочих месторождений можно выделить особо значимые:

  • Вуктыльское (Северный район);
  • Астраханское (Поволжье);
  • Оренбургское (Урал);
  • Северо-Ставропольское (Кавказ);
  • Усть-Вилюйское (Дальний Восток);
  • Тунгор (остров Сахалин);
  • Ленинградское, Русановское, Штокмановское (Карское и Баренцево моря).

Как осуществляется добыча голубого топлива

Процессу добычи природного топлива предшествуют геолого-разведывательные работы, в ходе которых точно устанавливаются залежи. На сегодняшний день используют следующие способы геологической разведки местности:

  • гравитационная – основана на определении силы тяжести горных пород, насыщенные газом пласты характеризуются более низкой плотностью;
  • магнитная – основана на магнитной проницаемости различных пород, при этом используется аэромагнитная съемка, которая дает развернутую картину на глубине до 7000 метров;
  • сейсмическая – основанная на использовании упругих колебаний, волн, которые проходя через земные слои, издают эхо, улавливаемое специальными аппаратами;
  • геохимическая – основана на изучении подземных вод на предмет концентрации в них химических веществ, присущих газовым залежам;
  • бурение – самый достоверный способ геолого-разведывательных мероприятий, однако, применение его дорогостоящее, поэтому целесообразно провести предварительные исследования, затем бурить пробную скважину.

После определения месторождения и оценки его объемов начинается добыча природного газа. Для этого бурятся скважины, глубина которых должна достигать яруса залегания природного топлива. Для обеспечения распределения давления поднимающегося газа, скважину делают лесенкой или по типу подзорной трубы.

Стенки укрепляются обсадными трубами и цементируются. На одном месторождении располагаются несколько скважин. Таким образом, снижается давление, и процесс добычи значительно ускоряется. По скважине газ поднимается за счет собственной энергии – стремится в зону с меньшим давлением.

Далее, добытое топливо необходимо очистить от примесей и органических веществ. Для этих целей вблизи месторождений строятся газоперерабатывающие заводы или устанавливаются комплексы по обработке природного газа.

Особенность подводной добычи

Месторождения обнаружены не только на суше, добыча газа и нефти осуществляется и в акватории океанов и морей. В России на шельфе Баренцева, Охотского и Карского морей. Активно идет добыча в месторождениях Лунское, Сахалин-2, в близлежащей перспективе – Сахалин-3.

Здесь расположены самые сложные и тяжеловесные платформы гравитационного типа. Такие платформы имеют устойчивое бетонное основание, которое достигает дна. Именно в это основание встроены колонны, которые осуществляют бурение скважин, а также имеют резервуары для добытого топлива, от них на сушу ведет трубопровод. Над поверхностью воды располагаются буровые вышки.

Такие платформы полностью оборудованы для длительного пребывания на борту обслуживающего персонала, часто их численность достигает 100 человек. Платформы имеют собственную электростанцию, вертолетную площадку, жилые помещения.

Если месторождение расположено недалеко от берега, то для бурения используют наклонные скважины, основание которых погружено вглубь шельфа, а выход осуществляется на сушу. Дальнейшая обработка добытого топлива осуществляется на суше по стандартной схеме.

Как происходит доставка газа потребителям

Из районов добычи голубое топливо транспортируется в районы потребления по магистральному трубопроводу. Это основной элемент газотранспортной системы страны. Он состоит из стальных труб, диаметр которых в пределах 700 – 1420 мм, в нем создается высокое давление, благодаря которому и осуществляется движение.

Давление может достигать 11,8 МПа, а пропускная способность до 35 млрд м 3 топлива в год. Магистральный трубопровод может быть подземный, наземный и подводный. Глубина залегания зависит от рельефа местности, но в большинстве случаев не превышает одного метра.

Следующим звеном в транспортной системе являются распределительные станции ГРС. Их основное предназначение снизить давление и провести одоризацию, а в некоторых случаях провести дополнительную очистку и осушку топлива.

Далее, топливо направляется к конечным потребителям. Здесь происходит дальнейшее снижение давления, в зависимости от конкретного потребителя:

  • для жилых домов – 0,003 МПа;
  • для предприятий I категории – 1,6 МПа;
  • для предприятий II категории – 1,2 МПа;
  • для предприятий III категории – 0,6 МПа.

Многоэтажные жилые дома и крупные промышленные предприятия оборудованы внутренним газопроводом, который осуществляет подачу топлива непосредственно к газоиспользующему оборудованию.

Состав, добыча и использование природного газа

Природный газ — полезное ископаемое, образовавшееся в результате анаэробного разложения органических веществ под влиянием высокой температуры и давления.

Погибшие организмы опускались на морское дно, формируя илистые осадки, которые за счет геологических смещений проникали на большую глубину.

Именно там в течение миллионов лет протекал процесс, при котором углерод, входящий в состав осадочных пород, стал частью соединений, называемых углеводородами. Это происхождение природного газа.

Характеристики

Он также может существовать в кристаллическом или растворенном виде.

Природный газ не является однородной субстанцией.

Его основную часть составляет метан (CH4) – простейший углеводород (98 %). Также в его состав входят гомологи метана:

и некоторые примеси неуглеводородной категории:

  • гелий (Не);
  • азот (N2);
  • сероводород (H2S);
  • водород (H2);
  • диоксид углерода (СО2).

Природный газ в чистом виде лишен запаха и цвета. Для того чтобы выявить утечку, в него добавляется малая доля одорантов. Чаще всего с этой целью используется этил-меркаптан (серосодержащее вещество), для которого характерен резкий неприятный запах.

Месторождения и запасы

На постсоветской территории крупнейшими месторождениями природного газа обладают Узбекистан, Азербайджан, Казахстан (Карачаганакское месторождение) и Туркмения.

На мировом рынке добычи доля России составляет более 20 %.

Основные места залежей сосредоточены в Волго-Уральской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской газоносных провинциях, а также на Дальнем Востоке и Северном Кавказе.

  • Уренгойское месторождение по величине пластовых запасов природного газа занимает второе место в мире. Оно располагается в Ямало-Ненецком АО Тюменской области. Здесь начали добывать газ в 1978 году.
  • Находкинское месторождение расположено в Большехетской впадине Ямало-Ненецкого АО. Согласно оценке экспертов, газовые запасы в этом месте превышают 275 миллиардов кубометров. Его разработка стартовала в 2004 году.
  • Ангаро-Ленское месторождение было открыто в начале XXI столетия. Располагается в Иркутской области, вблизи рек Ангары и Лены, в соответствии с которыми ему и дано название. Запасы природного газа составляют примерно 1,4 триллиона кубометров.
  • Ковыктинское месторождение расположено в 450 км к северо-востоку от города Иркутск, на высокогорном плато, которое покрывает темнохвойная тайга. Климатические условия в данном районе весьма суровые. Часть территории находится во власти многолетней мерзлоты. Помимо этого, большое количество каньонов осложняют рельеф этой местности. Величина запасов природного газа достигает двух триллионов кубометров и 120 миллионов тонн жидкого газового конденсата.
  • Штокманское газоконденсатное месторождение является одним из самых крупномасштабных в мире. Его открытие произошло в 1988 году. Расположение — центральная часть шельфа Баренцева моря ориентировочно в 600 км к северо-востоку от города Мурманск. Объем газовых запасов составляет 3,8 триллиона кубометров. В связи с большой глубиной залегания газа, а также затруднительными условиями разработки, добыча здесь ещё не ведется. Реализация проекта по получению полезного ископаемого требует высокотехнологичного оборудования и значительных затрат.

Также следует отметить крупные месторождения природного газа по России и странам СНГ.

  • Игримское и Похромское (Березовская газоносная область).
  • Пелачиадинское и Северо-Ставропольское (Ставропольский край).
  • Дагестанские Огни (Дагестан).
  • Байрам-Алийское, Шатлыкское, Кызылкумское (Средняя Азия).
  • Усть-Сильгинское и Мыльджинское (Васюганская газоносная область).
Читать еще:  Методы утилизации медицинских отходов: холодная стерилизация,

Другие страны

В число самых обеспеченных газовыми запасами стран помимо России входит Иран (месторождения на шельфе Персидского залива), Саудовская Аравия (месторождение «Гавар»), Катар (месторождение «Рное»).

Добыча газа в Европе сократилась в последние годы почти на одну треть, при значительном росте цен. Разработки ведутся в Великобритания, Германии, Франции, Польше, Украине, Австрии, Румынии. В этих странах Европы присутствует в основном сланцевый газ, но его добыча стоит дорого и экологически небезопасна.

США опережает Россию по добыче газа, но уже заметен процесс на снижение объемов. Америка находит новые рынки сбыта, она готовится экспортировать сланцевый газ в Европу.

Способы добычи

Добыча природного газа осуществляется посредством скважин, методом его извлечения из глубин. Во время этого процесса пластовое давление в залежи ритмично спадает, благодаря тому что скважины распределены равномерно по территории месторождения. Природный газ заполняет микроскопические пустоты земных недр.

Под естественным давлением

Они соединяются между собой посредством трещин-каналов, по которым газообразные вещества перемещаются из пор с низким давлением в поры с более высоким, пока не окажутся в скважине и не начнут подниматься вверх.

В составе такого природного газа имеются различные примеси, которые устраняются на газоперерабатывающих заводах или на специальных станциях для последующей транспортировки.

Из угледобывающих шахт

Существует еще несколько методов добычи.

Извлечение газа метана из угледобывающих шахт в целях предотвращения взрыва. Данный промысел активно практикуется в США. Образование газа происходит исключительно в промежутке между антрацитовым и бурым углем.

Гидроразрыв

Наиболее распространена методика гидроразрыва, принцип которой заключен в нагнетании водного или воздушного потока через скважину.

В результате такого приема перегородки разрушаются и полезные ископаемые поднимаются наружу.

В некоторых странах этот метод запрещен, так как может привести к землетрясению.

Как известно, большинство крупных месторождений газа находится под водой. Для добычи недалеко от береговой линии строятся наклонные скважины, направленные в сторону воды. Высокие сваи устанавливаются при маленькой глубине.

Для работы на месторождениях в зонах глубин от 100 до 300 метров используются плавучие платформы, по углам которых располагаются стабилизирующие элементы наподобие колонн.

В центре устанавливается буровая вышка.

В той области, где будет происходить процесс бурения, опоры спускаются ко дну с последующим углублением в грунт.

На особо больших глубинах (до 3000 метров) применяются полупогружные платформы. Они размещаются на понтонах и удерживаются с помощью 15-тонных якорей. Наиболее устойчивыми считаются платформы гравитационного типа. Опорные колонны сооружены из бетона.

Они оснащаются не только буровыми станками, но и резервуарами с трубопроводами, в которых хранится сырье.

Технологический процесс

Главным оборудованием для добычи природного газа является буровая установка.

Она представляет собой четырехногую металлическую вышку, высота которой от 20 до 30 метров. К ней подвешивается толстая труба из стали с буром на нижнем конце. Её вращение происходит под действием ротора. Трубу удлиняют по мере увеличения глубины скважины, куда нагнетают специальную жидкую массу, чтобы разрушенные породы её не забивали. Это осуществляется при помощи насоса через трубу.

Раствор очищает пространство между трубой и стенами скважины, удаляя известняк и песчаник. Жидкость, вымывающая разрушенные породы, одновременно способствует вращению бура. До того момента, как будет достигнуто дно скважины, раствор отвечает за вращение турбины, прикрепленной к буровой установке. Такое приспособление называют турбобур.

Усовершенствованный механизм предполагает функционирование сразу нескольких турбин, насаженных на общий вал. Поскольку добываемый газ в недрах находится под большим давлением, для его поднятия по трубам устанавливается ряд засовов из стали, которые контролируют выпуск и предотвращают несчастные случаи, связанные с высокой скоростью его выхода.

Хранение и транспортировка

Добытый природный газ хранится в специальных герметичных, газонепроницаемых резервуарах.

Для сжиженного сырья предназначены специальные стальные емкости, которые имеют двойные стенки. Они также могут изготавливаться из прочных сплавов алюминия. Как правило, между стенками прокладывается нетеплопроводный материал, препятствующий нагреванию газа.

Самые большие газохранилища создаются под землей. В качестве стенок выступают плотные горные пласты. Для того чтобы породы не подверглись разрушению, их бетонируют. Хранилище для сжиженных газов может быть в виде глубокой горной выработки. Оно представляет собой котлован или яму, которая герметично закрывается металлическим люком.

Основной способ транспортировки газа — трубопроводный. Движение осуществляется по трубам с большим диаметром.

Давление составляет 75 атмосфер. Оно стабильно поддерживается на определенном уровне, благодаря наличию компрессорных станций, расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга.

Транспортировка газа также осуществляется с помощью танкеров (газовозов).

На них перевозится сжиженный газ при термобарических условиях. Этот способ подразумевает проведение ряда подготовительных процессов для использования танкеров.

К морскому берегу требуется протянуть газопровод, оборудовать завод для сжижения и построить порт.

Данный метод транспортирования экономически обоснован, особенно если потребитель находится на расстоянии более 3000 км от пункта добычи.

Влияние газодобывающих систем на экологию

35 % от общего объема выбросов в атмосферу составляют отходы стационарных источников, относящихся к газодобывающей системе. Из них только 20 % улавливаются и обезвреживаются. Это довольно низкий показатель среди всех промышленных отраслей. Газотранстпортная система оказывает существенное техногенное влияние на окружающую среду. В атмосферу поступает примерно 70% всех выбросов. На газокомпрессорных станциях проводятся нижеперечисленные операции, которые сопровождаются выделениями вредных веществ:

  • продувка газопровода (залповый выброс);
  • смазка бака дегазации;
  • срабатывание пневмокранов.

При наличии станций одоризации возможен выброс некоторой доли одоранта во время передавливания одоризирующих веществ из емкости хранения в рабочий резервуар.

Для обогрева домов возможно использовать не только природный газ, но и другие виды топлива, об этом читайте в нашей статье.

Масштабное сжигание газа приводит к парниковому эффекту https://greenologia.ru/eko-problemy/parnikovyj-effekt.html , прочитайте об этом по ссылке

Применение

Природный газ широко используется в качестве горючего в частных жилых домах и квартирах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи. Он также выступает в роли топлива для котельных ТЭЦ и машин. Природный газ — одна из лучших разновидностей горючего для бытовых и промышленных нужд. Его главная ценность заключается в том, что это экологически чистое минеральное топливо, при сгорании которого образуется малое количество вредных соединений.

Себестоимость добычи газа постоянно растет. так, например, в 2014 году в России она увеличилась за год на 12%.

Запасы и добыча природного газа в мире

В настоящее время доказанные запасы природного газа в мире оцениваются в 201 трлн. м 3 , из них более 24% сосредоточены на территории Российской Федерации. Более 50% всех запасов приходятся на Россию, Иран и Катар (таблица 2).

Таблица 2 – Мировые доказанные запасы природного газа (2013 год)[7]

В таблице 3 приведены страны-лидеры по добыче природного газа. Длительное время ведущая роль принадлежала России и Ираку, которые являлись также и крупнейшими поставщиками природного газа, однако, в результате «сланцевой революции» Соединенные Штаты уже в 2009 году опередили Россию, как по объемам добычи, так и по объемам товарного газа.

Таблица 3 – Страны-лидеры по добыче природного газа (2013 г.)[8]

Сланцевый газ представляет собой разновидность природного газа, который хранится в виде небольших газовых образований в коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли. Принципиальное отличие от добычи газа из традиционных источников заключается в том, что в данном случае приходится применять дополнительное усилие, направленное на высвобождение природного газа из насыщенных им пород. По данным департамента энергетики США, в 2009 году доля нетрадиционных источников газа в общем объеме добычи составила 20,6%[9]. Усилия мирового сообщества, направленные на разведку невозобновляемых источников энергии, связаны, прежде всего, с повышением энергетической безопасности. Следствием «сланцевой революции» стало падение мировых цен на газ в результате увеличения его добычи.

Запасы сланцевых пород равномерно распределены по всему миру, отсюда основным преимуществом такого способа добычи является приближенность месторождений к центрам потребления. В то же время, имеются и определенные проблемы, возникающие при освоении месторождений. В первую очередь отмечаются проблемы экологического характера: загрязнение поверхностных вод и почвы в результате применения большого числа химических реагентов, газовые выбросы, повышение сейсмических рисков в результате деформации пород при добыче с помощью технологии гидравлического разрыва пласта (ГРП)[10]. В ряде случаев в отходах сланцевых месторождений наблюдается повышенное значение радиоактивности сланцевого шлама, которое в десятки раз превышает допустимые нормы. В процессе добычи сланцевого газа также происходит значительные потери метана, что приводит к усилению парникового эффекта. В последнее время в США разработан новый метод добычи – метод безводного разрыва. В отличие от метода гидравлического разрыва пласта, где используется смесь песка, воды и химических реагентов, здесь используется гель из сжиженного пропана.

Помимо неблагоприятных экологических последствий, другим недостатком применения такой технологии является высокая себестоимость добычи газа.

Неравномерное распределение природного газа, добываемого традиционным способом, и внутренний дефицит ресурса, характерный для отдельных территорий обусловили выбор экспортной специализации странами, в достаточной степени им обеспеченными. Крупнейшие мировые экспортеры природного газа представлены в таблице 4.

Первое место по объему экспорта занимает Россия, обеспечивая 21,1% мировых поставок, на втором месте – Катар (11,6%), на третьем месте – Норвегия, которая обеспечивает 10,1% мирового экспорта. Другими крупнейшими поставщиками являются Канада, Алжир, Нидерланды, США, Индонезия, Туркменистан и Малайзия.

Еще одна особенность рынка газа заключается в высокой концентрации потребителей данного вида углеводородов. Занимая первое место по добыче газа, США является также и крупнейшим его потребителем (таблица 5). На втором месте с существенным отставанием идет Россия. Всего на долю десяти крупнейших потребителей приходится около 60% потребляемого в мире природного газа. Объем и структура потребления природного газа в мире определяются факторами спроса и предложения.

Таблица 4 – Крупнейшие страны-экспортеры природного газа (в 2013 г.)[11]

Среди факторов спроса ключевым является спрос со стороны энергоемких отраслей промышленности, который постоянно возрастает. Другим значительным фактором спроса является рост личного потребления, а также увеличение спроса со стороны сферы услуг и общественного сектора. Предложение природного газа формируется на основе объемов запаса газа, его добычи и транспортировки конечному потребителю.

Таблица 5 – Крупнейшие потребители природного газа (в 2013 г.)[12]

Потребление природного газа за последние 30 лет увеличилось более, чем в 2,2 раза и достигло 3314,4 млрд. м 3 к 2012 году, при этом многие развитые страны имеют потребность в энергоресурсах, превышающую их добычу. Так, потребление природного газа в странах ЕС составило 13% объема мирового потребления, в то время как на их долю приходится всего 0,9% мировых доказанных запасов данного типа ресурса. Информация об основных импортерах природного газа приведена в таблице 6. В тройку крупнейших импортеров входят страны, занимающие устойчивые позиции по уровню ВВП – Япония, США и Германия, на которые приходится более 28% всех мировых поставок.

Читать еще:  Мощное и производительное оборудование - пресс-компакторы

Таблица 6 – Крупнейшие страны-импортеры природного газа (в 2013 г.)

Рынок газа децентрализован, в силу этого можно различать американский, европейский, ближневосточный, африканский, рынок стран Азиатско-Тихоокеанского региона и рынок стран СНГ и стран Балтии.

Американский рынок – это, прежде всего, рынок газа Северной Америки. Региональный рынок Северной Америки сформировался ранее других. Основной поток газа направлен из Канады в США (83 млрд. м 3 в 2012 году), а также осуществляются поставки Американского газа в Канаду и Мексику (27,5 млрд. м 3 и 17,6 м 3 соответственно). Насыщение европейского рынка в 2012 году происходило, в первую очередь за счет поставок из России (130 млрд. м 3 ), а также из Норвегии (106,6 млрд. м 3 ) и Нидерландов (54,6 м 3 ). На этих поставщиков приходилось более 77% объема поставок. Европа является крупнейшим рынком сбыта, объем ее закупок составляет порядка 43% всего мирового импорта газа. На ближневосточном рынке отсутствует значительный спрос на энергоресурсы, основным поставщиком в 2012 году являлся Катар, экспортирующий более 56% природного газа (19,2 млрд. м 3 ). Африканский рынок импортирует менее 1% газа. На страны Азиатско-Тихоокеанского региона приходится порядка 27% мирового объема импорта, причем поставки газа в данный регион являются в значительной степени диверсифицированными, среди крупнейших поставщиков – Катар, Малайзия, Австралия, Индонезия, Туркменистан, Российская Федерация, а также ряд других стран. В основном в АТР осуществляются поставки сжиженного природного газа. Рынок стран СНГ и стран Балтии также занимает небольшую долю в импорте энергоресурсов (не более 9%). Основные поставки в 2012 г. осуществлялись из России в Украину (29,8 млрд. м 3 ) и Белоруссию (18,3 млрд. м 3 ).

В современных условиях рынок газа сегментируется в продуктовом направлении в силу чего можно выделить рост мировой торговли сжиженным природным газом (СПГ). СПГ – это природный газ, искусственно сжиженный путем резкого охлаждения, за счет чего облегчается его хранение и транспортировка. Для хозяйственного применения СПГ вновь преобразуется в газообразную форму на специальных терминалах по регазификации.

В 2012 году доля СПГ в общем объеме экспортных поставок составила 31,7%. Причинами такого роста стало совершенствование технологий и удешевление стоимости СПГ на всех этапах производственно-сбытовой цепи – сжижение, транспортировка и регазификация. Другим преимуществом рынка СПГ в отличие от рынка трубопроводного газа является возможность поставки сжиженного газа практически в любую точку мира[13]. Немаловажным моментом при поставках СПГ является независимость его транспортировки от транзита через территорию третьих стран, что избавляет экспортеров от переговоров по согласованию условий транзита, а импортеров – от возможных сбоев поставок газа[14]. По состоянию на 2012 год абсолютным лидером по поставкам СПГ является Катар, занимая почти треть этого рынка (32%). Развитие мирового рынка СПГ характеризуется расширением круга экспортеров и импортеров сжиженного газа, увеличением его роли в покрытии потребностей многих стран, расширением транспортной инфраструктуры.

Месторождения, запасы и способы добычи природного газа

Природный газ в России. Добыча, месторождения, запасы

Россия является лидером по запасам голубого топлива. Самые крупные месторождения находятся в Западной Сибири — Уренгойское месторождение и Ямбургское. Газовые ресурсы сосредоточены на Сахалине, в районах Баренцева и Карского морей, на Ямале, в азиатском районе страны.

По данным геолого-химическим исследованиям около 24% месторождений голубого топлива уже исследовано, половина из них считается перспективными газоскопления. Территории Западной Сибири являются крупнейшими по количеству и концентрации запасов газа.

Здесь находятся важнейшие резервуары с природным газом, две трети из них относятся к Ямало-Ненецкому району.

Только десять процентов исследованных запасов природного газа находятся на европейской территории России. 40% территорий остается неразведанными. 71,2% эффективных газовых скоплений сосредоточены на двадцати восьми газовых комплексах и обеспечивают газом в объеме 550 млрд. кубических метров. 26, 1% приходится на 86 комплексов, с объемом от 75 до 500 млрд. кубических метров.

Газовые месторождения Западной Сибири находятся в области уникального мелового (сеноманическое) газового комплекса, состоящего из метана на 98%. Такой газ не требует очистки и цена его значительно ниже. Глубина пролегания сеноманического яруса от 400 метров до 1200 километров.

Сеноманический газ добывается на Уренгойском, Медвежьем, Ямбургском месторождениях. Более 70 % газовых месторождений, уже вступили в стадию завершения освоения, значительных известных месторождений с сеноманическим газом в стране не осталось.

Новые разработки и последующая добыча потребует новых вложений и строительство транспортных артерий. Что сильно повлияет на себестоимость «сухого» газа.

На территории Ямала формируются крупные комплексы по добыче «жирного» газа

«Жирный» газ имеет сложный углеродный состав. В него ходит метан, этан, пропан, бутан, и конденсат. Газовые залежи валанжинского газа лежат ниже сеноманического яруса, порою под самим сеноманическим пластом, и добыча газа из валанжинского пласта затруднена.

Процесс переработки «жирного» газа более сложный, чем традиционный способ.

Для этого необходимо расширить уже существующую инфраструктуру, разработать специальную систему переработки конденсата, так как геологическое строение залежей и высокое пластовое давление затрудняет добычу.

Газовые залежи ачимовской толщи, расположены на глубине 4000 метров. Себестоимость добычи газа из ачимовских пластов выше, чем из сеноманских залежей в 10-15 раз. Ачимовские месторождения станут продолжением и стабильным гарантом газодобывающей отрасли России.

На добычу «сухого» газа приходится 42%, остальные 68% приходятся на «жирный» газ. Основным поставщиком голубого топлива является Ямало-Ненецкий автономный округ, 13% «жирного» газа расположено в недрах Баренцева моря, 10% добывается в Европейской части страны, в Астраханской области и 9% в Сибири.

Свободные газы газонефтяных месторождений или газовые шапки составляют 10%. Такой газ называется попутным и добыча газа координируется совместно с добычей нефти. Особую значимость имеют газ с содержанием гелия. Основная часть мировых запасов сосредоточена в США и России. Нефтегазоносными бассейнами в России являются Сибирь и Дальний Восток.

Запасы газов с содержанием гелия имеют важное стратегическое значение для страны.

Добыча природного газа

Природный газ – это смесь газов, которая образовывается при анаэробном разложении органических веществ в недрах земли.

Природный газ относится к группе полезных ископаемых. В пластовых условиях (то есть условиях залегания в земных недрах) природный газ находится в газообразном состоянии — в форме отдельных скоплений (залежи газа) или в форме газовой шапки нефтегазовых месторождений, или в воде или в нефти в растворённом состоянии. Также газ может быть в состоянии в форме естественных газогидратов.

Методы и технологии добычи природного газа

Добыча природного газа осуществляется лишь методом фонтанной эксплуатации скважин. Эксплуатацию скважин проводят через подъёмные трубы, но при отсутствии твёрдых примесей или агрессивных компонентов в газе, скважины одновременно используются благодаря затрубному пространству и подъёмным обсадным трубам.

Работа газовой скважины полностью контролируется за счет регистрации рабочих параметров, соответствующих замеров и анализа результатов периодических исследований.

Из отдельных скважин газ после сепарации от твердых примесей, влаги и замера отправляется в промышленный газосборный коллектор, а затем в газосборный пункт, а оттуда после необходимой подготовки его для последующего транспортирования направляется в магистральный газопровод.

Технологический процесс добычи природного газа

Основное оборудование для добычи природного газа – это буровой станок. Он представляет собой долото, подвешенное на канате, который то опускали, то поднимали благодаря вороту. Их называли ударно-канатными машинами. Но сейчас такие машины уже практически не используются: они медленно пробивают отверстие в камне, при этом много энергии расходуется впустую.

Более выгодный и быстрый другой метод бурения — роторный, при нем скважина высверливается. К специальной ажурной четырехногой вышке из металла высотой 20-30 метров подвешена стальная толстая труба. Она вращается с помощью ротора. На нижнем конце этой трубы находится бур. Постепенно, по мере увеличения глубины скважины, трубу удлиняют.

Для того чтобы разрушенная порода не забивала скважину, то в нее через трубу с помощью насоса нагнетают специальный глинистый раствор. И этот раствор промывает скважину, удаляет из нее вверх по щели между стенами и трубой скважины разрушенные песчаник, глину, известняк.

Плотная жидкость одновременно поддерживает стенки скважины, и не дает им обрушиться.

Но у роторного бурения есть свои минусы. Чем глубже будет скважина, тем труднее работать двигателю ротора, и тем медленнее будет происходить бурение. Но со временем та вода, которая лишь вымывала разрушенную породу из скважины, начала и вращать бур. Сейчас до того как достигается дно скважины, этот глинистый раствор вращает турбину, которая прикреплена к буровому оборудованию.

Этот инструмент назвали турбобуром, усовершенствовали, и сейчас опускают в скважину несколько турбин, которые насажены на один общий вал. Природный газ на поверхность земли поднимается благодаря естественной энергии — стремления в зону с самым меньшим давлением.

Так как газ, который получен из скважины, имеет большое количество примесей, то сначала он отправляется на обработку.

Возле некоторых месторождений сооружаются установки комплексной подготовки газа, и тогда газ из скважин сразу же отправляется на газоперерабатывающий завод.

Бурение – это основная работа при добыче газа. Газ не требует отделения от окружающего массива взрывчаткой или машинами, не требует поднятия на поверхность земли в вагонетках или конвейером.

Кроме бурения скважин, газ можно получить и методом добычи «вслепую». Газ заключен в очень мелкие поры, ими обладают некоторые горные породы.

Природный газ находится на глубине от 1000 метров до нескольких километров.

После того, как проведены геологоразведочные работы, когда известно, где расположены залежи, начинается процесс добычи газа, извлечение его из недр, сбор и подготовка к транспортировке.

Транспортировка природного газа на нефтеперерабатывающие заводы и электростанции осуществляется по автомобильным и железным дорогам, газ перевозят в танкерах или в цистернах. Но часто газ можно подавать по трубам на любые расстояния. Газопроводы, представляющие собой магистрали из стальных труб, которые уложены не очень глубоко в земле, могут протягиваться на тысячи километров.

Оборудование для добычи природного газа

Для добычи природного газа необходимо иметь специальное оборудование:

  • Стационарные газоанализаторы. Используются для осуществления контроля при технологических измерениях состава газа и контроля выбросов в энергетике, металлургии, цементной промышленности, нефтехимии
  • Газовый тестовый сепаратор. Используется для определения количества жидкости, которая добывается из нефтяной скважины, для того чтобы подогреватели нефти были обеспечены топливным газом. Газовый тестовый сепаратор необходим для того чтобы определять количества газа, количество жидкости, подачи топливного газа в специальные подогреватели, а также для обеспечения безаварийной и непрерывной работы подключенного подогревателя
  • Газовый сетчатый сепаратор. Используется для полной очистки в промысловых установках попутного нефтяного и природного газа от жидкости (ингибитора гидратообразования, конденсата, воды), для подготовки газа к транспортировке, к хранению в подземных хранилищах и на газоперерабатывающих заводах.
  • Подогреватель газа. Используется для автоматического поддержания необходимой температуры и для нагрева попутного нефтяного, природного и искусственного газов, которые не содержат агрессивных примесей, перед дросселированием на компрессорных станциях, на газораспределительных станциях, на магистральных газопроводах и для других потребителей теплого газа для увеличения надежности работы технологических инструментов.
  • Газовый фильтр. Используется для очистки горизонтальных участках газопроводов от смолистых веществ, песка, пыли, металлической окалины, и других твердых частиц, а также механических примесей, которые содержатся в проходящем через них природном газе и воздухе.
  • Аппараты колонные. Используются для осуществления массо- и теплообмена (абсорбция, ректификация, десорбция) при температурах от – 40°С до +200°С при избыточном давлении.
Читать еще:  Ромашкинское нм — месторождение из первой десятки крупнейших месторождений мира

Хранение добытого природного газа

Для того чтобы хранить добытый природный газ нужны специальные газонепроницаемые, герметичные резервуары.

А чтобы газ занимал при хранении и перевозке меньше места, то его сжижают, для этого охлаждают до температуры — 160° С. Такой сжиженный газ хранится в емкостях из специальной стали и прочных алюминиевых сплавов.

Стенки делаются двойными, а между стенками устанавливают материал, который плохо проводит тепло, для того чтобы газ не нагревался.

Но наибольшие хранилища природного газа дешевле и удобнее создавать под землей. В таких подземных газохранилищах стенками будут служить непроницаемые пласты горных пород. Для того чтобы такие породы не могли вывалиться и обрушиться, их бетонируют.

Есть несколько основных способов хранения под землей сжиженных газов. Хранилище может представлять собой полость — горную выработку, которая расположена очень глубоко. Также хранилищем может быть котлован или яма, закрытая герметичной крышкой из металла.

Подземные газовые хранилища бывают двух видов: в полостях горных пород и в пористых породах.

К первому виду относятся такие хранилища, которые созданы в старых туннелях, заброшенных шахтах, в пещерах, в специальных горных выработках, сооруженных в плотных горных породах (гранитах, известняках, каменной соли, глине). В полостях горных пород хранятся газы, в основном, в сжиженном состоянии.

Чаще всего это бутан, пропан и их смеси. Ко второму виду относятся хранилища в истощённых газовых и нефтяных месторождениях, в водоносных пластах. В них обычно природный газ хранится в газообразном состоянии.

Самыми удобными и дешевыми газохранилищами являются такие, которые созданы в истощённых газовых и нефтяных залежах.

Чтобы использовать такие ёмкости под хранилища, необходимо устанавливать дополнительное оборудование, прокладывать необходимые коммуникации, ремонтировать скважины.

В тех местах, где необходимы резервы газа, а таких истощённых газовых и нефтяных залежей нет, газохранилища сооружают в водоносных пластах. Газохранилище в водоносном пласте – это искусственно созданная газовая залежь, используемая циклически.

Добыча природного газа — это важнейшая отрасль добывающей промышленности, и это основная отрасль формирующая профицит государственногог бюджета.

Добыча природного газа

В земных недрах постоянно происходят процессы анаэробного разложения залегающих на определенной глубине органических веществ. В результате этого глубоко под землей формируется определенная газовая смесь, являющаяся очень известным полезным ископаемым – природным газом.

Когда ископаемое еще не извлечено из земных глубин, оно имеет газообразное состояние. В этом случае газовые залежи представляют себе скопления или газовую шапку нефтегазовых месторождений. Также ископаемое может находиться в нефти или воде в растворенном виде.

При нормальных условиях природный газ может иметь только газообразное состояние и никакое другое больше.

Как уже говорилось выше, природным газом называется не один какой-то газ, а смесь, состоящая, главным образом, из метана и его гомологов. К последним относятся:

Стоит сказать, что в составе природного газа преобладает метан, содержание которого находится в пределах от 70 до 98%. Кроме указанных компонентов, природный газ может иметь и другие компоненты, которые не углеводороды.

Природный газ в своем первозданном виде, то есть в том, в котором он добывается из земных недр, является бесцветным и совершенно не имеет никакого запаха, что является опасным для здоровья и жизни людей. В связи с этим, к нему подмешивают в малых количествах специальные вещества с резким запахом (одоранты), которые и позволяют «унюхать» газ в случае его утечки.

Сегодня природный газ известен абсолютно каждому жителю земного шара. Сфер его использования очень много: начиная от приготовления пищи и отопления жилых помещений, и заканчивая производством пластмасс. Не смотря на то, что ученые неустанно работают над разработкой альтернативного топлива, пока что природный газ остается в приоритете.

Мировая добыча природного газа

Газ – важнейший источник энергии на международном рынке потребления. На сегодняшний день примерно 20% энергетических ресурсов приходится на разработку газа. Основным потребителем ископаемых энергоресурсов является промышленный сектор. Он использует порядка трети от всего объема добытого голубого топлива.

Добыча природного газа ­­­

Месторождения газовых энергоресурсов, разрабатываемые сегодня, сконцентрированы в горной местности. Это связно с тем, что на гористых территориях легче определить наличие природного топлива. Оно находится ближе к поверхности и выходит наружу в виде заметных глазу пузырьков или же образует мощный поток, фонтан. На грунте, смешанном с водой, можно увидеть даже небольшие проявления наличия газового месторождения. Для этого не нужно никакое дополнительное оборудование.

Объемный выброс газа может создавать потоки, смешанные с грязью, высотой в сотни метров.

Мировые лидеры по добыче

Главные мировые запасы голубого топлива распределены по примерно 20 месторождениям, находящимся на территориях разных государств. Общие запасы энергоресурсов в крупнейших залежах исчисляются 1200 млрд кубометров. Ниже представлен рейтинг стран, занимающихся добычей газа.

Российская Федерация. Залежи газа, по оценке экспертов, составляют 32,6 трлн м3. На российской территории расположены 9 крупнейших месторождений голубого топлива. Нефтегазовая отрасль выступает ядром экономики России. Разработка газа – 643 млрд м3 в год. Более половины запасов энергоресурсов приходится на сибирские и уральские кладези топлива, а также на Кавказский регион и Поволжье.

Иран. На территории страны находится примерно 20% международных запасов газового топлива. Ресурсы Ирана, по оценке экспертов, составляют около 34 трлн м3. Основная часть месторождений сконцентрирована на севере страны и на шельфе Персидского залива. Государство является главным конкурентом России по выработке газа.

Катар. Страна относительно недавно вышла на мировой рынок поставщиков голубого топлива. Поставка сырья из Катара началась в середине 90-х гг. ХХ века. На сегодняшний день ее ресурсы оцениваются в 24,5 трлн м3. Основа экономики Катара базируется на добыче полезного ископаемого. Более 80% газа отправляется на экспорт.

Туркменистан. Запасы страны исчисляются 17,5 трлн м3. Весь этот объем находится в туркменском месторождении – Галкыныш. Туркмения активно сотрудничает с мировыми рынками сбыта. Более 75% добытого природного топлива идет на экспорт. В период с 2003 по 2013 существовал проект «Набукко», предполагающий строительство газопровода из Азии напрямую в Европу. Однако стороны не смогли прийти к окончательному согласованию. Сейчас для поставок используется Трансадриатический газопровод.

США. На американских месторождениях находится около 9,8 трлн м3. Выработкой газа занимается частный сектор. Залежи голубого топлива сконцентрированы в 4-х штатах страны: Оклахома, Колорадо, Техас и Вайоминг.

Саудовская Аравия. Запасы арабского государства исчисляются 8 200 млрд м3. Саудовская Аравия выступает в роли лидера главного международного объединения экспортеров энергоресурсов ОПЕК. На территории государства в активной разработке находится 70 месторождений.

Объединённые Арабские Эмираты. По оценкам экспертов, на ОАЭ приходится 6 100 млрд м3 разведанных газовых энергоресурсов. Главные залежи находятся в эмирате Абу-Даби. На его территории также распложен крупнейший в мире резервуар газа Khuff. Государство быстрыми темпами развивается, увеличивает объемы производства различной продукции, ведет активную застройку. Основная часть добываемого энергоресурса уходит на покрытие потребностей внутреннего рынка страны.

Венесуэла. В стране Латинской Америки сконцентрированы около 3% международного запаса энергоресурса (около 5 600 млрд м3). Основная часть расположена на нефтегазовых месторождениях. Венесуэла ведет активную разработку полезных ископаемых. Для выработки и осваивания природных ресурсов страна привлекает специалистов из других государств, в том числе из России.

Нигерия. По оценке экспертов, запасы африканского государства насчитывают 5 100 млрд м3. Это самая крупная страна-добытчик газового топлива в Африке. Нигерия входит в организацию ОПЕК и ведет активную политику по завоеванию рынков сбыта сырья. Несмотря на наличие больших запасов источника энергии, страна находится на низком уровне экономического развития. Это связано с недостаточно развитой инфраструктурой и высоким уровнем коррупции внутри государства.

Алжир. Алжирское голубое топливо широко известно на мировом рынке и высоко ценится потребителями сырья. Природное топливо, добываемое в этой стране, отличается высоким качеством и отсутствием примесей. В основном это из-за того, что газовые месторождения не связаны с нефтяными. На сегодня залежи газовых энергоресурсов оцениваются экспертами в 4 500 млрд м3.

Норвегия. Страна обладает самыми богатыми запасами полезного ископаемого в Европе. Большая часть всего объема газового топлива, расположенного в Западной Европе, приходится на акваторию Северного моря. Норвежские запасы газа оцениваются в 765 млрд м3. Страна является передовиком в разработке новых технологий добычи энергоресурсов. Она одной из первых начала применение плавучих буровых установок.

Общая картина географии газовых месторождений

До промышленного бума перед человечеством не стояла проблема добычи газа. Легко обнаруживаемых месторождений было достаточно. С ростом потребления энергии, индустриализацией мира стала расти потребность в энергетических ресурсах. Находящиеся вблизи поверхности залежи были разработаны, появилась необходимость искать новые месторождения, расположенные в недрах земли, бурить скважины.

Запасы полезного ископаемого разбросаны по всему миру на территории разных стран. Добыча проходит в горных местностях, на океанском и морском дне, а также в местах, которые миллионы лет назад были покрыты водой.

Основные районы добычи газа в мире

По объемам залежей энергоресурса лидируют находящиеся в Персидском заливе газовое и нефтяное месторождения. Источник природного топлива разделен на две части государственной границей Ирана и Катара. Подземная кладезь носит название «Южный Парс/Северное», ее общий объем, по данным экспертов, составляет 28 трлн м3 газа.

Следующим в списке лидеров идет российское нефтегазоконденсатное месторождение, расположенное на севере страны. На сегодня на Уренгойском месторождении разведано около 16 трлн м3 газа.

Третье по списку – залежи Хейнсвиль объемом в 7 трлн м3, расположенные в США.

Мировые запасы газа

Трудно переоценить важность добычи природного топлива. Ресурсы полезных ископаемых с каждым годом истощаются, а потребность в энергии только увеличивается.

Развитие промышленности, увеличение объемов строительства транспортной техники, индустриализация крупных государств – все это ведет к росту потребления энергетических ресурсов.

Потребность в источниках энергии стала стремительно расти с середины ХХ века, а на сегодняшний день увеличилась в десятки раз. Многие крупные месторождения эксплуатируются до истощения. Если в будущем не будет открыт новый источник топлива, перед странами-лидерами встанет вопрос о разработке глубинных залежей газа и нефти, изобретении новых способов бурения скважин.

По данным некоторых экспертов, мировые запасы природного газа при современном росте темпов потребления могут закончиться уже через 40-50 лет.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector