Виды природного газа и способы его добычи

В настоящее время известно несколько видов природного газа и способов его добычи (рис. 1).

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в осадочной оболочке земной коры (на глубине от сотен метров до нескольких километров) в результате разложения органических веществ без доступа кислорода. Природный газ также образуется в недрах земли при высоких температурах и давлениях. В земных недрах природный газ находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворенном состоянии в нефти или воде.

В недрах газ находится в пустотах (порах). Они соединены между собой микроскопическими каналами-трещинами, по которым газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине. Скважины размещают равномерно по территории месторождения, чтобы обеспечить в процессе добычи газа равномерное падение пластового давления в залежи. Это позволяет исключить переток газа между областями месторождения и преждевременное обводнение залежи.

Также природный газ может находиться в виде газогидратов, которые располагаются как под землей, так и на незначительной глубине под морским дном.

Основную часть природного газа составляет метан — до 98%. В состав природного газа могут также входить этан, пропан, бутан и неуглеводородные вещества: водород, сероводород (источник химического сырья для получения серы), углекислый газ, азот, гелий (широко применяется в криогенной технике и аэронавтике).

Попутный нефтяной газ (ПНГ), извлекаемый в процессе добычи нефти, помимо метана содержит этан, пропан, бутан и др. примеси. В зависимости от района добычи с 1 т нефти получают от 25 до 800 куб. м ПНГ. Он требует разделения на фракции на специальных газоперерабатывающих заводах, строительство которых или не предусматривается, или запаздывает к началу добычи нефти. Поэтому на промысле ПНГ часто сжигается в факелах, а продукты его сгорания представляют собой потенциальную угрозу для человеческого организма. В мире ежегодно сгорает свыше 100 млрд. куб. м ПНГ, по объему его сжигания, согласно данным Всемирного банка, лидирует Россия — около 38 млрд. куб. м (2008 г.). На втором месте, по данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), находится Нигерия — 26 млрд. куб. м (2009 г.).

Нетрадиционный газ (от англ. unconventional gas) — это промышленный термин, обозначающий природный газ: в глинистых сланцевых породах (shale gas), в угольных пластах (coal bed methane), в плотных песчаниках (tight gas sands), глубоко залегающий (deep natural gas), в геозонах под давлением (geopressurized zones).

По оценкам U.S. Energy Information Administration (EIA), добыча газа из глинистых сланцев возрастет в США к 2030 г. до 116 млрд. куб. м, что составит 17,6% суммарной его добычи в стране; добыча газа из плотных песчаников достигнет почти 200 млрд. куб. м и останется на уровне 30%; газ угольных пластов составит 56 млрд. куб. м, и его доля снизится до 8,5%. В целом доля нетрадиционного газа здесь превысит 56%.

Для добычи природного газа бурят вертикальные, наклонно-направленные и горизонтальные скважины с помощью буровых установок (БУ) (табл. 1).

Анализ данных, приведенных в табл. 1, показывает, что экономический кризис вынуждает нефтегазовые компании расширять поиск и разработку месторождений в регионах мира, где эксплуатационные затраты меньше (Африка и страны Тихоокеанского региона). По количеству БУ и степени развития нефтегазовой промышленности на планете по-прежнему доминируют США, что позволило им стать мировым лидером в добыче газа, в том числе нетрадиционного. Например, в этой стране, по данным сайта http://www.rigzone.com/news/, на 01.01.2010 г. из общего количества БУ на суше 1035 ед. (на 01.01.2009 было 1790 ед.) 75% установок (80% в 2008 г.) используются для бурения газовых скважин. В 2009-м 42% общего количества БУ использовались для горизонтального бурения, 19% — наклонно-направленного, 39% — вертикального. Степень их использования в 2009 г. — 41% (в 2008 г. — 80%).

На сегодняшний день в Украине на суше имеется около 200 действующих установок для бурения нефтяных и газовых скважин. При этом большинство требуют модернизации или замены.

Для сравнения: по данным компании Baker Hughes (США), в марте этого года в мире эксплуатировалось 2879 установок на море и суше (в т. ч. США — 1419), а рекордное их число зафиксировано в сентябре 2008 г. — 3557.

В мире наблюдается тенденция увеличения средней стоимости 1 м проходки и бурения скважины (табл. 2). Причем бурение газовой скважины в настоящее время дешевле, чем нефтяной.