Битумные пески — экологическое бедствие Канады. Тяжелая нефть и нефтяные пески

В Канаде стартовал один из крупнейших проектов в этой области. Suncor Energy сообщила о первой нефти на месторождении Форт Хилс (Fort Hills ), расположенного в провинции Альберта, в 90 км от Форта Мак-Мюррей. На пике компания собирается добывать 194 тыс. баррелей н. э. в сутки, что составит примерно 10% от всех объемов углеводородного сырья, извлекаемого в настоящее время на нефтяных песках. Уже к концу 2018 г. оператор проекта планирует добывать на Форт Хилс порядка 90% от запланированного максимума. Партнерами по проекту Suncor (ей принадлежит доля в 53,06%) являются Total E & P Canada (с долей в 26,05%) и Teck Resources (20,89%).

Подросшие цены на нефть делают рентабельными разработку самых дорогостоящих нефтегазовых ресурсов на планете. Промышленная разработка Форт Хилс стартует спустя десять лет после того, как проект был положен на полку из-за экономического кризиса и падения цен на нефть в 2008 г. Участники проекта решились пересмотреть свои позиции лишь в 2013 г., когда было принято окончательное инвестиционное решение. Затем прошло еще пять лет до первой нефти и старта промышленной добычи в начале 2018 г.

Suncor собирается разрабатывать Форт Хилс в течение ближайших 50 лет и создать 16 тыс. рабочих мест. Нефтяные пески - главное направление в добыче нефти для канадской компании. По итогам 2017 г. Suncor извлекала из нефтяных песчаников порядка 447 тыс. баррелей н. э. в сутки.

Отметим, что до 2008 г. нефтяные пески Канады были одним из приоритетных направлений для крупнейших инвестиций в мировой нефтегазовой промышленности. Акции Suncor в период с 2001 г. по 2006 г. выросли на 400%. В 2004 г. добыча на канадских нефтяных песках достигла 1 млн баррелей н. э. в сутки при ценах на нефть выше 55 долларов за баррель, а в последующие годы вышла на уровень в 2 млн баррелей н. э. в сутки.

Но с падением цен в 2008-2009 гг. принятие инвестиционных решений в отношении новых проектов затормозилось. Следующий кризис 2014-2016 гг. привел к массовому исходу инвесторов. Низкие цены на нефть и жесткое противостояние экологических организаций стали главными причинами массового отказа международных нефтегазовых корпораций от разработки нефтяных песков в Канаде в последние годы. Royal Dutch Shell, Marathon Oil, Statoil и ConocoPhillips пересмотрели планы реализации проектов в этой области.

Однако на смену им пришли крупные инвесторы из азиатских стран. Именно с ними, а также с канадскими компаниями может быть связан новый взлет добычи в рамках таких проектов. Интересна динамика доли участия местных компаний в разработке нефтяных песков. Так, в 2010 г. на канадских игроков приходилось порядка 58% добычи в таких проектах, в 2016 г. - 51%, а сейчас этот показатель достиг 80%. Suncor Energy, Canadian Natural Resources и Cenovus Energy активно работают над повышением своей эффективности и сокращением затрат, что увеличивает шансы экономически рентабельного освоения канадских нефтяных песков при текущей стоимости нефти. Прогнозируется рост добычи в рамках таких проектов на 1 млн баррелей н. э. и выход на 3 млн баррелей н. э. до 2020 г.

Мария Кутузова

При обсуждении вопросов образования нефти и газа мы столкнулись с интересным вопросом - во время своего путешествия с поверхности Земли и обратно - частицы нефть, для того, чтобы превратится в нефтяное месторождение, должны встретить на своём пути структуру определённого вида - ловушку , которая позволит сконцентрировать и собрать в удобной для дальнейшего использования человеком форме сколь-либо значимые количества нефти.

Ловушка, как геологическая структура, обычно достаточно устойчива (иначе ей не светит собрать в себя сколь-либо значительные количества нефти или газа), но, как и любая геологическая структура - может быть разрушена из-за стечения различных геологических событий.

Что же произойдёт в этом случае с нефтью и газом, которые столь долго копились "под спудом" крышки разрушающейся ловушки? А будет с ними следующее...

При разрушении запирающего купола ловушки первым, практически мгновенно в рамках геологического времени, наверх просачивается природный газ. Молекулам газа всегда легче "протиснуться" в порах пород и выйти на поверхность, нежели молекулам битума или соляра.
Дальше, уже в самой ловушке начнётся два интересных процесса.

Первый из них связан с падением давления внутри ловушки, вызванным разрушением купола и уходом природного газа из пласта. При падении давления понижается температура кипения многих лёгких фракций газоконденсата (этана, пропана и бутана). Эти фракции, учитывая высокие температуры внутри пласта, тоже легко газифицируются вслед за метаном, и последовательно выходят на поверхность, одновременно забирая с собой и излишки пластового давления. В результате давление в пласте падает практически до равновесного с породами на данной глубине.

Но, кроме того, если месторождение располагается достаточно близко к поверхности - а нефть, как и вода, "всегда дырочку найдёт" и вытечет поближе к поверхности, то после ухода газов рано или поздно месторождение в своём пути наверх попадёт в биологическое окружение, сначала в анаэробное, а потом - и в аэробное. И тут стартует второй процесс.

Несмотря на то, что лишь немногие живые организмы (в основном - это археи) в чистом виде "едят" нефть, тем не менее, многие из них совершенно ею не брезгуют. Поэтому, при попадании нефти в верхние слои земной коры, неизбежно, вдобавок к процессу её медленного химического разложения добавляется более быстрый процесс её биологического распада. При этом и химический, и биологический распад затрагивают в первую очередь лёгкие фракции нефти - битум же слабо поддаётся влиянию как кислорода, так и бактерий с их ферментами. Результатом такой многомиллионной разрушительной эпопеи является обычно месторождение нефти, практически полностью состоящее из битума.

И в мире есть пример такого месторождения. Оно громадно, и оно полностью состоит из битума. Оно не единственное - в России, Казахстане и Венесуэле тоже есть такие и даже более интересные объекты, но как говорилось в старом анекдоте о хомячке и крысе - пиар у этого "хомячка" - самый лучший:

Знакомтесь: Canadian tar sands

Канадские битумозные пески (tar sands) вышли на поверхность Земли уже в меловом периоде - когда по Земле ещё ходили динозавры. В своём "мезозойском детстве" они, скорее всего, были обычным песчаником, который содержал в себе достаточно высококачественную нефть. Однако, динозавры не были, в отличии от Homo sapiens, сильно заинтересованы в добыче природных углеводородов - и поэтому оставили пылиться и разлагаться эту нефть практически на поверхности формирующегося континента Северной Америки. За 60 миллионов лет нефть, конечно, пришла в полную негодность согласно промышленным стандартам, но даже остатки былой роскоши поражают своими размерами.

T. rex! Ты почему просрал полимеры? Канадские битумозные пески "ан масс"

Согласно проведенным геологическим оценкам, месторождение битумозных песков в канадской провинции Альберта содержит около 1,7 трлн. баррелей нефтяного эквивалента . Это в пять раз больше, нежели оценка геологических ресурсов "трудной" сланцевой нефти для группы месторождений Баккен. Однако, если нефть Баккена, по крайней мере, всё же является "трудной", но в целом - обычной жидкой нефтью, то битумозные пески нефтью не являются. Поэтому-то и выскакивает такое интересное слово, как "эквивалент". Доллар - эквивалент золота. Но не золото. Поэтому, если сланцы - это "ещё не нефть", то битумозные пески - это "уже не нефть".

Как и для случая сланцевой нефти, в случае битумозных песков наблюдается разительное различие между оценкой геологических запасов и извлекаемых резервов. В случае канадских битумозных песков даже самые смелые оценки пока говорят лишь о 177 млрд. баррелей нефтяного эквивалента в качестве извлекаемых резервов - то есть, о 10% от величины общих геологических запасов.

При комнатной температуре природные битума представляют из себя практически твёрдую массу, в случае же канадских месторождений - ещё и перемешанную с песком. Единственным преимуществом канадских песков является то, что некоторая часть из них (около 20%) лежит практически у поверхности - просто таки в состоянии "наливай и пей" "копай и грузи":

Это не уголь, это битумозный песок.

Однако, после достаточно простой, быстрой и весёлой процедуры добычи и перевозки горной массы, в дальнейшем пути битумозного песка к бензобакам рядовых североамериканцев наступает гораздо более печальный этап - который легко описывается русским словом, синонимом слова "счастье", но состоящим из букв "Ж", "П", "О" и "А".

Во-первых, предстоит отделить мух от котлет, а песок - от битума. Делать это приходится путём тотальной обработки горной массы острым паром - в проитивном случае битум просто не хочет куда-либо течь. При этом, полностью отделить битум от песка практически невозможно даже при нынешнем высоком уровне технологии, в силу чего вокруг карьеров вырастают ещё более масштабные отстойники битумозного шлама - адской смеси остатков битума, песка и загрязнённой воды. При этом организовать полностью замкнутый по воде производственный цикл не получается - приходится практически всю воду сбрасывать в шламоотстойники, которые сейчас уже занимают площадь около 50 км2. Этот процесс приводит к тому, что на 1 баррель синтетической нефти производителям приходится тратить от 2,5 до 4 баррелей свежей воды и, попутно, при росте производительности, увеличивать площади отстойников, чтобы хоть как-то обеспечивать использование воды в замкнутом цикле. Собственно говоря, именно с "водным вопросом" и связаны основные претензии экологов к проектам по разработке битумозных песков. Однако, экономически это вряд ли остановит производителей - даже сейчас, на уровне производства в 1,5 Мбд , производство синтетической нефти отбирает на свои нужды не более 2% природного стока реки Атабаска - главной водной артерии бассейна.

Но, гораздо более серьёзная проблема битумозных песков состоит в низкой энергетической эффективности процесса экстракции и последующей переработки полученного битума. Дадим слово самим производителям:

"Oilsands Review : Сколько энергии вы используете для производства одного барреля синтетической нефти, которую производите?

Marcel Coutu : Около 1,5 гигаджоуля (1,5M куб.фт. эквивалента природного газа) на каждый баррель. Это больше цифры 0,8 M куб. фт., которую я назвал раннее, эта цифра касалась энергии, которую мы покупаем извне. Полная энергия, которую мы используем в своём производстве, включает энергию, которую мы генерируем внутри процесса в качестве побочного продукта. По большей мере - это электрическая энергия, по которой мы даже имеем определённый избыток.

Мы также производим большие количества попутного газа в своём процессе, который используется нами для питания газовых турбин. Кроме того, мы получаем в процессе большие количества тепла, которое тоже используется - для производства пара и питания паровых турбин. Это делает процесс гораздо более эффективным."

Дальше в статье производится простой расчёт: 5,8 ГДж (выход) делится на 1,5 ГДж (вход) и выводится EROEI, который даже до стадии синтетической нефти уже составляет всего лишь 3,9:1 . Дальше, справедливо указывается, что полученная синтетическая нефть гораздо более трудна к переработке на нефтеперегонных заводах и, как следствие, итоговый EROEI по всей цепочке до нормального бензина и соляра можно принять, как 2,9:1 .

То есть, даже по состоянию на сейчас, когда почти все битумозные пески добываются "просто неба", в открытых карьерах, внутренняя энергетическая эффективность этого процесса отнюдь не играет весёлыми и радостными красками. Кроме того, построенное производство по экстракции битума из песков достаточно современное - как пример, установки комбинированного цикла (газовая и паровая турбина) - это вообще одни из наиболее совершенных машин по производству энергии, поэтому надеятся на некие "новые технологии", которые как-то поднимут эффективность процесса, достаточно самонадеянно.

Однако гораздо более мощная мина замедленного действия заложена в проекте расширения переработки канадских битумозных песков:

В ближайшие 15 лет Канада собирается увеличить переработку песков, более, чем вдвое - от текущего уровня в 1,5 Мбд до 3,7 Мбд . Это позволит закрыть около 18% потребности двух стран в жидком топливе по состоянию на 2011 год. Цель, безусловно, благородная, масштабная и, наверное, при должном финансировании - выполнимая. Как видно из приведенной картинки - предыдущие 1,5 Мбд производительности, на самых простых к отработке запасах, канадцы строили 30 лет - с 1980 по 2010 год.

Однако, проблема в большей мере состоит в том, что простые к отработке, открытые залежи песков сейчас уже по большей степени вовлечены в отработку (напомню, карьерными самосвалами можно вывозить не больше 20% от общих извлекаемых резервов в 170 млрд. баррелей):

Так битум отделяют сейчас.

Как следствие, большинство новых проектов предполагают уже несколько иную технологию отделения мух от котлет:

Так надо будет работать завтра.

Как видно даже по упрощённой схеме будущего технологического цикла - об эффективном использовании пара, попутного газа и тепла самого процесса для запитки производства экстракции битума можно с сожалением забыть - и, скорее всего, навсегда. Сколько составит EROEI для скважинной добычи битума на канадских битумозных песках - отдельный, пока достаточно непредсказуемый вопрос. В 2009 году были проведены первые опытные бурения и экстракции битума, которые показали, что только процесс извлечения битума "на свет божий" такими скважинами будет иметь EROEI в районе 3,3:1 . Интересующихся отсылаю к тексту самой статьи - там много факторов, которые влияют на эффективность и стоимость процесса:
http://netenergy.theoildrum.com/node/5183

Поэтому, не исключено, что оценки, указывающие на совокупный EROEI для будущих проектов разработки битумозных песков в пределах 1,5-2: 1 не являются сильно пессимистичными.

Исходя из вышесказанного, нам, пожалуй, можно новыми глазами посмотреть на этого замечательного канадского осетра на графике прогноза добычи нефти в Северной Америке:

Канадский осётр, скорее всего, минимум на треть будет тратить энергию на свой собственный прокорм. Потому что он будет сам очень хотеть кушать гигаджоули и гигаджоули тепла, пара и электроэнергии. Мы немного опоздали к этой нефти. Где-то на 65 миллионов лет - плюс-минус миллион роли уже не играет.

Геологические ресурсы в мире этого вида сырья огромны- 500 млрд. т. Запасы тяжелых нефтей с плотностью более вполне успешно осваиваются. При современных технологиях их извлекаемые запасы превышают 100 млрд. т. Особенно богаты тяжелыми нефтями и битуминозными песками Венесуэла и Канада. В последние годы растут объемы добычи тяжелых нефтей, составляя по разным оценкам около 12-15% от общемировой. Еще в 2000 г. в мире из тяжелых нефтей добывалось лишь 37, 5 млн.т. в 2005 г.- 42,5 млн.т., а к 2010-2015 гг. по прогнозу может составить уже около 200 млн.т., но при мировых ценах на нефть не ниже 50-60$/брр.

Нефтяные пески успешно разрабатывают в Канаде c 60-х годов прошлого века. Сегодня примерно половина нефти добываемой в этой стране приходиться на нефтяные пески. Под нефтяным песком, на самом деле, подразумевается смесь песка, воды, глины, тяжелой нефти и природного битума. Выделяют три нефтяных региона в Канаде со значительными запасами тяжелой нефти и природного битума. Это Athabasca, Peace River и Cold Lake. Все они находятся в провинции Альберта.

Для добычи нефти из нефтяных песков применяют два принципиально различных метода:

1) Открытым карьерным способом и 2) Непосредственно из пласта.

Карьерный способ добычи подходит для неглубоких залежей (глубиной до 75 м) и залежей, выходящих на поверхность. Примечательно, что в Канаде все залежи подходящие для карьерного способа добычи, расположены в районе Athabasca.

Карьерный способ добычи подразумевает, что нефтяной песок, попросту говоря, грузиться на самосвалы и перевозится на установку переработки, где его промывают горячей водой и таким образом отделяют нефть от всего прочего материала. Требуется добыть примерно 2 тонны нефтяного песка, чтобы получить 1 баррель нефти. Если это кажется вам довольно трудозатратным способом получить 1 баррель нефти, то вы правы. Зато коэффициент нефтеотдачи при этом способе добычи очень высок и составляет 75%-95%.

Рис. 1

Для извлечения тяжелой нефти непосредственно из пласта используют, как правило, тепловые способы добычи, такие как парогравитационное воздействие. Существуют также и «холодные» методы добычи, предполагающие закачку в пласт растворителей (например, метод VAPEX или технология N-Solv). Способы добычи тяжелой нефти непосредственно из пласта менее эффективны в плане нефтеотдачи по сравнению с карьерным способом. В то же время эти способы имеют некоторый потенциал к снижению себестоимости получаемой нефти за счет совершенствования технологий ее добычи.

Тяжелая/высоковязкая/битумная нефть привлекает все большее внимание нефтяной промышленности. Поскольку основные «сливки» в мировой нефтедобыче уже сняты, нефтяные компании просто вынуждены переключаться на менее привлекательные месторождения тяжелой нефти.

Именно в тяжелой нефти сосредоточены основные мировые запасы углеводородов. Вслед за Канадой, поставившей на свой баланс запасы тяжелой/битумной нефти, то же самое сделала и Венесуэла, имеющая огромные запасы этой нефти в поясе реки Ориноко. Этот «маневр» вывел Венесуэлу на первое место в мире по запасам нефти. Значительные запасы тяжелой нефти есть и в России, а также во многих других нефтедобывающих странах.

Огромные запасы тяжелой нефти и природных битумов требуют разработки инновационных технологий добычи, транспорта и переработки сырья. В настоящее время операционные затраты по добыче тяжелой нефти и природных битумов могут в 3-4 раза превосходить затраты на добычу легкой нефти. Переработка тяжелой высоковязкой нефти также более энергоемка и, как следствие, во многих случаях низкорентабельна и даже убыточна.

В России различные способы добычи тяжелой нефти испытывались на хорошо известном Ярегском месторождении высоковязкой нефти расположенном в Республике Коми. Продуктивный пласт этого месторождения, залегающий на глубине ~200 м, содержит нефть плотностью 933 кг/м3 и вязкостью 12000-16000 мПа·с. В настоящее время на месторождении осуществляется термошахтный способ добычи, зарекомендовавший себя как достаточно эффективный и экономически оправданный.

На Ашальчинском месторождении сверхвязкой нефти, расположенном в Татарстане, реализуется проект по опытно-промышленному испытанию технологии парогравитационного воздействия. Эта технология, правда без особого успеха, испытывалась также на Мордово-Кармальском месторождении.

Результаты разработки месторождений тяжелой высоковязкой нефти в России пока не внушают особого оптимизма. Требуется дальнейшее совершенствование технологий и оборудования для повышения эффективности добычи. В то же время потенциал к снижению себестоимости добычи тяжелой нефти есть, и многие компании готовы принимать в ее добыче активное участие.

Как в Канаде добывают нефть из песка aslan wrote in March 15th, 2016

Нефтеносные пески Канады — горючее полезное ископаемое, один из видов нетрадиционной нефти, которая смешана с песком, глиной и водой. Ее добыча сложна, трудоемка и требует большого количества пресной воды. Всего в нефтеносных песках Канады и Венесуэлы имеются большие запасы нефти (3 400 млрд баррелей).

Фотограф агентства Reuters Todd Korol побывал в канадской провинции Альберта, чтобы сфотографировать шахты, объекты и окружающие песчано-нефтяные пейзажи.

Как на Земле появилась нефть? Доминирующей мировой теорией происхождения нефти является биогенная теория, согласно которой нефть сформировалась из остатков древних живых организмов.
Добычу нефти из нефтеносных песков проводят главным образом карьерным или шахтным способом.

Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Трубопроводы на месте добычи нефти из нефтеносных песков в Альберте, на 17 сентября 2014.

Местный пейзажи с вертолета. Сосны.

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. По оценкам, нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет.
Нефтяные емкости.

Вся мировая добыча нефти составляет около 84 Мб/д. Таким образом, хотя запасы битуминозных песков огромны, добыча нефти из них в обозримом будущем (согласно нынешним прогнозам) будет удовлетворять всего несколько процентов от мировых потребностей нефти. Проблема в том, что нынешние технологии добычи нефти из битуминозных песков требуют большого количества пресной воды.

Снимок с первого этапа отделения нефти от песка.

Ближе.

Чтобы птицы не садились на нефтяной пруд здесь используют пугала.

Гигантские самосвалы везут нефтеносные пески Канады на переработку.

Машины в буквальном смысле ползают по пескам, пропитанным нефтью.

Черное золото везде.

Погрузка нефтеносного песка.

Вблизи места добычи нефти находится вполне нетронутая природа.

Нефтяные пейзажи Альберты.

А вот и нефть, добытая из нефтеносного песка. Эта черная вязкая масса миллионы лет сформировывалась из остатков древних живых организмов.

На этом снимке видно, что в некоторых местах нефтеносные пески (слева) находятся сразу под небольшим слоем земли

Если хотите увидеть, как добывают нефть в Сибири, на одном из крупнейших месторождений России, то советую посмотреть это репортаж:

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!

Нефтяной песок

Переоценка запасов Канады связана с тем, что в их разряд были включены так называемые нефтяные (битумные, смоляные) пески, залежи которых расположены в северной части провинции Альберта. Нефтяной песок - это смесь песка, глины, воды и смолистой субстанции, которая, по сути, является сверхтяжелой нефтью (порядка 12% общего веса). Летом порода похожа на загустевший сироп. Зимой, когда морозы за сорок, ее твердость подобна бетону. Месторождения расположены как на поверхности, так и на значительных глубинах, что делает их геологическую разведку достаточно легким делом. Общая площадь месторождений в Альберте примерно равна площади озера Онтарио, а полные запасы нефти в них, по некоторым оценкам, примерно в пять раз превосходят запасы Саудовской Аравии. Однако, при существующих ныне технологиях добычи, к категории извлекаемых запасов относят только часть из них - указанные ранее 175 млрд. баррелей нефтяного эквивалента.

Месторождения нефтяного песка в провинции Альберта

Месторождения были известны еще коренным жителям - индейцам, которые использовали нефтяной песок для того, чтобы герметизировать свои каноэ. Европейцы обнаружили их в XVIII веке. Долгое время добыча нефти из песка была нерентабельна. Первые попытки разработки месторождений начались в 1960-х годах, а нефтяные шоки 1970-х стимулировали разработку технологий извлечения из них углеводородного сырья. После падения цен в 1980-х многие проекты были закрыты, но новый виток повышения цены нефти в начале XXI века и создание новых технологий позволили увеличить добычу к настоящему времени до 1,1 млн. баррелей в день, что составляет примерно 1/3 всей канадской нефтедобычи 2005 года.

Очевидно, что данное полезное ископаемое - это не вполне нефть. Поэтому занесение его в категорию доказанных нефтяных запасов вызывает споры. Постепенно эксперты склоняются к тому, что эти резервы учитывать нужно, дабы не нарушать логики статистической отчетности. В противном случае оказалось бы, что имеющая незначительные резервы Альберта быстро наращивает добычу. EIA приводит на своем сайте различную статистику учета показателя доказанных запасов по странам мира. Как видим, "Oil & Gas Journal" учитывает нефтяной песок в своих данных; "World Oil" - не учитывает, о чем делает особую оговорку; в статистическом обзоре компании BP эти резервы учитываются частично - только те локальные месторождения, которые разрабатываются в настоящее время.

Кроме Канады значительные залежи битумов обнаружены также в Венесуэле, где их принято называть "тяжелой нефтью". В отличие от Канады, месторождения там находятся глубоко под поверхностью земли. Если наличие тяжелой нефти в поясе Ориноко будет доказано и соответствующим образом сертифицировано, то разведанные запасы венесуэльской нефти могут увеличиться сразу на 236 млрд. баррелей , что сделает ее страной с самым большим объемом разведанной нефти. Однако работы на этих месторождениях в настоящее время ограничены из-за политических рисков. Предполагается, что существуют крупные месторождения и в России, в частности, республике Татарстан. Кстати, опытная добыча там началась даже раньше, чем в Канаде. Но серьезной разведкой месторождений этого сырья у нас не занимались.

Вернемся в Канаду. Поскольку технологии добычи нефти из битумного песка пока достаточно экзотичны, остановимся на них чуть подробнее. Нам это пригодится для лучшего понимания ситуации.

На глубинах до 100 метров применяется карьерный метод добычи. Эта технология требует создания крупнейших в мире открытых карьеров . Над добычей грунта из них трудятся экскаваторы с ковшами, емкостью 100 тонн. Карьерные самосвалы Caterpillar (высота каждой машины - 7 метров, мощность двигателя - 3400 л.с., грузоподъемность - 400 тонн; стоимость такой "игрушки" превышает $3 млн.) везут породу к транспортерам, а их километровые ленты доставляют сырье на предприятия, где с помощью воды и каустической соды отделяют битум от песка и глины. После всех стадий переработки две тонны породы дают один баррель синтетической нефти . Высвободившийся песок самосвалы ссыпают в карьеры, где его покрывают слоем плодородной почвы и высаживают на ней осины и ели (пока рекультивировано около 15% нарушенных земель). Жидкие отходы поступают в специальные озера-отстойники. Ядовитые частицы битума природа нейтрализует в течение лет десяти, поэтому отстойники обнесены стальными заборами от не в меру любопытных животных, а птиц распугивают залпы из автоматических ружей-хлопушек.

При добыче с большей глубины используется другой метод, называемый SAGD - Steam-Assisted Gravity Drainage. Порода размягчается посредством струи перегретого пара, после чего насосом закачивается на поверхность. Эта технология требует много пара, а значит много энергии для его получения. Для ее получения планируется строительство газопровода из дельты реки Маккензи и даже строительство вблизи месторождений атомной станции, чтобы минимизировать образование парниковых газов из сжигаемого метана. Другой используемый в обеих технологиях ресурс - вода - пока имеется в избытке, но при наращивании объемов производства также может оказаться в дефиците: протекающей в районе месторождений реки Атабаски вряд ли будет достаточно.

Как видим, сложность разработки этих месторождений очень высока. Теперь перейдем к экономической эффективности.

В 2006 году Энергетический Совет Канады оценил эксплуатационные расходы разработки месторождений карьерным методом в размере $9-12 за баррель, а методом SAGD - $10-14. Это примерно в два раза выше стоимости добычи легкой нефти в Канаде - $6. Стоимость оборудования и инфраструктуры поднимает себестоимость добычи на карьерах до $18-20 и $18-22 для SAGD. Дальнейшее преобразование полученного битума в синтетическую нефть дает себестоимость $36-42 за баррель. При этом уточним, что вложения в инфраструктуру требуются на начальном этапе работ, а геологоразведка практически не требует расходов. Как видим, при нынешних ценах производство вполне рентабельно. Но нужно учитывать еще то обстоятельство, что территория месторождений достаточно изолирована. Крупнейший близлежащий город - Форт МакМюррей имеет население около 50 тыс. чел. Увеличение производства приведет к созданию большого количества новых рабочих мест и притоку рабочей силы. Природные условия этой малонаселенной области похожи на климат Западной Сибири. В свое время СССР вложил огромные средства в развитие этой территории - в строительство городов, объектов энергообеспечения, нефтепроводов и путей сообщения. Объем работ в Канаде, по-видимому, будет сравним с советским: запасы месторождений больше, используемые технологии более трудоемки, но, вероятно, они будут максимально автоматизированы, а строительство городов ограничится вахтовыми поселками. При этом надо учитывать, что любое достаточно серьезное снижение цены на нефть на мировом рынке быстро сделает разработку песчаных месторождений нерентабельной.

Тем не менее, в последние годы большинство крупнейших нефтяных компаний вкладывают серьезные деньги в проекты по извлечению нефти из канадских битумных песков. В частности, кроме канадских компаний в проектах участвуют такие мировые лидеры как ExxonMobil, ChevronTexaco, Royal Dutch/Shell, ConocoPhillips, Total Fina Elf. Разумеется, не обошлось и без китайских корпораций, которые инвестируют средства в добычу песчаной нефти и строительство нефтепровода от Эдмонтона в Альберте до одного из глубоководных канадских портов на побережье Тихого океана. Оттуда они предполагают гонять супертанкеры к себе на родину. Недавно подключились и индусы . В 2006 году они собираются вложить "в песок" $1 млрд.

Основными причинами такого серьезного интереса крупных корпораций являются:

1. Высокие цены на нефть, сделавшие добычу рентабельной;
2. Снижение добычи на многих других месторождениях;
3. Близость месторождений к США - крупнейшему потребителю углеводородов;
4. Отсутствие в Канаде каких-либо политических рисков, что выгодно отличает ее как от стран Ближнего Востока, так и от стран бывшего СССР;
5. Привлекательный инвестиционный климат.

В стороне от этого инвестиционного буйства одиноко стоит British Petroleum во главе с лордом Брауном. По слухам, игнорирование канадских песчаных месторождений могло бы стать причиной отставки Брауна с поста руководителя компании в 2008 году, но он уже сейчас, не дожидаясь этого срока заявил, что намерен уйти в отставку в любом случае. В сообщениях отечественных информагентств указывается, что причиной игнорирования Брауном проектов по разработке битумных песков является то, что он сделал выбор в пользу России и решил добывать нефть здесь. Думаю, это не вполне верно, и истинная причина заключается в его уверенности в падении цены на нефть (он ожидает снижение цен до $40 в среднесрочной перспективе, и до $25-30 в долгосрочной), а также в его стремлении оптимизировать финансовые результаты компании . Понятно, что при снижении цены к указанным значениям многие проекты в Альберте оказались бы убыточны. В связи с этим нужно также напомнить, что Браун уже предвещал снижение цены в район $30 в течение года. Это было как раз после урагана Катрина, разрушившего Новый Орлеан. Результат мы можем наблюдать. Пожалуй, такая вот "игра против тренда", результатом которой стало сокращение запасов и снижение добычи компании, и является основной причиной его ухода в отставку.

По одному из прогнозов рост добычи нефти из нефтяных песков в Канаде увеличится в три раза к 2015 году и достигнет 3 млн. баррелей в день. По прогнозу Канадской Ассоциации Нефтяных производителей к 2020 году производство нефти в этой стране достигнет 4,8 млн. баррелей в день, из которого только приблизительно 10% будут обычная легкая или средняя сырая нефть, а большая часть остальной добычи будет приходиться на синтетическую нефть из песков Альберты. Более серьезному увеличению добычи будет препятствовать, прежде всего, сложность составляющих ее технологических процессов и неразвитость инфраструктуры вблизи месторождений. Сомнения в устойчивости цены на нефть и экологические проблемы также будут играть свою роль.

1. Серьезные деньги, вкладываемые крупными инвесторами в реализацию проектов нефтедобычи, имеющих рентабельность существенно ниже обычной, является еще одним аргументом в пользу мнения, что "эра дешевых углеводородов закончена".
2. Увеличение Канадой добычи нефти за счет разработки месторождений битумного песка в ближайшие 15 лет будет иметь существенное, но далеко не определяющее значение для мирового рынка энергоносителей. Параллельно с этим процессом будет происходить снижение производства канадской легкой нефти. К 2020 году общая добыча Канады, вероятно, увеличится на 35-40% и составит около половины современной российской. Более крупное увеличение добычи будет сдерживаться серьезными инфраструктурными ограничениями. Но все же надо отметить, что Канада - очень перспективная страна. :)
3. Возвращаясь к вопросу совпадения по времени оккупации Ирака и увеличения нефтяных резервов Канады. Усиление напряженности на Ближнем Востоке и соответствующий рост цены на нефть, несомненно, стимулировали разработку месторождений нефтяных песков в Альберте. По-видимому, это прогнозировалось как один из побочных (т. е. не основных) результатов иракской операции.

Газовый лед

Раз уж мы взялись за нетрадиционные формы углеводородов, разберемся и с другим их перспективным видом - газовыми гидратами.

Газовые гидраты представляют собой твердые соединения молекул газа и воды. Они образуются при низких температурах и высоком давлении и в этих условиях сохраняют агрегатное состояние твердого кристаллического вещества; скопления кристаллов газогидратов напоминают рыхлый лед. В одном кубометре природного гидрата содержится около 180 м3 газа и 0,78 м3 воды. Кроме метана они содержат в небольшом количестве этан, пропан, углекислый газ и сероводород.

Впервые газовые гидраты были описаны в 1810 году. Их изучение носило исключительно теоретический характер до тех пор, пока в США не ввели в эксплуатацию первые магистральные газопроводы: газогидраты стали образовываться в трубах, что приводило к их повреждению. Выяснилось, что образованию газогидратов способствует сильное охлаждение, турбулентные потоки, частицы твердых веществ в газе, а главным образом - попадание в трубы воды.

В Мировом океане благоприятные условия для скопления газогидратов метана существуют повсеместно, начиная с глубин 250-600 м, что в сочетании с огромными площадями распространения делает проблему изучения гидратов в морских отложениях весьма актуальной. Разрозненные и непланомерные исследования на континентальных окраинах и в различных акваториях, проведенные в последние полтора десятилетия, позволили сделать предположение о крупных скоплениях газогидратов и рассматривать их как нетрадиционное горючее ископаемое, как потенциальное энергетическое сырье XXI столетия. По прогнозным оценкам Г. Д. Гинзбурга (1994 г.) и В. А. Соловьева (2002 г.), общее количество метана в подводных газогидратах на порядки превышают запасы углеводородов в традиционных месторождениях. Однако по мере поступления новых, более детальных данных, прослеживается тенденция к уменьшению величины прогнозных ресурсов. Тем не менее, все исследователи признают, что они представляют собой огромные хранилища природного газа, но прежде, чем придать им статус энергетического сырья, необходимы фундаментальные исследования по вопросам генезиса, распространения, технологии добычи и транспортировки.

Что касается технологии добычи, то ученые пришли к главному принципу - газ из твердого состояния в свободное должен быть переведен непосредственно в пласте. Такой перевод можно осуществить снижением пластового давления, повышением температуры или вводом в пласт антигидратных жидкостей - растворов солей, спиртов. Но пока разработка месторождений сопряжена со значительными техническими трудностями и дополнительными материальными затратами, ибо контролировать и влиять на давление и температуру пласта весьма сложно. Подробнее можно посмотреть .

В развитых странах действует достаточно много газогидратных программ . Оценим в общих чертах их текущее состояние.

Европейский Союз до недавнего времени не проявлял серьезной активности в этом направлении. Исследования пока сводились к рейсам научных судов в целях выявления происхождения и территорий распространения газогидратов в Мировом океане (в рамках Международной программы бурения - Ocean Drilling Program (OOP)) и научным исследованиям в различных университетских центрах. Вероятно, возникшая в текущем году озабоченность энергетической безопасностью и зависимостью от российского газа придаст исследованиям новый импульс. Но пока об этом не слышно.

В США в настоящее время действует утвержденная Конгрессом национальная программа "Стратегия исследования и разработки метановых гидратов на 2001-2010 гг." Принято соглашение о том, что общие расходы Агентства защиты окружающей среды, ВМФ, университетов и частных компаний будут первоначально установлены на уровне $0,5-1 млрд. ежегодно и достигнут к 2015 г. $3 млрд. Цель этой программы - к 2010 г. разработать технологию добычи газогидратов, а к 2015 г. начать их коммерческую эксплуатацию.

Канада достаточно активно ведет исследования и поиски месторождений газогидратов как на суше, так и на море. Первое месторождение - Маллик - найдено в дельте реки Маккензи (Северо-Западные территории Канады; как раз оттуда собираются тянуть газопровод к нефтяным песчаникам провинции Альберта). Существование природных гидратов подтверждено бурением исследовательской скважины в 1998 г. и трех скважин в 2002 г. На этом месторождении успешно проведены промысловые эксперименты по добыче газа из гидратонасыщенных интервалов. Есть все основания полагать, что оно является характерным типом континентальных гидратных месторождений, которые будут открыты в дальнейшем.

Япония хронически зависит от импорта углеводородов. Вероятно, поэтому она дальше всех продвинулась в деле поиска и разработки газогидратных месторождений. В настоящее время на шельфе Японии уже на протяжении нескольких лет ведутся активные разведочные работы. Первые шесть скважин, пробуренных в 1999-2000 гг. в районе месторождения Нанкай, доказали наличие трех гидратных пластов общей мощностью 16 м в интервале 1135-1213 м от поверхности моря (290 м ниже морского дна). Породы представлены в основном песчаниками с пористостью 36% и насыщенностью гидратами порядка 80%. В 2004 г. были пробурены уже 32 скважины при глубинах моря от 720 до 2033 м. Следующим этапом освоения месторождения Нанкай станет экспериментальная добыча газа из этих скважин в 2007 г. К промышленной разработке месторождения Нанкай намечается приступить в 2017 г. Суммарный объем гидратов эквивалентен 756 млн. м3 газа на 1 км2 площади в районе пробуренных разведочных скважин. В целом по шельфу Японского моря запасы газа в гидратах могут составлять от 4 трлн до 20 трлн м3. Эти запасы позволяют обеспечить потребности страны в газе на 100 лет при современном уровне его использования.

В России вопросами поиска месторождений и разработки технологий добычи занимается, разумеется, ОАО "Газпром" (в частности, его известное по рекламному ролику с чайниками НИИ), а также большое количество других научных учреждений. По мнению академика РАН Анатолия Дмитриевского, РФ в области исследований газогидратов опережает мировую науку, но пока невозможно сказать, когда появится промышленная технология их переработки. Основные направления поиска газовых гидратов в России сейчас сосредоточены в Охотском море и на озере Байкал. Однако наибольшие перспективы обнаружения залежей гидратов с промышленными запасами связаны с Восточно-Мессояхским месторождением в Западной Сибири. Исследования на нем начались еще в 1972 году, но до сих пор единого мнения о гидратоносности этого месторождения нет. В мае 2003 года "Коммерсантъ" сообщил, что "Газпром" собирается в 50 раз увеличить свои запасы газа за счет включения в их структуру газогидратов, как ответ на включение Royal Dutch/Shell в состав своих запасов битумных песков. Но это, разумеется, было фантазией "Коммерсантъ"а".

Подводя итоги можно сказать, что из разведанных более двухсот месторождений подтверждена гидратоносность лишь двух, представляющих наибольший интерес с точки зрения промышленного освоения: Маллик — в дельте реки Макензи на северо-западе Канады, и Нанкай — на шельфе Японии. На них сейчас и ведутся опытные работы .

1. Начало промышленной добычи газа из газогидратных месторождений можно ожидать не раньше, чем через 10-15 лет;
2. При современном уровне нефтегазовых технологий трудно ожидать, что себестоимость добываемого газа из гидратов будет сопоставима с аналогичным показателем традиционных газовых месторождений.

Кстати говоря, в альманахе "Эврика" (сост. А. Лельевр, изд. "Молодая Гвардия", Москва, 1984г. ) читаем :

"В ближайшие полтора-два десятилетия можно будет вплотную подойти к разработкам газогидратных залежей в производственном масштабе".

Итак, можно сказать, что в ближайшие 15 лет нетрадиционные запасы углеводородов не будут оказывать серьезного влияния на мировой рынок энергоносителей. А пытаться строить прогнозы на больший срок мне кажется бессмысленным - за это время может произойти много неожиданных и важных событий, которые начнут оказывать определяющее влияние на ситуацию.

В следующий раз мы рассмотрим положение, в котором на данный момент находятся основные мировые игроки, предпринимаемые ими действия и их возможные шаги в дальнейшем.

В 1968 году был образован Римский клуб - организация, объединившая политических деятелей, бизнесменов и ученых разных стран мира. Целью деятельности клуба было обозначено стимулирование изучения глобальных проблем, стоящих перед человечеством. Первый доклад Римскому клубу был подготовлен группой американских ученых под руководством Дэнниса Медоуза. Он был озаглавлен "Пределы роста", опубликован в 1972 году и произвел эффект разорвавшейся бомбы. В докладе были описаны несколько математических моделей, построенных на экстраполяции наблюдавшихся тогда тенденций роста населения и истощения известных запасов природных ресурсов. Расчеты, выполненные по этим моделям, показали, что уже в первых десятилетиях XXI века человечество ждет катастрофа: минеральные ресурсы окажутся исчерпанными, рост производства прекратится, а загрязнение природной среды станет необратимым. Существует версия, что следствием именно этого доклада стал произошедший в 1970-х перелом в динамике мирового потребления нефти - его экспоненциальный рост был приостановлен. Но вот теперь, когда мы вплотную подошли к обозначенному в "Пределах роста" рубежу, поднятые в докладе вопросы вновь становятся актуальными. Обобщая, их можно сформулировать так: "Сколько "золотых миллиардов" способна содержать наша маленькая планета"?