Голос разумаГенадий Шмаль о проблемах, стоящих перед производителями в РоссииСтр. 30

Великая газопроводная гонкаКто побеждает – “Набукко” или “Южный поток”? Стр. 110

Специальный репортаж10 самых влиятельных фигур в российской нефтегазовой отраслиСтр. 24

Новые горизонтыКак раскрыть потенциал ЯмалаСтр. 48

www.cisoilgas.com • Q1 2010

Взгляд в будущееТехнологии решают судьбу нефтегазовой отрасли

COVER.indd Sec1:3COVER.indd Sec1:3 11/12/09 15:16:2811/12/09 15:16:28

вых запасов традиционного природного газа составляет всегооколо 370 трлн кубометров. При нынешнем уровне потреблениягаза запасов метана в гидратах хватит примерно на 1000 лет. Идаже если им заменить абсолютно все виды ископаемого топлива,его все равно хватит, по крайней мере, на столетие.

Кроме этого, горение метана выделяет значительноменьше СО2 в атмосферу, чем сжигание угля или

нефти. И с увеличивающейся обеспокоен'ностью, связанной с повышением вы'

бросов углекислого газа (которые в2008 году, несмотря на экономиче'

ский спад, увеличились на 2%),эти открытия делают газогидра'ты потенциальной золотойжилой, которую страны иэнергетические компании внастоящее время с нетерпе'нием исследуют.

К сегодняшнему днюсейсморазведочными и буро'

выми работами обнаруженооколо двухсот мест скопления

природных газовых гидратов насуше и в море. Для их образования

необходимы низкие температуры(близкие к 0˚С) и повышенное давление

(примерно 50 атмосфер), т.е. условия, встре'чающиеся в областях залегания мощных толщ мно'

голетнемерзлых пород (свыше 300 м) и в придонныхотложениях Мирового океана на континентальном шельфе, где зале'жей газовых гидратов особенно много (вплоть до 98% запасов со'средоточены как раз на шельфе). Все это делает этот ресурсглобальным источником энергии.

По предварительным оценкам специалистов института "ГазпромВНИИГАЗ", в российских гидратах (в основном на шельфе) содер'жится порядка 1100 трлн кубометров газа. Перспективными рай'онами для первоочередных работ по поиску и разведке газогидратных

По внешнему виду газовые гидраты напоминают прессован'ный снег или грязный лед. Собственно, так оно почти и есть– ведь это твердые кристаллические соединения, образую'

щиеся при определенных термобарических условиях из воды и низко'молекулярных газов. Основным структурным элементом гидратовявляется кристаллическая ячейка из молекул воды, внутрикоторой размещена молекула газа. Благодаря своейструктуре единичный объем газового гидратаможет содержать до 160'180 объемов чи'стого газа, поэтому такой кусок льдавспыхнет пламенем, если к нему под'нести зажженную спичку.

Всего несколько лет назадникто не думал о гидратах, какоб источнике энергии.Специалистам нефтегазовойотрасли они больше всего из'вестны по их способностиформировать пробки, заби'вающие трубопроводы и НКТ.И если раньше гидраты из'учались именно с позиции пред'отвращения таких технологическихпроблем, то с момента обнаружениязалежей природных гидратов их сталирассматривать как наиболее перспектив'ный источник энергии в будущем.

Энергетический кризис уже не страшен?Хотя многие газы формируют гидраты в природе, гидрат метана

является наиболее распространенным. Исследования последних двухдесятилетий показали, что залежи гидрата метана в толще вечноймерзлоты на суше и под океанским дном могут соперничать совсеми обычными месторождениями энергоносителей. По пред'варительным оценкам, общие объемы метана в природных гидра'тах оцениваются огромными цифрами – от 3000 до 7000 трлнкуб. м. Для сравнения, оценка оставшихся и неоткрытых миро'

Газогидраты – большой потенциал снеясным будущим

76 www.cisoilgas.com

СПЕЦИАЛЬНЫЙ РЕПОРТАЖ

Мессояхское месторождение, залегающее под вечной мерзлотой в Западной Сибири,уже тридцать лет обеспечивает газом Норильск и его многочисленные промышленныепредприятия. Это месторождение уникально тем, что при его разработке советскиегеологи неожиданно добились первого успешного промышленного освоения запасовгазовых гидратов, которые многие называют "топливом будущего". В нашемспециальном репортаже мы исследуем, что собой представляют газогидраты и почему наних возлагаются такие большие надежды.

Gas Hydrates ed:20 oct 11/12/09 15:51 Page 76

залежей на суше являются Ямбургское и Заполярное месторождения(ЯНАО). Большие перспективы обнаружения залежей гидратов свя'заны и с Восточно'Мессояхским месторождением, а в отношениисубаквальных ресурсов – с Охотским и Черным морями. В послед'нем, по предварительным оценкам, ресурсы гидратного газа дости'гают примерно 30 трлн куб. м.

Из'за сокращающихся запасов традиционного природного газагазовые гидраты быстро приобретает популярность в качестве отве'та на энергетический кризис. Поэтому стремление многих стран (осо'бенно стран'импортеров газа: США, Японии, Китая,Тайваня) освоить этот ресурс вполне объяснимо. Но,несмотря на последние успехи геологоразведочногобурения и экспериментальных исследований гидра'тов в пористых средах, вопрос об экономически рен'табельном и безопасном способе добычи газа изгидратов остается по'прежнему открытым.

Главный вопрос: как его добыть?Разложение гидратов метана на газ и воду весьма

энергоемкий процесс. Чтобы добыть газ из пласто'вых гидратов, требуется понизить давление в пласте,избежать понижения температуры пласта ниже 0оСпри оттаивании гидратов и обеспечить приток газа кзабою, избежав притока воды из оттаивающих гид'ратов. Поэтому задача добычи газа из гидратныхскоплений – комплексная, и должна решаться длякаждого скопления в индивидуальном порядке.

Разработка технологий добычи метана из гидратов до последне'го времени оставалась прерогативой газовой промышленности и про'исходила медленно. В настоящее время существуют три основныхспособа добычи газа из гидратосодержащих пластов:

• Тепловой – нагревание пласта выше температуры стабильностигидратов с помощью закачки горячей воды или пара;

• Химический – закачка ингибитора, такого как метанол или гли'коль, что приводит к изменению значения равновесных парамет'ров гидратов, приводя к их разложению и выделению метана;

• Депрессионный – снижение пластового давления ниже уровняравновесия гидратов.

Хотя тепловая стимуляция является технически возможной, эко'номические затраты, скорее всего, будут непомерно высокими.Аналогичным образом, "затопление" гидратных скоплений ингибито'рами является нецелесообразным по экономическим и экологическимпричинам. Из этого следует, что наиболее экономически перспектив'ным методом добычи газа из гидратов является депрессионный.

В 2002 году исследователи протестировали тепловой и депрес'сионный методы в полевых условиях на буровой площадке "Маллик"в канадской Арктике. Оба были успешными, но энергетические рас'ходы на тепловой метод почти перевесили выигрыш от полученнойэнергии из высвобожденного метана. Потенциал депрессионного ме'тода был подтвержден в марте 2008 года, когда канадские инженерыиспользовали эту технологию для добычи 20000 кубометров метана

в течение шести дней с месторождения, расположенного на глубине1 км под Малликом.

Аналогичным образом, в 2007 году Южная Корея использоваласнижение давления для извлечения метана из гидратов в бассейнеУллеунг в Восточном (Японском) море. Должностные лица считают,что запасы там могут удовлетворить потребности страны в газе на 30лет, и они планируют начать производство к 2015 году. Тем време'нем Япония, еще одна страна с ограниченными запасами ископае'мого топлива, нашла до 50 трлн куб. м. газогидратов на юго'востокеострова Хонсю во впадине Нанкай – этого достаточно, чтобы снаб'жать страну природным газом на протяжении столетий. В марте 2008года японский кабинет министров обязался начать промышленноепроизводство газа из гидратов в 2016 году.

www.cisoilgas.com 77

Месторождение МалликНаиболее развитым на сегодняшний день международ-ным проектом в области поиска и добычи газа из газо-гидратов является проект на месторождении Маллик вдельте крупнейшей канадской реки Макензи, которыйпродолжается уже одиннадцатый год. Свой вклад в неговнесли специалисты Геологической службы Канады(GSC), Японской национальной нефтяной корпорации

(JNOC), Японской нефтяной разведоч-ной компании (JAPEX), Геологическойслужбы США, Министерства энергети-ки США и других министерств и орга-низаций.

Проект разделен на стадии, каж-дая из которых имеет свою цель. В1998–2000 гг. была осуществленапервая стадия – пробурена исследо-вательская скважина Маллик 2L-38,изучены геологическое строение исвойства пласта, отработаны каротаж-ные методы разведки. В 2001–2004гг. была осуществлена вторая стадия,предусматривавшая применение раз-личных методов воздействия на пласти анализ результатов, а в 2005 г. стар-

товала стадия по проведению полупромышленных ис-пытаний скважин, вскрывающих газогидратную залежь.Зимой 2007–2008 гг. испытания показали приемле-мые дебиты на устье скважин.

Проект вышел на стадию опытно-промышленнойэксплуатации и наглядно продемонстрировал, что со-временные технологии в относительно благоприятныхусловиях позволяют извлекать часть разведанных запа-сов газа из гидратов с себестоимостью $30-40 долла-ров за 1000 куб. м., а в ряде случаев – $20-30долларов. При актуальных ценах на "голубое топливо"этот результат можно считать очень обнадеживающим.

Gas Hydrates ed:20 oct 11/12/09 15:51 Page 77

глобального потепления: парниковые свойства метана примерно в 20раз выше, чем у эквивалентной массы углекислого газа. Гидраты су'ществуют в хрупком равновесии, и есть опасения, что в результате гло'бального потепления и повышения температуры Мирового океаназалегающие на дне гидраты могут буквально "расплавиться" даже безвмешательства проектов по их добыче, вызывая выделение этогомощного парникового газа. В результате может возникнуть некон'тролируемая цепная реакция, сопровождаемая резким выбросом газа

в атмосферу, способным вызвать оползни идаже цунами. В истории Земли уже имелиместо катастрофические выбросы метана в ат'мосферу в результате глобального потепления.Например, это произошло в конце последнеголедникового периода.

Впрочем, некоторые ученые полагают,что утверждения о рискованности добычиметана из гидратов – это не более чем стра'шилки с мало подтвержденными фактами.Например, в Китае и Индии опасаются, чтоЗапад нарочно хочет помешать их попыткамосвоения гидратов.

Одной пулей – двух зайцевКроме вышеперечисленных трех методов может быть и более

безопасный и экологически правильный способ освоения залежейгидратов, который, в случае успеха, подавит всю критику. Посколькудругие газы также могут формировать гидраты, должно быть воз'можным закачать один из этих газов в гидратные кристаллы, вытес'няя метан. Идеальным кандидатом считается углекислый газ: егогидраты более стабильны, а это означает, что другой парниковый газ

будет храниться от греха подальше.Американская корпорация ConocoPhillips была вы'

брана Министерством энергетики США, чтобы выпол'нить первое полевое испытание этой перспективнойтехнологии замещения, которая позволила бы осу'ществить добычу метана из газогидратов наСеверном склоне Аляски. Разработкой технологииConocoPhillips занималась с Университетом Бергена

(Норвегия) с 2003 года. Наиболее важным наблюде'нием в лаборатории явилось то, что процесс замещения

не предполагает выделение свободной воды в поры. Вместоэтого, процесс, похоже, разъединяет и переформировывает гид'

раты очень быстрыми темпами, не производя проблем, связанных степловым эффектом реакции.

Проект с бюджетом $14,7 млн долларов был начат 1 октября2008 года и осуществляется в 3 фазы в течение 27 месяцев. НачалоФазы 3 как раз планируется на январь 2010 года при условии успеш'ного завершения Фазы 2 и одобрения Министерства энергетикиСША. Это испытание ответит на два главных вопроса. Во'первых,будет ли доказанный в лабораторных условиях механизм замещенияработать в полевых условиях, также обеспечивая минимальное обра'зование воды? Во'вторых, какие темпы и уровень эффективности за'мещения удастся достигнуть?

Таким образом, добыча метана из гидратовпредставляется неизбежной, однако желательно лиэто – совсем другой вопрос.

Экологический аспектКритики утверждают, что мир не должен добывать новый экзо'

тический энергоноситель в то время, как мы обязались построитьнизкоуглеродную экономику. Метан может и выделяет меньше угле'кислого газа при сгорании, чем уголь, но переход на метан не помо'жет странам в достижении амбициозных целей по сокращениювыбросов парниковых газов до 80% к 2050 году.

Что еще хуже, метан сам может усугубить глобальное потепление,если он начнет просачиваться из залежей в атмосферу. В глазах кли'матологов метан – не столько ценный энергоноситель, сколько тре'тий по значимости парниковый газ и один из главных виновников

78 www.cisoilgas.com

Гидраты БайкалаДля дальнейшего исследования гидратов и совершен-ствования добычных технологий России был необходимудобный объект для практического изучения. ОзероБайкал оказалось идеальной площадкой.

Первое свидетельство существования газовых гид-ратов на дне Байкала сотрудники "ВНИИГАЗа" получилив 1978 году. Однако дальше разговоров и обыватель-ского интереса дело шло оченьмедленно. К 2008 году было от-крыто четыре грязевулканиче-ских района, объединяющихчетырнадцать вулканов, а в осад-ках семи из них были обнаруже-ны скопления газовых гидратов.

В начале июля 2009 года глу-боководные обитаемые аппара-ты "Мир-1" и "Мир-2" в ходепогружений обнаружили откры-тые поля газогидратов, лежащихна поверхности осадка, и подня-ли на сушу около пяти килограммов этого энергоносите-ля. До этого дня газогидраты находили в озере подслоем осадка, в 30-50 сантиметрах от дна и глубже, итогда "Мирам" удалось извлечь несколько плит газогид-рата, но они не выдержали подъема и распались.

Собранные в ходе экспедиции данные о газовыхгидратах могут привести к пересмотру теории их фор-мирования, а также открыть новые перспективы ихиспользования в качестве альтернативного топ-лива. Хотя сам Байкал не будет являтьсяобъектом добычи, собранная информа-ция сможет приблизить "Газпром" к раз-работке скоплений газогидратов надне Черного и Охотского морей.

3000-7000 трлн куб. м.

– общие мировыеобъемы метана в

природных гидратах

Gas Hydrates ed:20 oct 11/12/09 15:51 Page 78

При сегодняшнем интересе в технологиях улавливания и хра'нения СО2 этот метод представляет интригующую возможность.До сих пор акцент делался на старых нефтяных скважинах, со'ляных месторождениях и даже старых угольных шахтах. Большойпроблемой является то, что дорогостоящая инфраструктура дляутилизации СО2 может быстро сделать использование ископае'мых топлив нерентабельным по сравнению с альтернативнымиисточниками энергии, такими как, например, солнечная, ветро'вая и ядерная. Поэтому вышеописанный способ может быть от'ветом.

Переворот на рынке энергииПрактически все гидратные месторождения требуют создания

новых методов и технологий, поэтому начало их промышленнойразработки, по всей вероятности, потребует минимум десятиле'тия. Однако ученые отмечают, что себестоимость гидратного газас течением времени будет падать, т.к. залежи распо'ложены на относительно небольших глубинах, а тех'нологии неизменно совершенствуются. Появлениена мировом газовом рынке газогидратного газа при'ведет к коренной реорганизации мирового энерге'тического рынка. Гидратное "голубое топливо"скорее всего будет конкурировать именно с СПГ, вто время как традиционный трубный газ долгоевремя будет удерживать позиции хотя бы по тойпричине, что контракты на его поставку заключают'ся на двадцать'тридцать лет.

Страны, которые сейчас рассматриваются какперспективные крупные покупатели для тради'ционных поставщиков газа и на которые нацеленыдолгосрочные контракты, могут быстро превра'титься в энергетически самодостаточные государст'ва. Более того, некоторые из них со временем могутвыступить в качестве конкурентов существующимпроизводителям, поставляя газ из газогидратов бли'жайшим соседям, у которых нет традиционных ре'сурсов и выхода к морю.

В гонке за новым источником энергии лидерствосейчас принадлежит Японии. Однако в соответствиис объемами инвестиций и количеством реализуемыхпроектов за Японией плотно пристроились США.

Наращивают инвестиции Китай, Индия и Южная Корея. Кроме того,в последнее десятилетие шельфовыми гидратами все интенсивнее ин'тересуются Канада, Норвегия, Германия, Франция, Италия, Украинаи Австралия.

В России же ситуация с существующими месторождениями тожене из лучших – крупнейшие отечественные промыслы вошли в ста'дию падающей добычи, а некоторые находятся на грани истощения.Разработка газогидратных залежей позволит снова загрузить суще'ствующие мощности, а во время глобального передела рынка энер'гоносителей это поможет России сохранить статус мировогоэнергетического лидера.

Однако в отличие от США и Японии, которые имеют госу'дарственные программы, направленные на развитие газогидрат'ных технологий и финансируемые за счет средств федеральныхбюджетов, в России таких программ нет. Если посмотреть на тетехнологии, которые Министерство образования и науки утвер'дило в качестве приоритетных, и по которым сейчас готовятсяконкурсы для финансирования соответствующих проектов,можно заметить, что совсем исчезло направление, связанное стопливом будущего. В этой ситуации игнорируя освоения газо'гидратных месторождений Россия, несмотря на большие запасытрадиционного природного газа, может в будущем оказаться вы'тесненной с мирового газового рынка.

Хочется верить в то, что газогидраты, учитывая их потенциал, вконечном итоге получат приоритет в программе развития российскойэнергетики и принесут людям пользу, перейдя из категории потен'циально привлекательных источников топлива будущего в категориюмощного и эффективного энергоресурса настоящего. �

www.cisoilgas.com 79

Приблизительное содержание углерода визвестных мировых запасах

Газовые гидраты(на суше и в море)

53,3%

Остальное

0,4%

Торф

2,6%

Наземная флораи фауна

4,4%

Органический материал,растворенный в воде

5,2%

Ископаемыетоплива (уголь,

нефть, природныйгаз)

26,6%Почва

7,5%

“Появление на мировомгазовом рынке газогидратногогаза приведет к кореннойреорганизации мировогоэнергетического рынка”

Gas Hydrates ed:20 oct 11/12/09 15:51 Page 79