Сланцевая революция, родившаяся в США в 80-х годах, прошедшая долгий период неприятия индустрией, скептицизма и неверия в реальность добычного потенциала сланцев, реализуемого технологией гидроразрыва, сменившимся эйфорией и взрывным ростом, охватившим всю нефтедобывающую промышленность США и полностью изменившим архитектуру мировой нефтедобычи, похоже, клонится к закату. Точнее, к зрелости, когда этот ресурс ископаемых углеводородов воспринимается спокойно и взвешенно, наряду со всеми другими ресурсами
За почти тридцать лет своей истории технология освоения сланцевых залежей гидроразрывом пластов из горизонтальных скважин (фрекинг) была довольно досконально изучена, усовершенствована, оценена и описана в литературе. Некоторые из этих аспектов, в особенности экологический, активно и не всегда добросовестно использованы политиками в борьбе за свои узкопартийные или личные интересы; другие, в особенности экономический, – в создании гигантских инвестиционных пузырей, которые рано или поздно (а, по мнению автора, процесс уже пошел) схлопнутся, дав импульс мировому очистительному кризису.
Отцом сланцевой революции по праву считают Джорджа Митчелла, несмотря на то что впервые технология была применена в 1947, то есть задолго до Джорджа. Но именно с Митчелла началась сланцевая революция. Идея заключается в применении технологии гидроразрыва в горизонтальной скважине, пробуренной в пласте глинистых сланцев – нефтематеринской породе, в микропорах которой зреет нефть, существующая в пластовых условиях как жидкость, но частично переходящая в газообразное состояние при разгерметизации пор. При содержании органики (TOC -Total Organic Content) на уровне до 20%, что для рассеянных углеводородов является весьма высоким показателем, эти углеводороды не могут быть добыты, поскольку сланец не обладает проницаемостью, то есть микропоры, содержащие нефть, надежно изолированы друг от друга.
В скважину под большим давлением закачивается раствор специальных химреагентов и пропанта, которым разрывается порода, как по плоскостям слоистости, так и поперек этих плоскостей. Для предотвращения смыкания трещины гидроразрыва закрепляются пропантом – песком с определенным размером частиц, обработанным специальным химреагентом, обеспечивающем минимальные значения липкости и поверхностного натяжения по отношению к нефти. Таким образом, создается зона высокой проницаемости, позволяющая интенсивно извлечь нефть и газ, содержащийся в этой зоне.
Сегодня трудно представить, почему идея фрекинга почти двадцать лет пробивала дорогу к умам и сердцам инвесторов и инженеров, но это именно так. Митчеллу потребовалось именно столько времени, а еще больших денег и невероятной настойчивости, чтобы добиться признания у инвесторов. А уже после – лет через десять активного применения этого метода у всей индустрии, примерно с середины нулевых, началась “фрекинговая лихорадка” в США. Пермский, Барнетт, Игл Форд, Баккен, Марселлос, Ютика, Хэйнтсвил – вот далеко не полный перечень бассейнов сланцевых нефти и газа в США, получивших развитие на волне успеха Джорджа Митчелла. Фрекинг – это лучшее, что когда-либо случалось с американской нефтяной индустрией. Это источник грандиозного успеха Америки в обеспечении энергетической независимости, основа доктрины президента Трампа в достижении энергетического доминирования США в мире.
Но есть нюансы, точнее мифы, обернувшиеся проблемами
Миф первый – это пресловутая экологическая безопасность фрекинга, обернувшаяся проблемными экологическими последствиями, сопутствующими этому методу. В 2011 Франция на законодательном уровне полностью запретила добычу сланцевого газа методом гидроразрыва пластов. Это притом, что Франция обладает самыми большими в Европе запасами этого сырья, а высокоразвитая индустрия страны остро нуждается в природном газе в качестве источника энергии. Это, на первый взгляд, политически самоубийственное решение, было принято президентом Саркози в 2011 и подтверждено президентом Олландом в 2012 вопреки давлению индустриального лобби.
Данное решение связано с очевидным ущербом, который наносит экологии добыча сланцевого газа с применением горизонтального бурения и ГРП. Площадки для бурения после окончания работ напоминают места ядерной катастрофы и превращаются в зону экологического бедствия. Если для США с их обширными и малонаселенными территориями Западного Техаса, Оклахомы и Северной Дакоты проблема выделения площадей под добычу и связанные с этим экологические риски пока выглядят не так уж очевидно, то во Франции в частности и в Европе в целом, да и в таких густонаселенных штатах США, как Пенсильвания, Вирджиния, Нью-Йорк, ситуация обстоит совсем иначе. Во Франции, с ее мощным научным потенциалом, достаточно быстро осознали потенциальные риски добычи сланцевого газа, что позволило критикам “сланцевой революции” говорить о том, что использование американских технологий равнозначно экспорту в Европу экологической катастрофы и превратит Францию в “глобальный могильник”. Очевидный риск отравить не только почву, но и грунтовые воды раствором ядовитых химикатов, применяемым при гидроразрыве пласта (slick water), вызывает самые серьезные опасения как у экологов, так и у обычного населения.
Экологические риски, связанные с вызванными фрекингом и добычей сланцевых нефти и газа неравномерностью нагружения массива пород и техногенными разломами, следующие.
- Осаждения и провалы почвы на значительных площадях, землетрясения и вибрации небольшой интенсивности
Гидроразрыв пород с закачкой больших объемов химического раствора с пропантом, последующее интенсивное извлечение газа и нефти охватывают фиксированный объем недр в общем массиве пород. Это создает колоссальные внутренние напряжения в массиве, зачастую приводящие к образованию разломов и субвертикальных провалов. Отсюда и экологические риски, связанные с нарушением не только ландшафта территорий бурения, но и структуры недр. Возникает феномен осаждения ландшафта, провалов почвы и роста сейсмоактивности в тех регионах, где ведется добыча сланцевого газа методом гидроразрыва пласта. Факт: штат Оклахома вышел на первое место в США, обогнав Калифорнию, по количеству землетрясений.
- Загрязнение подземных водных резервуаров
Механизм образования трещин в массиве пород, подвергающихся фрекингу, как результат неравномерного нагружения массива и вызванных этим локальных вертикальных сдвигов и провалов – тот же механизм, что вызывает землетрясения в Оклахоме, предопределяет риск загрязнения пластов пресной воды. По плоскостям техногенных разломов метан и химические жидкости для фрекинга могут мигрировать на тысячи метров в приповерхностные горизонты и проникать в водосодержащие пласты, отравляя их.
- Загрязнение ландшафта, поверхностных вод и почвы
Разливы на поверхность ядовитых химикатов, применяемых для фрекинга, происходят регулярно. Никакие меры предосторожности, такие как герметичные резервуары для хранения и очистки отработанных жидкостей, постоянный мониторинг на предмет их целостности во избежание утечек и попадания вредных веществ на поверхность, не снимают рисков аварийных разливов отработанных жидкостей на профиль местности со всеми вытекающими отсюда последствиями.
- Отравление атмосферного воздуха метаном
Метан может просачиваться на поверхность во время разработки из добычных скважин по плоскостям техногенных трещин, образованных вертикальными сдвигами в толще пород. Если работы ведутся в зоне проживания людей, то этот газ может скапливаться в погребах, подвалах и других помещениях, отравляя людей и животных. Произошедшие выбросы газа из скважин в Пенсильвании и Западной Вирджинии во время работ на газосланцевом месторождении Marcellus подчеркивают опасность для людей и экологические риски, связанные с бурением, гидроразрывам пластов и закачкой в скважины жидкостей под давлением.
- Иные неблагоприятные последствия добычи сланцевого газа
Шум, сопровождающий работы по бурению и гидроразрыву, вызывает головные боли и нервные расстройства.
Пары химикатов, используемых в растворе при добыче, могут вызывать проблемы со зрением, повреждать дыхательные пути, кожу, а также влиять на мозговую деятельность, пищеварительную и нервную систему. Причем проблемы могут возникать не только у работников, непосредственно находящихся на объекте добычи, но и у населения регионов, примыкающих к месту добычи. В Европе, по сравнению с такими штатами США, как Техас, Оклахома и Северная Дакота, плотность населения кратно выше и действует более строгое природоохранное законодательство.
На сегодняшний день большинство стран Европы, обладающие запасами сланцевого газа и нефти, вслед за Францией запретили добычу этих полезных ископаемых методом фрекинга. Последним государством в этом ряду стала Великобритания, принявшая в ноябре этого года закон, запрещающий применение фрекинга как метода добычи нефти и газа. В Украине, где правительством выданы разрешения на добычу сланцевого газа в ближайшем пригороде г. Харькова, население активно протестует, вплоть до угрозы социального взрыва, требуя запрета буровых работ.
Накопленные опыт и знания позволяют сделать однозначный вывод о недопустимости применения технологии фрекинга в районах проживания людей или активного земледелия. Применение фрекинга в этих местностях должно быть законодательно запрещено везде, где это еще не сделано.
Вторым развенчанным мифом фрекинга как метода добычи сланцевых газа и нефти является его прибыльность. Сегодня стало огромной проблемой то, что добыча этого сырья является объективно дорогостоящей. Низкая рентабельность, а порой и убыточность даже в условиях ценового диапазона в районе WTI $50 за баррель является подтвержденным фактом.
Наиболее интенсивный рост добычи нефти в США произошел в период роста мировых цен на нефть, превысивших в 2014 году $100 за баррель. Именно в это время индустрия нефтедобычи в США набрала колоссальный темп роста, приостановившийся в период обвала мировых цен на нефть в 2015-2016, но возобновившийся по окончании кризиса. Странам OPEC и России (OPEC+) пришлось потесниться и принять ряд кардинальных мер по ограничению собственных уровней добычи и экспорта нефти, чтобы не допустить нового обвала мировых цен.
К концу уходящего 2019 года темп роста добычи сланцевых нефти и газа достиг максимума. США, впервые за много десятков лет, довели и даже превысили уровень добычи нефти на своей территории до уровня ее потребления. Это колоссальный успех, но…
Слегка подсевшие мировые цены на нефть вскрыли так называемый секрет Полишинеля, то есть тот, который известен всем: крайне высокая закредитованность нефтяных компаний и неспособность, даже при незначительном понижении цен до ($50 WTI и $60 Brent), обслуживать кредиты. Прогнозы экспертов сходятся на том, что мировые цены на нефть просядут еще долларов на восемь-десять (это при бескризисном варианте развития событий), а это, соответственно, вытолкнет ряд компаний в зону убыточности.
В условиях отрицательной рентабельности положительное денежное сальдо обеспечивается ростом капвложений от внешних вливаний, дающих рост объема реализации. Иначе говоря, надо наращивать темпы ввода новых скважин, увеличивать объемы продаж добываемой нефти и тем самым обеспечить поток наличности, достаточный для покрытия себестоимости добычи, оплаты по кредитам и всех других текущих расходов компаний.
Максимальные дебиты скважин при их вводе в эксплуатацию после фрекинга гиперболически падают уже в первые два-три месяца добычи. Надо все быстрее вводить в добычу новые скважины, чтобы держаться на плаву, а перспективы возврата инвестиций призрачны. Отказ инвесторов финансировать новое бурение компаний, закредитованность которых находится уже на пределе, на практике означает приговор сланцевикам, не имеющим других источников капитала, чтобы оплачивать свои финансовые обязательства.
В ближайшее время надо ожидать череду предбанкротств в стане слонцевиков. Малые и средние нефтедобывающие компании потеряют свою капитализацию и станут легкой добычей мэйджоров, крупных независимых нефтедобытчиков и вертикально интегрированных компаний с диверсифицированным пакетом активов и объемом наличности на счетах.
Бурение новых горизонтальных скважин под добычу сланцевых нефти и газа фрекингом в США смысла не имеет. Если абстрагироваться от геополитических факторов, то реальных перспектив восстановления нефтяных цен выше $50 за баррель WTI нет. А значит, нет перспектив возрождения фрекинга.
Суммируя вышеизложенное, можно констатировать закат фрекинга как метода добычи сланцевой нефти.
- По экологическим основаниям: применение фрекинга в зонах проживания людей или в зонах сельскохозяйственного земледелия недопустимо. Это должно быть запрещено законами государств.
- Фрекинг как метод добычи нефти объективно дорог и в условиях снижения цен на нефть не имеет экономического смысла.
Для решения проблемы “сланцев” и в целом для всей трудноизвлекаемой нефти требуются прорывные технологии. Такие технологии уже есть, они могут на новом этапе создать рост добычи сланцевых нефти и газа.
Так, например, технология S-BTF (better than fracking), использующая принципиально новые для индустрии нефтедобычи физические механизмы, предлагает альтернативный фрекингу процесс. Технология обеспечивает создание в горном массиве сланцев густой сети микротрещин, объединяющих поры, содержащие нефть или газ, в единую гидродинамическую систему и придавая массиву сверхпроницаемость. Одновременно в пласте образуется новое давление – энергия движения нефти и газа из пор в добывающие скважины. Таким образом достигается полное извлечение нефти и газа из пор (SWEPT), обеспечивающее высокие дебиты скважин и в разы более высокий коэффициент извлечения нефти (КИН), в том числе и по уже отработанным скважинам в залежах с “истощенными” запасами.
В нефтяных и газовых бассейнах США – Пермском, Игл Форд, Баккен и других пробурены десятки тыс. скважин, которые в лучшем случае достигли предела КИН для фрекинга – уровня 6-7% от подтвержденных извлекаемых запасов. Эти скважины получат шанс вторичного использования для доизвлечения остаточных запасов нефти и газа, в несколько раз превышающих уже извлеченные. Себестоимость добычи нефти по этой технологии не превысит $3-$5 за баррель.
Будучи исключительно низкостоимостной, эта технология также удовлетворяет экологическим ограничениям стран ЕС, законодательно запрещающим гидроразрыв, но не добычу газа и нефти. То есть возникает возможность экологически безопасной добычи углеводородов во Франции, Великобритании, Польше, Украине и других странах Европы.
Возможно, что мы находимся на пороге нового витка сланцевой революции. (Forbes.kz/Энергетика Украины и мира)