Добыча газа. Способы добычи газа

Природный газ является углеводородной смесью, основу которой составляет метан. Помимо него, он включает другие компоненты: пропан, бутан, этан и вещества, не содержащие углеводородов. Он скапливается между горными напластованиями. Зачастую газовые запасы сопровождают нефтяные месторождения. Одним из интересных его свойств – у природного газа отсутствует цвет и запах. Добыча газа имеет огромное значение для современной промышленности и обеспечения быта населения.

Месторождения и запасы в разных географических областях

Наша страна является обладателем крупнейших месторождений голубого топлива. Далее, следуют США, Казахстан, азиатские государства бывшего СССР – Азербайджан, Узбекистан и державы Персидского Залива. Разработка месторождений осуществляется по всему земному шару. Кроме залежей на суше, активная добыча происходит и в мировом океане.

На территории Российской Федерации основные запасы располагаются в Сибири, а также присутствуют они на Северном Кавказе и в Черноморском бассейне. Есть несколько наиболее крупных месторождений.

Уренгой. Это крупнейшее месторождение в России, второе по объему запасов в мире.

Находка. А также располагается в Ямало-Ненецком АО. Его разработка началась в 2004г. Объем залежей в нем оценивается около 275 миллиардов кубов.

Ангаро-Ленское – на территории Иркутской области. Результаты оценки утверждают скопление там до 1,4 триллиона кубов.

Ковыктинское – в этой же области. В связи с тем, что это месторождение расположено в зоне вечной мерзлоты, оно наиболее трудоемко в разработке. Объем залежей составляет около 2 триллионов куб. м газа и до 120 миллионов кубов конденсата в жидком состоянии.

Штокманское. Располагается недалеко от Мурманска. По предварительной оценке, там находится до 3,8 триллиона кубов. Это месторождение еще не взято в разработку по причине глубокого залегания газа.

Монополистом по части разработки газовых месторождений в нашей стране является Газпром. На его долю приходится добыча около 74% всех отечественных запасов и 20% мировых. К задачам Госпрома, кроме непосредственных функций, относится газификация государства.

Классификации залежей газа

Предполагается что полезные ископаемые, в том числе природный газ, образовались в меловую эру. В то время на планете обитали крупные животные, сейчас вымершие. Приверженцы биогенного происхождения считают, что именно с этим связано образование природного газа.

Классифицируются залежи в зависимости от глубины их залегания и времени образования.

Наиболее глубоко расположенные ярусы именуются согласно местности нахождения. Они носят название:

Сеноманского.
Валанжинского.
Туронского.
Ачимовского.

Залежи газа по ярусам

Туронский слой относительно недавнего происхождения, глубина его залегания около 800 м. Он характеризуется неоднородным составом с большим количеством примесей, снижающих качество сырья.

Россия обладает огромными запасами газа Сеноманского яруса. Глубина месторождений составляет от 1 до 1,8 км. Эта разновидность свободного газа почти не содержит примесей, по большей части, включая метан. Добыча газа в данных условиях не требует его последующей очистки, поэтому наиболее целесообразно, с экономической точки зрения.

Ачимовский слой в настоящее время до конца не изучен. Он отмечается значительным уровнем содержания парафинов. Эти пласты характеризуются высоким внутренним давлением. Добыча газа этой разновидности у нас также осуществляется достаточно широко.

Валанжинский ярус находится на глубине до 3 км и является наиболее глубоким, по сравнению с остальными. Эти запасы сейчас уже истощаются.

Процесс добычи голубого топлива

Предшествующим добыче газа, является процесс геологоразведочных работ. Они позволяют точно определить объем и характер залегания месторождения. В настоящее время применяется несколько методов разведки.

Гравитационный – основывается на вычислении массы горных пород. Для газосодержащих слоев характерна значительно меньшая плотность.

Магнитный – учитывает магнитную проницаемость породы. Посредством проведения аэромагнитной съемки возможно получить полную картину залежей глубиной до 7 км.

Сейсмический – используются излучения, отражающиеся при проходе сквозь недра. Это эхо способны уловить специальные измерительные приборы.

Геохимический – изучаются состав подземных вод с определением содержания в них веществ, сопутствующих газовым месторождениям.

Бурение – наиболее эффективный метод, но в то же время самый дорогостоящий из перечисленных. Поэтому до его использования требуется предварительное изучение горных пород.

После того как месторождение определено и оценены предварительные объемы залежей, приступают непосредственно к процессу добычи газа. Производят бурение скважин на глубину размещения яруса полезного ископаемого. Чтобы равномерно распределить давление поднимающегося голубого топлива, скважину выполняют лесенкой либо телескопически (как подзорная труба).

Скважина укрепляется посредством обсадных труб и цементируется. Для равномерного снижения давления и ускорения процесса добычи газа, бурится сразу несколько скважин на одном месторождении. Подъем газа через скважину осуществляется естественным образом – газ перемещается к зоне меньшего давления.

Поскольку после добычи газ содержит различные примеси, следующим этапом является его очистка. Для обеспечения этого процесса вблизи месторождений строят соответствующие промышленные мощности по очистке и газа.

Добыча с использованием угольных шахт

Угольные пласты содержат большое количество метана, добыча которого не только позволяет получить голубое топливо, но и обеспечить безопасную эксплуатацию предприятий по угледобыче. Подобный способ повсеместно применяется в США.

Метод гидроразрыва

При добыче газа данным методом по скважине нагнетается поток воды или воздуха. Таким образом, происходит вытеснение газа.

Этот способ может вызвать сейсмическую неустойчивость разрушенных пород, поэтому он запрещен в некоторых государствах.

Особенности подводной добычи

Газовые запасы присутствуют, кроме суши, и под водой. В нашей стране обширные подводные месторождения. Подводная добыча выполняется с применением тяжелых гравитационных платформ. Они располагаются на основании, опирающемся на морское дно. Бурение скважин производится колоннами, располагаемыми на основании. На платформах размещаются емкости для хранения извлеченного газа. Далее он транспортируется на сушу через трубопровод.

Данные платформы предусматривают постоянное нахождение людей, выполняющих обслуживание комплекса. Численность может составлять до 100 человек. Эти объекты оборудуются автономным энергоснабжением, площадкой для вертолетов, помещениями персонала.

При вблизи берега, скважины выполняются . Они начинаются на суше, уходя основанием под шельф моря. Добыча газа и его транспортирование выполняется стандартным порядком.

Хранение и транспортировка добытого топлива

После добычи газ размещается в закрытых непроницаемых емкостях – стальных резервуарах, которые, для надежности, имеют сдвоенные стенки. Возможно их изготовление на основе алюминиевых сплавов. Межстеночное пространство заполняется нетеплопроводным материалом, которые препятствует нагреванию газа.

Наиболее масштабными являются подземные хранилища сжиженного газа. Горные породы выступают в роли стенок. Для большей надежности, они бетонируются.

При постройке подобных резервуаров, вырываются глубокие котлованы, которые, после бетонирования стен, закрываются стальным перекрытием.

Транспортировка природного газа осуществляется по , произведенным из труб большого диаметра. В системе стабильно поддерживается давление до 75 атм. Это обеспечивается компрессорными станциями, располагающимися с определенной периодичностью.

По морю транспортировка газа осуществляется с помощью специальных судов-газовозов (танкеров). Для этого газ требуется предварительно подготовить. На борту танкеров размещаются емкости, в которых газ находится в особых температурных условиях под определенным давлением.

Подобная транспортировка экономически целесообразна, если расстояние между потребителем и разработкой месторождения не превышает 3 тыс. км. Она предполагает предварительную постройку завода, сжижающего голубое топливо, и оборудование порта.

Влияние на экологию

Газодобывающие системы оказывают серьезное влияние на экологию. По статистике, 35% общего количества выбросов в воздушное пространство относятся к этому сектору промышленности. При этом лишь 20% из них нейтрализуются. Выбросы вредных веществ компрессорных станций происходят при следующих операциях:

залповый характер выброса (при продувке газопровода);
при смазке дегазационного бака;
в случае срабатывания пневматических кранов.

Особенно опасна для природного равновесия добыча сланцевого газа. Этот процесс, как правило, производится методом гидроудара. При этом в используемой жидкости содержатся ядовитые компоненты, впоследствии проникающие в почву. Возможен также их выброс в атмосферу. Вызывает опасность данный процесс и в области сейсмологии.

Для того чтобы минимизировать негативные последствия для окружающей среды, добыча и газа должна выполняться по разработанной технологии, учитывающей эти моменты.

Природный газ поднимается по скважине за счет естественной энергии. Его добычей занимаются в Америке, Европе, Африке и других регионах. Седьмая часть всей мировой добычи приходится на долю «Газпрома».

Добыча «вслепую»

Природный газ заключен в мельчайшие поры, которыми обладают некоторые горные породы. Глубина, на которой находится природный газ, колеблется от 1000 метров до нескольких километров. После проведения геологоразведочных работ , когда установлено, где именно находятся залежи, начинается процесс добычи газа , то есть его извлечения из недр, сбора и подготовки к транспортировке.

Главной особенностью добычи газа по сравнению с добычей твердых полезных ископаемых является то, что газ остается скрытым в герметичных конструкциях на всех этапах - с момента извлечения из пласта и до момента, когда попадает к потребителю.

Бурение скважин

Газ извлекается из недр при помощи специально пробуренных скважин, которые называются добывающими или эксплуатационными. Вообще разновидностей скважин существует множество - они используются не только для добычи, но и для изучения геологического строения недр, поиска новых месторождений, вспомогательных работ и так далее.

Зачем бурить «лесенкой»

Трубы для укрепления стенок скважин могут вкладываться одна в другую - по принципу подзорной трубы. Так они занимают гораздо меньше места и хранить их удобнее.

Давление должно распределяться равномерно.

Глубина скважины может достигать 12 км. Такая глубина может быть использована для исследования литосферы.

Ствол скважины укрепляют специальными обсадными трубами и цементируют.

После скважины

Природный газ поднимается на поверхность за счет естественной энергии - стремления в зону с наименьшим давлением. Поскольку газ, полученный из скважины, содержит множество примесей, его сначала отправляют на обработку. Недалеко от некоторых месторождений строятся установки комплексной подготовки газа , в некоторых случаях газ из скважин сразу попадает на газоперерабатывающий завод.

Объемы добычи

Сегодня на долю «Газпрома» приходится 74% российской и 14% мировой добычи газа.

В таблице, приведенной ниже, сопоставлены объемы добычи газа во всем мире, в России в целом и объемы добычи «Газпрома»:

	Мир в целом, млрд куб. м	Россия, млрд куб. м	ОАО «Газпром», млрд куб. м
2001	2493	581	512
2002	2531	595	525,6
2003	2617	620	547,6
2004	2692	633	552,5
2005	2768	641	555
2006	2851	656	556
2007	2951	654	548,6
2008	3065	665	549,7
2009	2976	584	461,5
2010	3193	649	508,6
2011	3291,3	640	513,2
2012	3363,9	655	487

Данные о мировой добыче газа взяты из отчета BP.

Россия – страна, в которой сосредоточены крупнейшие в мире, даже самые уникальные месторождения газа, которая обеспечивает своим голубым топливом весь мир, и не собирается останавливаться на достигнутом

Энергетика - основная «пища» экономики, от нее зависит жизнеобеспечение любой страны. Для каждого государства нехватка природных энергоресурсов становится весомым основанием для разработки новых альтернативных источников энергии. Хотя, справедливости ради, следует отметить, что существующие на сегодняшний день виды топлива, нефть, газ, уголь и атом, сохранят статус основных видов получения энергии еще надолго.

И в этом смысле трудно переоценить роль газовой промышленности. Разработки и добыча газа в России, а также поставки его на мировой рынок вывели страну на лидерские позиции. Хоть этим видом сырья Россия наделена весьма щедро, такая роль им обретена далеко не сразу.

Но прежде чем познакомиться с историей активных газовых разработок на территории Российской Федерации, поговорим о месте, которое отводится природному газу в мире.

Голубое топливо на планете Земля

По добыче природного газа более четверти мирового объема принадлежит США, которые по итогам 2016 года остаются безусловным лидером. На втором месте - Россия с объемом около 20% суммарного производства десяти лидирующих регионов.

Рис. 1. Мировые лидеры по добыче природного газа по результатам 2016 года, млрд куб. метров
Источник: сайт promdevelop.ru

Но нахождение в списке лидеров по производству газа не означает лидерство в мировой торговле топливом. Согласно данным Организации стран-экспортеров нефти, экспортоориентированными из них являются лишь восемь.

Рис. 2. Лидеры мировой торговли газом, 2016 г.
Источник: сайт promdevelop.ru

Основные районы добычи

На карте отражена география распространения крупнейших мест добычи газа на всем земном шаре. Считается, что таковых на планете 20 - крупнейших газовых месторождений, с запасами газа около 1200 млрд куб. метров.

4 в США - в Мексиканском заливе и на Аляске;
9 в районах Западной Сибири, Дальнего Востока и Сахалина, шельфы двух морей — Баренцева и Карского в Российской Федерации;
2 месторождения в пределах Ирана, Катара и Саудовской Аравии в Персидском заливе;
1 в южных районах Туркменистана;
3 в Алжире и Нигерии;
1 в Тариском бассейне Китая.

Крупные месторождения есть также в Северном море Норвегии и на землях Канады в пределах острова Ньюфаундленд северных провинций, включая шельф Западно-Канадского бассейна.

Конечно, основные залежи сосредоточены на территориях государств-лидеров добычи данного ресурса.

Рис. 3. Местоположение крупнейших газовых месторождений
Источник: сайт promdevelop.ru

Согласно сведениям, опубликованным ОПЕК, во всех государственных месторождениях не больше 180 трлн куб. метров газа. Еще не меньше 120 трлн пока не разведанных запасов и для глобальной добычи недоступных по причине слишком большой глубины залегания. Так что оставшиеся запасы в условиях, когда потребление голубого топлива неустанно растет, в ближайшие 65 лет будут использованы.

Способы добычи газа

Природный газ извлекается из земных глубин с помощью скважин:

под естественным давлением (устранение примесей в таком газе позже происходит на газоперерабатывающем заводе или на специальной станции);
из угледобывающих шахт (в практике работы угледобывающих шахт в Штатах для предотвращения взрыва);
гидроразрыв (считается, что такой способ может спровоцировать землетрясение, потому под запретом в некоторых странах);
под водой (при маленькой глубине устанавливаются высокие сваи, при больших глубинах - плавучие, а при особо больших, выше 3000 м - полупогруженные платформы с буровой вышкой в центре).

Добыча природного газа в РФ

В экономике России газовой отрасли отводится стратегическая роль. А для ее бюджета экспорт природного газа входит в список основополагающих статей. Свою роль сыграло большое количество месторождений этого горючего топлива, инновационные технологии, на них применяемые, и обширные запасы ископаемых в недрах.

Только вот складывалась история газовой отрасли непросто.

Истоки

В отсутствие добычи природного газа в России газоснабжение городов до революции осуществлялось искусственным путем. Он получил название «светильного». Получали его на газовых заводах сухой перегонкой из каменного угля и использовали для бытовых целей и освещения городов. Первое такое предприятие было образовано в Петербурге в 1835 году, а сырье для него доставлялось из-за границы. Так зарождалась российская газовая промышленность.

В 1855-м немцем Бунзеном изобретена газовая горелка, а в 1865-м - газовый завод построен в Москве, а в 1891 в России было уже тридцать таких заводов, не считая 180 газогенераторных установок малой мощности. И все же это было значительно меньше, чем в главных капиталистических странах мира. В одной только Великобритании газовых заводов было около 600.

С открытием месторождений природного газа, который куда экономичней искусственного, системе газоснабжения предстояло начать переход на естественный горючий ресурс.

Первые открытия были бессистемными. Это и выделение вместе с водой газа с сероводородом на глубине 112 метров, когда в районе Астрахани бурили скважины на воду (1840). И выход газа на Апшеронском полуострове, в Саратове, Мелитополе и др. при бурении скважин на воду.

Набирала обороты нефтедобыча, а вместе с нефтью пришлось соприкоснуться с постоянным ее спутником - попутным нефтяным газом (ПНГ). Котельные Баку и Грозного первыми в 1880-м начали использовать его в качестве топлива. Нефтяной газ постепенно получал все большее применение для бытовых и промышленных нужд.

Развитие газовой промышленности

Так называют период с 1922 года, когда забил газовый фонтан в Сураханах. Нашлись бакинские нефтедобывающие фирмы в Баку, заинтересовавшиеся этим событием и начавшие бурить скважины на газ. В промышленности уже применялись металлические трубы, а здесь по ним газ, добытый из скважин, подавался на НПЗ, где его использовали как топливо при переработке нефти.

В 20-х годах в молодой Советской России насчитывалось лишь 5 газовых месторождений:

«Дагестанские Огни»;
Мелитопольское;
Мельниковское;
Ставропольское;
Сураханское.

Добывалось на них около 15 млн куб. метров в год. Тогда, после Гражданской войны, и начались плановые изыскания природного газа.

А искусственный газ стал применяться для отопления, на нем готовили пищу. Его (коксовый, доменный, генераторный) получали из бурого и каменного угля, горючих сланцев, древесины и торфа.

И хоть появился уже в 1923-м в Баку первый газобензинный завод, природный газ еще не был оценен по достоинству. Ситуация изменилась с созданием в 1933 году «Главгаза». Одно за другим открывались новые, чисто газовые месторождения в Коми:

«Седельское» (июль 1935);
«Войвожское» (1943);
«Нибельское» (1945).

В Саратовской области в годы войны:

«Елнашское»;
«Курдюмское»,

А также в Ставропольском и Краснодарском краях, Куйбышевской, Оренбургской областях, на Северном Кавказе, Средней Азии, Азербайджане, Украине и др.

Даже построен прямо перед началом Великой Отечественной войны первый в стране газопровод (20 см в диаметре, 68 км в длину) от Дашавского газового месторождения до г. Львова, в 1943-м - газопроводы Похвистнево - Куйбышев, Елшанка - Саратов, Бугуруслан - Куйбышев, Курдюм - Князевка и другие, а в 1944 году начало строительства магистрального газопровода Саратов - Москва.

Не зря саратовцы свой родной город считают колыбелью газовой промышленности России. Во-первых, именно здесь в 1906 году был получен природный газ, который стал топливом на кирпичном и стекольном заводах, построенных хозяином хутора, где собственно бурилась та самая артезианская скважина на воду. А само месторождение получило название Мельниковского (Дергачевского), только запасы газа на сегодня здесь уже иссякли.

Во-вторых, появилась знаменитая монография академика И. М. Губкина «Урало-Волжская либо Восточная нефтеносная область», а в кратком ее изложении в «Технике молодежи» в 1939-м этот регион Нижнего Поволжья был назван «Вторым Баку».

В-третьих, с пуском в июле 1946-го магистрального газопровода, первого в стране, «Саратов-Москва» в России началась история «большого газа».

Рис. 4. Даешь газопровод!
Источник: сайт ibirzha.kz

И пусть в самостоятельную отрасль народного хозяйства она выделилась из нефтяной промышленности только в 1956-м, своим днем рождения отечественная газовая промышленность вправе считать 11 июля 1946 года, когда природный газ, что горел в квартирах москвичей, заменил собой:

1 000 000 кубов дров;
650 000 тонн угля;
150 000 тонн керосина;
100 000 тонн топочного мазута.

Топливная промышленность страны окончательно поменяла дрова, уголь и торф на газ.

К тому же, открывались новые, уникальные по составу и запасам газовые месторождения Западной Сибири. Их освоение давалось непросто: заболоченные территории, вечная мерзлота, суровый климат

Рис. 5. Легендарный газовый проект - строительство газопровода «Бухара-Урал» 1961
Источник: сайт ura.news

Поворотным для экономики страны стал год 1966. Начинаются поставки советского газа во многие страны.

«Природный газ находит широкое применение в качестве дешевого сырья в химической промышленности и экономичного вида топлива в черной металлургии и других отраслях промышленности»
(Издание ЦСУ РСФСР 1967 года «РСФСР за 50 лет»).

Месторождения Узбекистана, Азербайджана, Казахстана (Карачаганакское месторождение) и Туркмении в истории советской газовой отрасли играли значительную роль. Они и сегодня в числе крупнейших. Но к моменту распада СССР добыча на территории бывшей РСФСР достигала 75% общего объема, добываемого в стране голубого топлива, и с 6,2 млрд куб. м выросла до 727,4 млрд.

Рис. 6. Доля Российской Федерации в добыче газа СССР
Источник: Росстат (сборники ЦСУ СССР и РСФСР, Госкомстата)

Не миновал отрасль и известный кризис 1998 года. Кризисные явления удалось преодолеть. На рынке появилось новое акционерное общество «Газпром», которое занимается добычей и транспортом газа в современной России, которое является сегодня не просто одним из , но и крупнейшим игроком мирового рынка газодобычи.

Рис. 7. Газовый гигант ПАО «Газпром»
Источник: сайт contrpost.bosenko.info

С этим холдингом неразрывно связан современный период газовой промышленности.

Современность

Отрасли никогда не быть столь важной и прибыльной, если бы не огромные запасы указанного топлива, на которых она базируется. При этом российское голубое топливо в Европе сейчас самое дешевое.

«Газпром» назвал текущую себестоимость добычи газа. Сейчас она на уровне $20 за 1000 куб. м - это самый низкий показатель в мире» («Ведомости», июнь 2016).

Месторождения и запасы

По оценкам, запасы российского газа составляют порядка 200 трлн куб. метров, а к 2030 году его будет добываться уже более 800 млрд куб. метров в год (для справки: за 2016 год этот показатель равнялся 641 млрд), что позволяет и собственные потребности обеспечить, и экспортируют значительное его количество.

Рис. 8. Запасы природного газа в Российской Федерации
Источник: сайт promdevelop.ru

Лидером по добыче остается Западная Сибирь. Это основной район добычи газа в России, важнейшее звено отечественной газодобычи, где добывается 90% этого горючего топлива. Если говорить о российских регионах, это Ямало-Ненецкий АО (сосредоточено 4/5 добычи), Астраханская и Иркутская области, а также Красноярский край и др., это шельфы Баренцевого и Карского морей.

На территории России расположены крупнейшие в мире, даже самые уникальные месторождения:

Уренгойское.
Оно относится к супергигантским и прочно удерживает третье место на планете. Объём газа - 16 трлн куб. метров - и это лишь примерная оценка. Обнаружено оно в 1966-м, капитальная добыча началась в 1978-м, а появился на мировом рынке в 1984-м.
Ямбургское.
В числе крупнейших мировых месторождений, с запасами почти в 8,2 трлн куб. метров газа, где он добывается в условиях вечной мерзлоты (40-50 м промерзшей земли). Открыто в 1969 году на полуострове Тазовский в Ямало-Ненецком АО, добыча в промышленных масштабах начата в 1980-м.
Бованенковское.
Также не уступает многим мировым месторождения. Объем оценивается в 4,9 трлн кубометров. Открыто в 1971-м на Ямале. Постоянная добыча начата в 2012-м. Газ поставляется на экспорт, в основном, в Китай.
Штокмановское.
Считается одним из самых богатых по запасам газа и газового конденсата. Объёмы газа и конденсата исчисляются цифрами в 3,94 трлн куб. метров и 56 млн тонн соответственно. Обнаружено в 1981 году в Баренцевом море на глубине 300-400 метров, а уже в 1988-м произведена первая пробная добыча. В планах пуск месторождения на полную мощность в 2019-м.
Ленинградское.
Газоконденсатное месторождение на юго-западной части Карского моря открыто в 1992-м и сразу оценено как гигантское. Количество газа в нем может быть порядка 3 трлн куб. метров, конденсата - почти 3 млн тонн.
Русановское.
Уникальное месторождение в Карском море на континентальном шельфе Северо-Западной платформы открыто в 1992 году на глубинах от полутора до двух с половиной километров. По оценкам, запасы - 779 млрд тонн газа (предполагается, что цифра эта может достичь 3 трлн куб. метров) и 7,8 млн тонн газового конденсата.
Заполярное.
Газоконденсатное месторождение, пятое в мире по запасам газа. Открыто в 1965 году между Уренгоем и посёлком Тазовский, запущено в эксплуатацию в 2001-м. Запасы оценены в 2,6 трлн куб. метров.
Медвежье.
Уникальное газовое месторождение в Ямало-Ненецком округе. Выдаёт около 4% газовой добычи России. Открыто в 1967-м, а с 1972-го - в постоянной эксплуатации, но выработано лишь вполовину. Начальные запасы газа, по оценкам, 4,7 трлн кубометров.
Астраханское.
Берёт начало с 1976 года. Обнаружено рядом с Астраханью. Запасы оцениваются в 2,5 трлн куб. метров газа и 400 млн тонн конденсата. Эксплуатация началась в 1987-м. А новое открытие в 2014-м в этом районе ещё одного крупного месторождения газа лишь служит подтверждением, сюрпризов в регионе еще хватает.
Сахалин-3.
Перспективный проект по освоению и разработке сразу нескольких крупных газовых месторождений, которые открываются в Тихом океане с конца 1970-х. Основные из них: Киринское, Южно-Киринское и Мынгинское. Добыча газа планируется на уровне 1,1 млрд куб. метров газа. Начальные запасы оценивались на уровне 162,5 млрд куб. метров газа.

По своему химическому составу природный газ является наиболее чистым и экологичным топливом. По сравнению с другими видами топлива, материал очень эффективен в промышленности и жилой сфере. Минимальный вред окружающей среде при сгорании газа и высокий КПД объясняет востребованность в данном виде топлива, большие запасы которого имеются на территории России и некоторых других государств.

Месторождения природного газа

Кроме всем известного природного газа, составляющего основу экономики страны, существуют месторождения его сланцевого аналога. Добывать сланцевый газ намного сложнее, при этом наносится огромный вред окружающей среде. Поэтому добыча сланцевого газа не так распространена, в отличие от природного.

Природный газ

Залегают подземные источники на глубине от нескольких сотен метров до нескольких километров. Подземная порода обладает пористой структурой, в которой скапливается газообразное вещество. Эти поры соединяются каналами и могут представлять собой обширные области. Визуально месторождение природного газа представляет собой куполообразный подземный резервуар, верхняя часть которого заполнена газом. Ниже находится более тяжелая нефть или пластовая вода. Чем меньше заглубление естественного резервуара, тем ниже себестоимость добычи материала.

Способы добычи природного газа

Благодаря разности давления в природном резервуаре и на поверхности земли, выход газа при наличии соответствующего пути происходит за счет собственной энергии. Организации, занимающейся газодобычей, требуется подготовить в осваиваемом пласте несколько скважин, при помощи которых удается компенсировать давление на разных участках. Весь процесс от добычи углеводорода до его поставки конечному потребителю организован таким образом, что летучее вещество все время находится в герметичных емкостях.

Интересно:

Почему мокасины носят без носков?

Для извлечения газа выполняется бурение с последующей установкой в скважину герметичных труб. Трубы вкладываются друг в друга по методу подзорной трубы. Буровая установка оснащается мощным инструментом, способным разбить твердые пласты камня. По мере увеличения глубины растет сопротивление породы, а скорость работы снижается.

Для укрепления стенок скважины и вывода на поверхность разбитого камня и грунта, в трубу установки закачивается специальный глинистый раствор. Поднимаясь обратно по стенкам трубы, раствор выносит на поверхность отработанную породу, а также создает на стенках плотный защитный слой. Полученная корка засыхает и становится естественным укреплением. После извлечения на поверхность, материал подается на специальные газообрабатывающие комплексы.

Обработка и транспортировка природного газа

Извлеченный на поверхность материал не пригоден к немедленному использованию, так как в его составе много примесей и воды. Обработка вещества на специальных предприятиях позволяет снизить количество примесей до минимума, а также осушить газ и придать ему знакомый запах. В результате вещество становится пригодным для отправки потребителю.

Интересный факт: чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество одорантов, имеющих сильный неприятный запах.

Передача природного газа по трубопроводам

Так как природный газ занимает большой объем, транспортировка его в имеющемся виде невыгодна. Вещество охлаждают и сжимают до жидкого состояния, в результате его объем уменьшается в 640 раз. Транспортировка такого материала давно отработана и может осуществляться несколькими способами. Наиболее выгодной считается передача природного газа по трубопроводам.

Газодобывающая промышленность является самой молодой отраслью топливно-энергетической промышленности России. Ее основные составляющие – это добыча, хранение и транспортировка природного газа. На территории страны сосредоточены самые большие запасы этого топлива – 1/3 мировых запасов.

По оценкам специалистов газовый потенциал оценивается в 173 триллион м 3 . Каждый год открываются новые месторождения, основная часть которых сосредоточена в Западной Сибири.

Состав и применение природного газа

Простейшим определением природного газа можно назвать смесь углеводородов, основу которой составляет метан (химическая формула СН 4). 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.

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).

Собственником месторождений является газовый монополист, крупнейшая газодобывающая компания в мире – Газпром, она обеспечивает 94% всего объема добываемого в стране газа.

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.

Добыча природного газа

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

Виды буровых скважин по добыче природного газа в водоёмах

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

Голубое топливо транспортируется в районы потребления по магистральному трубопроводу

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.

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.