Считается, что история происхождение нефти и газа на Земле относится палеозойской и мезозойской эре и к соответствующим периодам ( пермский, девонский, ордовикский, силурийский).
Нефть, газ и уголь имеют как органическое, так и неорганическое происхождение, и в частности, сланцевый уголь состоит из органических и неорганических веществ. На дне морей и больших озёр, фонтанирующая нефть служит питанием для микробактерий, которые участвуют в экологических циклах жизнедеятельности водорослей, рачков, рыб.
Цель получения метана CH4 из сланцев была достигнута в США в 1821 году. О возможностях получения сланцевого газа из угля писал Д.И. Менделеев (1875). Промышленное значение переработки сланцевого угля было значительно в Германии, Во время 2 мировой войны, Германия получала около 4 млн. тонн синтетического топлива в год. После войны, немецкие учёные были вывезены в США, где они продолжили свои разработки.
Сланцевый газ существует в природе. Сланцы, способные при пиролизе (термическом разложении без доступа воздуха) выделять большое количество смолы, близкой по составу к нефти, - это горючие сланцы. Каменный уголь может иметь почти минеральный состав и быть почти непригодным энергоносителем.
Горючие сланцы сформировались около 450 миллионов лет назад на океанском дне из растительных и животных останков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, кварц, пирит) и органических частей (кероген). Органическая часть, составляющая от 10 до 70% массы породы, — это био- и геохимически преобразованные простейшие водоросли, поэтому сланцы содержат значительное количество микроэлементов, которые растения накопили в результате жизнедеятельности.
Характерной особенностью месторождений газа в сланцах является то, что, в отличие от традиционных углеводородных ловушек (порода-коллектор в форме линзы, покрытая породой-изолятором), сланцевый пласт одновременно является и коллектором и изолятором, то есть газ довольно равномерно распределяется по всему пласту.
Как и нефть, газ обычно накапливается в пластах пористых и проницаемых геологических пород (известняков, доломитов, песчаников), прикрытых относительно непроницаемыми породами, которые предотвращают утечку углеводородов к земной поверхности.
Любопытная особенность природного газа — многообразие форм его залегания в земных недрах: газообразном, жидком и твердом состоянии. В газообразном состоянии он может накапливаться в газовых залежах или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений. В природных условиях газ также встречается в растворенном состоянии в нефти или воде, а при пониженных температурах и специфическом давлении — в твердой форме в виде естественных газогидратов [5].
Оценки запасов угля, млрд. тонн
Россия — 78
США — 60
Китай — 28
Австралия — 22
Индия — 18
Германия — 16
ЮАР — 13
Украина — 8
Казахстан — 8
Польша — 3
ВСЕГО в мире: 260
Технологии получения газа из сланцев состоят в бурении неглубоких скважин (от 100 м) с последующим гидроразрывом пластов, суть которого заключается в закачке водно- песчаной смеси с химическими реагентами. Объём закачиваемых под землю масс составляет от 7 тысяч тонн, а в качестве известных химических реагентов используется около 85 вредных токсических веществ, использование которых является коммерческой тайной. Это позволяет закачивать в землю сколь угодно вредные вещества, включая ядерные отходы - что является бонусом сервисных компаний, занимающихся гидроразрывами пластов при добыче нефти и сланцевого газа.
Цены на газ обычно выражаются в $ за 1000 куб.м. и за миллион британских термических единиц (БТЕ/BTU). По данным Shell, цены на природный газ в США в 2013 г. колеблются на уровне $4 за миллион британских термических единиц (БТЕ). По прогнозам Shell, долгосрочная стоимость природного газа в США будет колебаться в диапазоне от $4 до $6 за миллион BTU.
С учетом затрат по импорту СПГ американский газ будет поступать в Европу по ценам в $8-10, что сравнимо с европейскими ценами на газ, которые в последние несколько лет остаются на уровне $8-11 BTU.
Ставку на американский СПГ в этом году в Европе сделала Великобритания. Объемы добычи газа и нефти на основных британских месторождениях в Северном море падают. Британская Centrica заключила контракт на импорт газа из США на ;10 млрд. Премьер Дэвид Кэмерон при этом заявил, что “будущие поставки газа из США обеспечат британцев доступным источником топлива”.
В начале октября в интервью радиостанции BBC Radio бывший министр по делам энергетики и изменения климата Крис Хьюн заявил, что Великобритании “увеличение поставок природного газа из США поможет постепенно выровнять цены на газ в США и в остальных странах мира”.
По сведениям директора Института проблем нефти и газа РАН академика Анатолия Дмитриевского, себестоимость добычи сланцевого газа в США на 2012 год — не менее 150 долларов за тысячу кубометров. По мнению большинства экспертов, себестоимость добычи сланцевого газа в таких странах, как Украина, Польша и Китай, будет в несколько раз выше, чем в США.
Процессы получения сланцевого газа усиливаются под действием катализаторов, одним из которых является железо. Содержащееся в породах железо может становиться природным катализатором в процессах получения сланцевого газа.
Себестоимость сланцевого газа выше, чем традиционного - прежде всего в связи с тем, что природный газ имеет внутреннюю потенциальную энергию, облегчающую его добычу и транспортировку. В России себестоимость природного газа со старых газовых месторождений, уже с учётом транспортных расходов, составляет около $50 за тыс. куб. м.
Во Франции действует введённый в 2012 году 5-летний запрет на использование технологии гидроразрыва для разработки запасов сланцевого газа. Практически невозможным дальнейшее развитие обычных способов добычи газа, связанные с гидроразрывами, стало невозможно и в Германии, где также ужесточаются экологические требования.
Для разработки сланцевого газа в Украине по конкурсу в мае 2012 года в Донецкой и Львовской области, стали Shell и Chevron, соответственно. Ожидается, что промышленная добыча на этих участках начнется в 2018—2019 годах. 25 октября 2012 Shell начала бурение первой поисковой скважины газа уплотненных песчаников в Харьковской области. Соглашение между компанией Shell и «Надра Юзовская» о разделе продукции от добычи сланцевого газа на Юзовском участке в Харьковской и Донецкой областях было подписано 24 января 2013 года, в Давосе (Швейцария) при участии В.Януковича.
По имеющимся данным, Украина для добычи газа из сланцев намерена использовать технологию гидроразрыва пласта (фрекинга), которая используется в США. При использовании этой технологии в горизонтальную скважину закачивается химический раствор, причем половина закачанных объемов возвращается на поверхность вместе с газом и требует утилизации либо захоронения. А часть, остающаяся под землей, сама по себе образует фактическое захоронение токсичных отходов[2], что угрожает экологии Курской и Брянской области.
Реки, текущие в сторону Чёрного и Каспийского моря, берут своё начало от Урала; это значит, что под землёй существуют адекватные потоки воды, берущие своё начало от солёных морей и озёр - из Каспийского озера и из Средиземного моря. Загрязнение подземных потоков воды, проходящими под нефтегазовыми и угольными пластами, приведёт к загрязнению рек, которые доселе являются пресноводными [3].
Из числа опасных веществ, закачиваемых под землю, наиболее известными являются формальдегид (канцероген), хлорид аммония, уксусный ангидрид, метиловый и пропаргиловый спирты, соляная кислота и другие. Анализы воды из колодцев вблизи месторождений показывают, что часть химикатов просачивается на уровень водоносного горизонта [4].
К числу опасностей технологий добычи сланцевого газа относят выбросы метана, приводящие к болезням сердца у людей и животных, а также повышение гамма-радиоактивности при общем усилении парникового эффекта в атмосфере.
============================
[1] В.Путин о сланцевом газе
http://www.youtube.com/watch?v=YJprZ5VyGuU
[2] Об экологических опасностях добычи сланцевого газа в Украине
http://www.gazeta.ru/business/2014/01/17/5854261.shtml
Об экологических проблемах получения сланцевого газа
http://neftegaz.ru/tech_library/view/4022/
[3] О происхождении рек
http://www.proza.ru/2010/05/26/285
[4] О вредных веществах, используемых при гидроразрывах
http://www.kommersant.ru/doc/1652512
[5] О сланцах
www.kommersant.ru/doc/1652509