Спецпроект. Фрекинг – что за зверь? Разбираем мифы о добыче газа

На газовом участке под названием «Юзовская площадь» специалисты продолжают изучать местность, чтобы в дальнейшем добывать газ на территории Харьковской и Донецкой областей. Сегодня специалисты компании «Нафтогаз» изучают геолого-технические данные скважин, которые были здесь пробурены от 60 до 20 лет назад.

Ранее «Новости Донбасса» писали о том, что международная компания Shell совсем ненадолго зашла на участок, но не успела начать бурение поисковых скважин и добывать, так называемый, «сланцевый газ». Украинский оператор соглашения о распределении продукции по Юзовской площади тоже не планирует заниматься разработкой залежей газа сланцевых толщ. Среди дальнейших планов – восстановление старых скважин для изучения потенциала залежей в плотных породах и бурение новых скважин для поиска и добычи традиционного газа. Речь идет только о традиционном газе и газе плотных коллекторов. Но чтобы было экономически целесообразно добывать такой газ, нужно использовать технологию интенсификации добычи – гидравлический разрыв пласта или, как его еще называют, фрекинг.

Как происходит гидроразрыв пласта?

Для начала нужно пояснить, что гидроразрыв пласта (ГРП) – процесс без взрывов. Эта технология не является новой и впервые начала применяться еще с середины прошлого столетия – в конце 40-х годов в США и в начале 50-х в Советском Союзе, в том числе и на территории Украины. Уже в 2000-х на украинских месторождениях удалось провести успешные операции ГРП и с 2016 года технологию применяют в промышленных масштабах.

ГРП является достаточно распространенной технологией, ежегодно в мире проводится около 1 миллиона таких операций. Цель гидроразрыва – создать множество мелких трещин в газоносном пласте на глубине от 3000 до 6000 м. В скважину закачивается водная жидкость под большим давлением.

«Мы этот канал делаем не взрывами, а большим гидравлическим давлением. То есть закачивается вода вместе с песком (99-99,5 % – вода и песок, 0,5-1 % химических добавок, – ред.) и под большим давлением мы делаем микроскопические трещины для поступления газа в скважину», – объясняет директор госпредприятия «Шебелинкагаздобыча» Юрий Фесенко.

В «Нафтогазе» отмечают, что химических примесей в жидкости для ГРП крайне мало и большинство химических компонентов, из которых они состоят, содержатся в предметах домашнего обихода, и даже в пищевых продуктах и напитках, которые мы употребляем каждый день. Например, наиболее распространенным компонентом жидкостей гидроразрыва является гуар – естественный полимер, который получают из растения, относящегося к семейству бобовых. Гуар позволяет поднять вязкость воды и доставить в скважину песок для укрепления трещин от смыкания.

Реагенты хранят в специальных герметичных смесительных установках и металлических емкостях.

Чтобы увеличить, нажмите на инфографику

«Грязная» вода из скважин попадет в реки и почвы?

Технология фрекинга стала причиной не только для научных исследований, но и для мифов. Например, среди жителей Донецкой области есть опасения, что жидкость, которую используют для гидроразрыва, после отработки попадет в реку Северский Донец – водную артерию всего региона. 

Как отмечает начальник отдела научно-обоснованного проектирования бурения скважин в УкрНИИгазе (подразделение «Укргаздобычи») Юрий Милютенко, состав жидкости, необходимой для ГРП, это не случайный набор токсичных веществ, а перечень реагентов, проверенных и утвержденных министерством здравоохранения Украины. 

«Каждый реагент, который добавляется в воду для приготовления этой жидкости, до того, как попасть в раствор, проходит государственную санитарно-эпидемиологическую экспертизу, которая дает заключение, можно ли ее использовать. Компания, которая ввозит эти реагенты в Украину, до того, как их продать, должна получить заключение от экспертов», – пояснил Милютенко.

Разрыв пласта происходит из-за давления, задача же реагентов – сделать так, чтобы жидкость по консистенции напоминала кисель. А кварцевый песок или пропант, который добавляют в жидкость, должен заполнить все образовавшиеся микротрещины и укрепить их. 

«Если в скважину закачать обычную воду с пропантом, он выпадет прямо на забое, образуется песчаная пробка и в пласт ничего не попадет. Давление тем временем быстро вырастет. Чтобы песок не собирался в одном месте, а был расконцентрирован по всему объему закачки, жидкость делают умеренно вязкой с помощью реагентов», – рассказал эксперт.

Так выглядит пропант.

По мере освоения скважины, до 50% закачанной жидкости возвращается обратно. Но, как утверждает специалист, в этой жидкости не будет яда. Максимум, который там может быть – это примеси пластовой воды. Разумеется, эта вода не предназначена для использования в быту или сельском хозяйстве.

«У этой жидкости несколько путей. Например, можно использовать ее для технических нужд при бурении следующих скважин. Если же анализ покажет, что воду нужно серьезно обрабатывать, чтобы использовать даже для технических нужд, компания должна заключить договор с очистными сооружениями. Эти фирмы, в свою очередь, проведут свои анализы, чтобы понять состояние жидкости. Но никаких разливов в водоемы, реки или в почву не может быть, это недопустимо», – резюмировал Юрий Милютенко.

В компании «Укргаздобыча» подчеркивают, что технология ГПР безопасна при условии надлежащего контроля над ней. А непосредственно подготовку и закачку жидкостей в скважину начинают только после тестирования оборудования и скважины на герметичность.

«Несмотря на полную безопасность технологии со стороны используемых материалов и с точки зрения невозможности физического воздействия на поверхностные воды и почвы, процесс ГРП строго регламентируется и контролируется применением десятков датчиков и контроллеров, которые ежесекундно фиксируют ход закачки жидкости. И при наличии отклонений от планового хода процесса обработку немедленно прекращают», – рассказали в пресс-службе «Укргаздобычи» (входит в состав «Нафтогаза»).

Землетрясения неизбежны?

Стоит ли в Украине опасаться землетрясений в тех местах, где проводят фрекинг? Сразу отметим, что на территории того же Шебелинского газового месторождения в Харьковской области гидроразрывы применяются с 50-х годов прошлого века. Известно, что Харьков довольно редко, но все же переживает землетрясения. Первые заметки в газетах о подземных толчках в области появились в начале 19-го столетия и эти подземные толчки никак не связаны с газодобычей. В позапрошлом веке там, как и во всем мире, не знали, что такое фрекинг при добыче газа.

Дело в том, что источником типовой сейсмической активности является движение и смещение тектонических плит в магматических, глубоко залегающих породах. Возникающая волновая активность передается через толщу пород и ощущается на поверхности, так как энергия трения или сдвига тектонических плит колоссальная.

При гидравлическом разрыве пласта, который применяется в нефтегазовой отрасли, образуются чрезвычайно мелкие трещины в осадочных отложениях. При этом толщина трещин, которые образовываются, не превышает 2 мм, а длина – до 150 м. При таких размерах зафиксировать на поверхности земли вибрацию можно только сверхчувствительными геофонами – приборами для записи волн, которые передаются в твердой среде. Для сравнения силы этих волн, можно привести пример: трактор который вспахивает поле на расстоянии 5 км от такого геофона создает намного больше вибраций чем процесс образования трещин при ГРП на глубине 5 км.