ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ДОБЫЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА: ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗРЫВ ПЛАСТОВ.

INNOVATIVE METHODS OF NATURAL GAS EXTRACTION: HYDRAULIC FRACTURING

Evgeniya Dmitrieva

Student, Faculty of Heat and Power Engineering, Samara State Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассказывается о методе добычи природного газа, сфокусированного на гидравлическом разрыве пластов. В работе рассматриваются принципы и механизмы данного метода, его влияние на процессы добычи и окружающую среду. Проводится анализ преимуществ и ограничений гидравлического разрыва пластов, а также обсуждаются технологические инновации и улучшения, способствующие оптимизации процесса добычи и снижению воздействия на окружающую среду.

ABSTRACT

This article describes a method of natural gas extraction focused on hydraulic fracturing. The paper discusses the principles and mechanisms of this method, its impact on mining processes and the environment. The advantages and limitations of hydraulic fracturing are analyzed, as well as technological innovations and improvements that contribute to optimizing the extraction process and reducing environmental impact are discussed.

Ключевые слова: гидравлический разрыв пластов, инновационные технологии, природный газ, экология.

Keywords: hydraulic fracturing, innovative technologies, natural gas, ecology.

В мире постоянно растёт потребность в энергоресурсах, и одним из наиболее важных является природный газ. Уже устарелые методы добычи природного газа малоэффективны и экологически небезопасны. В этой связи, на смену традиционным методам приходит инновационный способ добычи – гидравлическое разрывание пластов, или гидрорасщепление. Благодаря этой технологии природный газ приобрёл ещё большую значимость. Данный метод является комплексной технологией обработки скважин, его следует рассмотреть, как один из влияющих элементов системы разработки месторождения в целом. Гидравлический разрыв пласта осуществляется для поддержания производительности скважин, с целью улучшения взаимодействия со стволом скважины и увеличению системы трещин или каналов для облегчения притока и снижение энергетических потерь в этой ограниченной области пласта [5].  Вместе с энергетическим бумом, вызванным расширением использования природного газа, возникают важные вопросы о его влиянии на окружающую среду и необходимости устойчивого   подхода к его добыче.

Технология гидрорасщепления – революционный подход к добыче природного газа из геологически сложных формаций. Эта техника, позволяет извлекать природный газ из глубоких сланцевых пластов, в которых газ традиционными способами добыть сложно. В общем случае горная порода растрескивается под воздействием гидравлического давления рабочей жидкости [3] за счёт использования специальных химических веществ и больших объёмов воды, которые инжектируются в пласты для создания трещин. Это позволяет природному газу свободно перемещаться и поступать в скважину для последующей добычи. В первую очередь вытеснение углеводорода происходит из наиболее крупных пор, характеризующихся лучшими коллекторскими свойствами и одновременно с этим начинается фильтрация из более мелких пор в более крупные [4]. Для предотвращения смыкания трещин после гидравлического разрыва и снятия давления в призабойной зоне пласта в скважину закачивают проппанты или расклинивающие агенты – высокопрочные керамические гранулы [1], кварцевый песок и другие различные материалы фракции 0,5 – 1,5 мм. Данный метод расширяет возможности для добычи, открывая доступ к раннее недоступным запасам газа.

Одним из ключевых преимуществ гидрорасщепления является его эффективность. Раннее недоступные запасы природного газа становятся доступными благодаря созданию системы трещин, через которые газ может свободно проникать. Это способствует увеличению запасов природного газа и обеспечивает более стабильное энергетическое будущее. Кроме того, этот метод считается более экологически безопасным в сравнении с традиционными методами добычи. Отсутствие необходимости в вертикальных скважинах уменьшает потенциальное загрязнение грунтовых вод и снижает воздействие на окружающую среду.

Тем не менее, необходимо учитывать экологические аспекты при добыче природного газа через гидравлический разрыв. Как уже было сказано выше, процесс заключается в использовании химических веществ и больших объёмов воды, это может повлечь за собой утечку этих химических соединений в окружающие водные и почвенные ресурсы, уничтожая при этом её плодородные свойства и подземные воды [2], что угрожает здоровью человека и экосистемам.

Другим немало интересующим вопросом является потенциальное возникновение землетрясений в результате гидроразрыва. Хотя связь между этими событиями требует дополнительного исследования, ведь неконтролируемые действия могут вызвать воздействие на геологическую структуру и привести к неожиданным последствиям.

Вопросы, связанные с экологическими последствиями и возможными рисками для земной коры, вызывают обсуждение среди экологов и научных кругов. Продолжаются исследования, направленные на определение параметров и ограничений этой техники, чтобы минимизировать её негативное воздействие .

Важно отметить, что разработка и применение более экологических устойчивых методов гидравлического разрыва пластов могут помочь смягчить эти риски. Внедрение технологий рециркуляции и очистки использованной воды, а также выбор менее вредных химических соединений – это лишь некоторые из способов минимизации негативных последствий.

Хочется подчеркнуть, что метод гидроразрыва в России  был зафиксирован  впервые в Ямало – Ненецком автономном округе ещё в 2012 году. Тогда начали проводиться непрерывные исследования данного метода. С тех пор технология стала более широко применяться в некоторых регионах России, включая разработку сланцевых пластов для добычи природного газа. Использование гидроразрыва на Ямале существенно увеличило объёмы добычи природного газа, что способствовало экономическому развитию региона и укреплению энергетической безопасности России.

Таким образом, гидравлическое разрывание пластов – это инновационный и многообещающий метод добычи природного газа, который может значительно расширить доступ к энергоресурсам и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Однако для успешной его реализации необходимо продолжать научные исследования, чтобы полностью оценить его эффективность и безопасность.

Список литературы:

1. Верисокин А.Е., Зиновьева Л.М. Способы снижения выноса проппанта при проведении ГРП// Евразийский Союз Учёных.2015. №7-7(16).
2. Кулинич К.С., Замерина О.С. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА ПРИ ДОБЫЧЕ СЛАНЦЕВОГО ГАЗА// Материалы VII Международной студенческой конференции «Студенческий научный форум». URL: https://scienceforum.ru/2015/article/2015014458
3. Равилов Д.В., Меркуленко А.И. Гидравлический разрыв пласта// Евразийский научный журнал.2016. №4.
4. Султонов Н.Н. ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА НА ОБЪЕКТАХ КУЛТАК-КАМАШИНСКОГО ИНВЕСТИЦИОННОГО БЛОКА//   Инновационтехнологиялар. 2022. №2 (46).
5. Шлеин, Г. А. Сущность и этапы процесса гидроразрыва пласта / Г. А. Шлеин, А. А. Глущенко. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 2 (240). — 40-42 с.