Плотная нефть (также известная как сланцевая нефть , сланцевая нефть или легкая плотная нефть , сокращенно LTO ) — это легкая сырая нефть, содержащаяся в нетрадиционных нефтяных формациях с низкой проницаемостью , часто сланцевых или плотных песчаниках. [1] Экономическая добыча из плотных нефтяных формаций требует того же гидравлического разрыва пласта и часто использует ту же технологию горизонтальных скважин , которая используется при добыче сланцевого газа . Хотя иногда плотную нефть называют «сланцевой нефтью», ее не следует путать с горючим сланцем (сланец, богатый керогеном ) или сланцевой нефтью (нефть, добываемая из горючих сланцев). [2] [3] [4] Поэтому Международное энергетическое агентство рекомендует использовать термин «легкая плотная нефть» для нефти, добываемой из сланцев или других формаций с очень низкой проницаемостью, в то время как в отчете Всемирного энергетического совета за 2013 год «Мировые энергетические ресурсы » используются термины «плотная нефть» и «сланцевая нефть». [3] [5]
В мае 2013 года Международное энергетическое агентство в своем Среднесрочном отчете о рынке нефти (MTOMR) заявило, что всплеск добычи нефти в Северной Америке, вызванный нетрадиционными видами нефти — легкой нефтью плотных пород (LTO) в США и канадскими нефтяными песками — вызвал глобальный шок предложения, который изменит способы транспортировки, хранения, переработки и сбыта нефти. [6]
Плотные нефтяные формации включают сланцы Баккен , формацию Ниобрара , сланцы Барнетт и сланцы Игл-Форд в Соединенных Штатах, формацию Р'Мах в Сирии , формацию Саргелу в северном регионе Персидского залива , формацию Атель в Омане , баженовскую и ачимовскую формации Западной Сибири в России , бассейн Аркаринга в Австралии , формацию Чиконтепек в Мексике [1] и нефтяное месторождение Вака-Муэрта в Аргентине . [7] В июне 2013 года Управление энергетической информации США опубликовало глобальный перечень предполагаемых извлекаемых ресурсов плотной нефти и плотного газа в сланцевых формациях «Технически извлекаемые ресурсы сланцевой нефти и сланцевого газа: оценка 137 сланцевых формаций в 41 стране за пределами Соединенных Штатов». Инвентарь неполный из-за исключения плотной нефти и газа из источников, отличных от сланцев, таких как песчаник или карбонаты , формации, лежащие в основе крупных нефтяных месторождений, расположенных на Ближнем Востоке и в Каспийском регионе, морские формации или о которых мало информации. Суммы включают только высококачественные перспективы, которые, вероятно, будут разрабатываться. [8]
В 2012 году в США было введено в эксплуатацию не менее 4000 новых скважин для добычи сланцевой нефти (плотной нефти). Для сравнения, количество новых скважин для добычи нефти и газа (как обычных, так и нетрадиционных ), завершенных в 2012 году по всему миру за пределами США и Канады, составляет менее 4000. [9]
Плотные сланцевые формации неоднородны и сильно различаются на относительно коротких расстояниях. Плотные нефтяные резервуары, подвергаемые фрекингу, можно разделить на четыре различные группы. [10] Тип I имеет небольшую пористость и проницаемость матрицы, что приводит к тому, что трещины доминируют как над емкостью хранения, так и над путями потока жидкости. Тип II имеет низкую пористость и проницаемость матрицы, но здесь матрица обеспечивает емкость хранения, а трещины обеспечивают пути потока жидкости. Тип III представляет собой микропористые резервуары с высокой пористостью матрицы, но низкой проницаемостью матрицы, что дает, таким образом, доминирование индуцированных трещин на путях потока жидкости. Тип IV представляет собой макропористые резервуары с высокой пористостью и проницаемостью матрицы, таким образом, матрица обеспечивает как емкость хранения, так и пути потока, а трещины только повышают проницаемость.
Даже в одной горизонтальной скважине количество извлеченной нефти может различаться, как и извлечение в пределах месторождения или даже между соседними скважинами. Это затрудняет оценку пластов и принятие решений относительно рентабельности скважин на конкретном участке. Добыча нефти из плотных пластов требует не менее 15–20 процентов природного газа в поровом пространстве пласта для перемещения нефти к скважине; плотные пласты, содержащие только нефть, не могут быть экономически выгодно добыты. [8] Образования, которые образовались в морских условиях, содержат меньше глины и более хрупкие, и, таким образом, более подходят для фрекинга, чем образования, образованные в пресной воде, которые могут содержать больше глины. [ сомнительно – обсудить ] Образования с большим количеством кварца и карбоната более хрупкие. [8]
Природный газ и другие летучие вещества в LTO делают его более опасным для обработки, хранения и транспортировки. Это стало отягчающим фактором в серии смертоносных взрывов после схода с рельсов поезда Lac-Mégantic .
Предпосылки для эксплуатации включают возможность получения прав на бурение, что проще в Соединенных Штатах и Канаде, где частные владельцы прав на недра мотивированы заключать договоры аренды; наличие опыта и финансирования, что проще в Соединенных Штатах и Канаде, где есть много независимых операторов и поддерживающих подрядчиков с критически важным опытом и подходящими буровыми установками; инфраструктура для сбора и транспортировки нефти; и водные ресурсы для использования при гидроразрыве пласта. [8]
Аналитики ожидают, что в 2015 году на дальнейшую разработку месторождений нефти в Северной Америке будет потрачено 150 миллиардов долларов. [ требуется обновление ] Значительный рост добычи нефти в плотных породах является одной из причин падения цен в конце 2014 года. [11]
За пределами США и Канады разработка ресурсов сланцевой нефти (плотной нефти) может быть ограничена нехваткой доступных буровых установок: 2/3 активных буровых установок в мире находятся в США и Канаде, а установки в других местах, скорее всего, не будут оснащены для горизонтального бурения. Интенсивность бурения может быть еще одним ограничением, поскольку разработка плотной нефти требует гораздо большего количества завершенных скважин, чем разработка обычной нефти. Леонардо Маугери считает, что это будет «непреодолимым экологическим препятствием в Европе». [9]
Подробные исследования поведения добычи на продуктивных сланцевых месторождениях, где добывается легкая плотная нефть, показали, что средняя ежемесячная начальная добыча плотной нефтяной скважины составляет около 500 баррелей в день, что дает предполагаемую конечную добычу в диапазоне 150-290 тысяч баррелей. [12] Как следствие, эксплуатация плотной нефти, как правило, связана с интенсивным бурением, и для наращивания и поддержания добычи с течением времени требуется много новых скважин.
Ниже приведены оценки технически извлекаемых объемов нефти плотных пород, связанных со сланцевыми формациями, сделанные Управлением энергетической информации США в 2013 году. Не вся нефть, которая технически извлекаема, может быть экономически извлекаемой по текущим или ожидаемым ценам.
Мировой объем: от 335 до 345 миллиардов баррелей [8]
Австралия : Частная нефтяная компания объявила в 2013 году, что она обнаружила нефть плотных пород в сланцевом бассейне Аркаринга , запасы которой оцениваются в 3,5–223 млрд баррелей. [14]
В сентябре 2018 года Управление энергетической информации США прогнозировало добычу нефти из плотных пород в США в октябре на уровне 7,6 млн баррелей в день. [15]
Объем добычи нефти на плотных нефтяных пластах в США существенно зависит от динамики цены на нефть марки WTI. Примерно через полгода после изменения цены меняется активность бурения, а вместе с ней и объем добычи. Эти изменения и их ожидания настолько значительны, что сами по себе влияют на цену нефти, а значит, и на объем добычи в будущем. Эти закономерности описываются на математическом языке дифференциальным уравнением извлечения с запаздывающим аргументом. [16]
Плотная нефть отличается от обычной нефти, поскольку динамика инвестиций и добычи плотной нефти значительно быстрее, чем у обычных аналогов. Это может снизить риски, связанные с замороженным капиталом, а также способствовать более гибкому производству, что снижает волатильность цен на нефть. [17] Неожиданно эта более быстрая динамика может также повлечь за собой меньшие эффекты замороженных углеродных выбросов и риски неликвидных активов с последствиями для климатической политики. [18]