Опыт США по разработке нефти и газа из уплотненных образований: правовые аспекты

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

 

 

ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра нефтепромысловой геологии, горного и нефтегазового дела

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕГАЗОВОГО ПРОИЗВОДСТВА»

на тему:

«Опыт США по разработке нефти и газа из уплотненных образований: правовые аспекты»

 

 

 

131000 «Нефтегазовое дело»

 

 

Автор работы: Атабеков Дастанбек Назимжонович

Преподаватель: Янкевский Алексей Владимирович

Группа: ИНБ-401

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2015.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………….…….3

1.Тенденции и технологии в  добыче нефти и газа из уплотненных  образований…………………………………………………………………….….6

2. Риски, связанные с добычей нефти и газа из уплотненных образований…..8

3. Современная нормативная база……………………………………………….9

4. Нерешенные проблемы и изменения в законодательстве………………….12

Заключение……………………………………………………………………….14

Список использованной литературы…………………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Ресурсы, называемые нефтью и газом из уплотненных образований, недавно вышли на передовые рубежи энергетической отрасли США и вызвали интерес на международном рынке. Геологам уже давно известно о таких нетрадиционных источниках топлива, которые в более широком смысле называются нефтью из образований сланца, плотного песчаника и угольных пластов. Но сланцы и плотные песчаники - самые богатые нетрадиционные источники нефти в США - представляют значительные трудности в добыче. Данные образования отличаются большой плотностью и непроницаемостью, а это значит, что нефть и газ в небольших концентрациях плотно зажаты в этих образованиях. Многие такие образования находятся глубоко в земле: хотя глубина их залегания сильно разнится, и некоторые из них залегают на глубине 12 тыс. футов, толщина нефтегазоносного слоя при этом может быть совсем небольшой - всего три-четыре фута. Чтобы извлечь максимальное количество нефти или газа из скважины, оператор - эксплуатирующая организация, которая осуществляет бурение скважины с применением технологии гидравлического разрыва пласта (ГРП), - должен пробурить скважину, затем изменить направление бура для горизонтального прохождения через тонкий продуктивный слой сланца или песчаника. После этого оператор изолирует определенные участки ствола скважины и применяет технологию ГРП по отдельности для каждого участка, чтобы вскрыть максимально возможную площадь пласта и высвободить больше нефти или газа.

Технические сложности и нестабильные цены - порой настолько низкие, что неспособны обеспечить рентабельность дорогостоящих нетрадиционных методов добычи, - исторически сдерживали добычу полезных ископаемых из сланца и плотного песчаника. И только в последние годы во многих районах США резко увеличилось количество скважин в этих образованиях. По мере того как отрасль переживала бум, многие страны начали разрабатывать свои собственные сланцевые ресурсы и изучать средства эффективного регулирования факторов воздействия на окружающую среду при таком способе разработки.

Резкий подъем в области добычи сланцевой нефти и газа благотворно сказался на экономике, в т. ч. на создании новых рабочих мест, поступлении платежей за право недропользования и платы за аренду нефте - и газоносных участков их владельцам, обеспечив низкие цены на газ, возвращение производителей обратно в США и другие положительные моменты. Кроме того, изобилие газа способно вытеснить более "грязные" источники энергии, например уголь, хотя это зависит от цены на газ. При сжигании природного газа образуется гораздо меньше загрязнителей воздуха, чем при сгорании угля, и выделяется меньшее количество парниковых газов. В США природный газ быстро вытеснил уголь в производстве электроэнергии, по крайней мере, в течение ограниченного периода наблюдений. И наконец, производство электроэнергии газовыми электростанциями служит важным резервным ресурсом для нестабильных возобновляемых источников энергии.

Несмотря на эти заметные преимущества, все еще под вопросом количество метана - активного парникового газа, выбрасываемого из скважин и трубопроводов. Кроме того, вытесняя более грязный уголь, дешевый газ может также вытеснить и возобновляемые источники энергии - необходимое средство для борьбы с изменением климата. Также возникает обеспокоенность по поводу окружающей среды на этапе разведки, добычи и применения технологии ГРП. При бурении скважин происходило загрязнение питьевой воды метаном (см.: Уайзман Х. Риск и ответные меры в политике применения гидроразрывов // University of Colorado law review. 2013. N 84. С. 729, 780 - 783). Разливы дизельного топлива, химикаты для ГРП, отходы после бурения и применения ГРП нередко наблюдаются на буровых площадках (см. С. 758 - 761, 766 - 770, 788 - 792). В котлованах с отходами на поверхности буровых площадок погибали птицы (см. Дело "США против компании Brigham Oil and Gas, L. P", 840, Сборник судебных решений Федеральных окружных судов и претензионного суда США, 2-ое 1202 (D. N.D. 2012)). К тому же население, несмотря на получение финансовой прибыли от добычи сланцевых углеводородов, сталкивается с нехваткой жилья и повышением цен на товары первой необходимости, когда рабочие нефтегазовых компаний наводняют небольшие городки. Эти и другие последствия напоминают о том, что, несмотря на несомненные экономические преимущества бурения с применением технологии ГРП, есть и другие немаловажные риски, которые необходимо учитывать.

В данной реферате сначала описывается добыча нефти и газа в США из плотных образований, экологические риски, связанные с таким методом добычи, и средства, с помощью которых законодательство США - свод законодательных актов, ведомственных нормативов и предписаний, установленных судом в рамках общего права, - регулирует риски, возникающие при таком производстве. Затем приводится краткая оценка способности нормативно-правовой базы США послужить моделью для других стран с заключением о том, что сейчас предлагается только часть, хотя и важная, для создания такой модели.

В первой части идет речь о том, каким образом бурение с применением ГРП нашло широкое применение на территории США и послужило источником значительных доходов. В этой части мы также вкратце расскажем о технических процессах, которые способствовали этому подъему. Во второй части анализируется отрицательное воздействие на окружающую среду и общество, оказываемое в результате распространения добычи нефти и газа из сланца и плотного песчаника. В третьей части описывается, как регламентирование на уровне штатов, а также на местном и федеральном уровне вместе с усилиями частного сектора решает некоторые проблемы, связанные с таким воздействием. Также в этой части описываются изменения, внесенные ведомствами и отраслью в свои регламенты и нормативы. В последней, четвертой части отмечаются трудности с регулированием более широкого плана, включая конкуренцию между федеральными, местными органами и властями штатов в попытках управлять рисками, а также отсутствие единообразия в законах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Тенденции и технологии в добыче нефти и газа из уплотненных образований

Миллионы лет назад в океанах и других водоемах сформировались отложения на территории, которая сейчас является Соединенными Штатами Америки. Биологический материал оседал вместе с глиной, песком и другими отложениями, из которых сформировались породы, а из биологического материала образовались полезные ископаемые - нефть или газ. Два особых типа пород являются факторами резкого подъема нетрадиционных методов добычи углеводородов: это плотные песчаники и еще более ценные образования с большим содержанием глины - аргиллиты, которые мы называем сланцами. И то и другое образование в геологии считается низкокачественной породой из-за высокой плотности и мелкопористости.

Несмотря на эти физические препятствия, в конце 1990-х случились большие перемены в Техасе на месторождении Barnett Shale. Энергетические компании обнаружили, что если доработать и объединить два метода добычи, то можно добиться массовой добычи углеводородов из этих низкокачественных пород. Сначала бурится скважина на несколько тысяч футов до месторождения, затем производится наклонное (горизонтальное) бурение через залежи сланца, чтобы вскрыть большую площадь и высвободить нефть и газ из породы. Затем, по окончании бурения, в скважину закачивается огромное количество раствора, в основном состоящего из воды и некоторого количества химикатов, который разрывает породу и расширяет в ней систему трещин, вскрывая, таким образом, еще большую площадь. Такой способ назвали гидравлическим разрывом пласта (ГРП) с применением реагентов на водной основе. После образования разрывов и расклинивания их наполнителем вроде песка нефть или газ начинают высвобождаться, попадая через трещины в скважину. Технология гидравлического разрыва пласта еще эффективнее, если оператор ведет отработку скважины по частям, обрабатывая последовательно изолированные участки горизонтальной скважины.

Энергетические компании уже давно применяют метод ГРП в США, но метод, переработанный в Техасе 1990-х гг., не является универсальным: не для всех образований метод горизонтального бурения с применением ступенчатого ГРП будет в равной мере эффективен. Но техасский метод горизонтального бурения и ГРП с использованием реагентов на водной основе дал толчок стремительному росту добычи нефти и газа в США. В 2012 г. Международное энергетическое агентство объявило, что в ближайшие несколько десятилетий США будут обеспечивать 97% своего спроса за счет собственных энергоресурсов, причем в немалой степени благодаря запасам газа и нефти в уплотненных образованиях (а также благодаря энергетической эффективности и биотопливу) (см.: Прогноз мировой энергетики на 2012 год / Междунар. энергет. агентство. 2012. С. 75).

Для добычи нефти и газа из плотных образований, пережившей недавно всплеск в отрасли, оператор - организация, осуществляющая добычу газа или нефти из пласта, - выполняет несколько специальных этапов по разработке скважины. Вначале оператор собирает сейсмические данные, исследуя почву через сейсмические скважины, выполненные с использованием тяжелой передвижной техники или взрывных работ. Определив наиболее подходящее место для бурения, оператор получает необходимые разрешения и права на добычу полезных ископаемых. Затем компания занимается оборудованием буровой площадки и подъездными дорогами. После этого она бурит скважину и крепит ее обсадными трубами. При разработке сланцев и плотных песчаников оператору часто приходится бурить одну вертикальную скважину, затем в нескольких местах вертикальной скважины меняется направление бура для выполнения бурения горизонтальных стволов, расходящихся от вертикальной скважины в разные стороны на несколько тысяч футов. Горизонтальное бурение, однако, недешевая технология и используется не на всех скважинах.

По мере бурения скважины и впоследствии при выкачивании газа и нефти под землей встречаются природные воды, которые выходят на поверхность из скважин в виде соленых промысловых вод. Оператор собирает эти воды и другие отходы бурения для хранения в гидроизолированных шламоотстойниках или резервуарах на поверхности с последующей утилизацией путем слива на почвенную поверхность или отправки в централизованное хвосто хранилище. Утилизацию промысловых вод зачастую осуществляют закачиванием их в специальную облицованную нагнетаемую скважину для подземного захоронения.

Завершив бурение, оператор готовится к обработке скважины методом ГРП. В скважину опускается специальный инструмент для выполнения перфорации в обсадке на участке месторождения, из которого потоки нефти или газа устремляются в скважину (также существует другой способ, когда оператор устанавливает уже перфорированную обсадку на участке скважины, где будет выполняться гидроразрыв, либо вообще оставляет этот участок без обсадки). После перфорирования оператор закачивает в скважины кислоту, которая вычищает сланец или плотный песчаник вокруг скважины. Затем применяется вышеупомянутый метод гидроразрыва, который иначе называют разрывом пласта, или гидроударом.

Химикаты, используемые для ГРП, снижают трение потока воды, поступающей в скважину, убивают бактерии в сланце и доставляют в трещины пропанты (расклинивающие наполнители), а также выполняют другие функции. Когда оператор прекращает закачивать под давлением раствор из воды и химикатов в скважину, то часть закачанного раствора - от 15 до 40% или более - устремляется назад из скважины, и этот раствор называется обратным потоком. Оператор собирает эту жидкость в котлован или резервуар на площадке и утилизирует ее в нагнетаемых скважинах для подземного захоронения или сбрасывает ее на водоочистные сооружения.

Во время и сразу после бурения методом гидроразрыва газ, высвободившийся из скважины, выбрасывается в воздух или сжигается на факеле. Операторы все чаще вместо сброса или сжигания газа улавливают его с последующей транспортировкой по трубопроводу для продажи. На этапе оснащения скважины полустационарным оборудованием для контроля выходящих нефти и газа большая часть оборудования убирается с буровой площадки и оставляется только некоторое количество сборных трубопроводов и резервуаров. Операторы периодически расконсервируют скважины для удаления промысловых вод или повторной обработки методом ГРП.

2. Риски, связанные с  добычей нефти и газа из уплотненных образований

Многие этапы добычи нефти и газа из скважин в уплотненных формациях аналогичны этапам добычи из традиционных скважин и связаны с рисками, с которыми контрольно-надзорные органы уже давно знакомы. Однако некоторые риски изменились. Во-первых, одни уже известные риски увеличились, т. к. бурится очень большое количество скважин. С момента начала бума в области добычи сланцевого газа и нефти дизельное топливо, промысловая вода, отработанный раствор и жидкости для ГРП разливались тысячами литров на буровых площадках или вытекали из резервуаров или котлованов и иногда попадали в поверхностные или грунтовые воды. Тысячи построенных буровых площадок вторглись в среду обитания диких животных, а скважины и скважинное оборудование выбрасывают в воздух метан и другие загрязнители.

Видоизмененная технология гидроразрыва с использованием расклинивающих реагентов также может добавить новые риски в этот процесс. Например, в этой технологии используется больше воды, чем при старых методах гидроразрыва. Общее количество воды, используемое для гидроразрыва, гораздо меньше тех объемов, что используются в сельском хозяйстве и для производства электроэнергии, но краткосрочные воздействия от забора воды для разрыва могут быть весьма значительны. Забор воды из поверхностного источника сразу несколькими операторами в один и тот же день может сократить водотоки до опасно низкого уровня, угрожая тем самым водной флоре и фауне.