Svojstva, proizvodnja, primjena i cijena prirodnog plina. Prirodni gas. Njegova svojstva, ekstrakcija i hemijski sastav

Prirodni gas nastaje kao rezultat miješanja različitih plinova u zemljine kore. U većini slučajeva dubina se kreće od nekoliko stotina metara do nekoliko kilometara. Vrijedi napomenuti da se plin može formirati na visokim temperaturama i pritiscima. U ovom slučaju nema pristupa kiseoniku mestu. Danas se proizvodnja plina provodi na nekoliko načina, od kojih ćemo svaki razmotriti u ovom članku. Ali hajde da pričamo o svemu po redu.

Opće informacije

Važno je shvatiti da prirodni gas sačinjava približno 98% metana. Osim toga, može sadržavati etan, propan, butan itd. Postoji i izraz „nekonvencionalni gas“. Odnosi se na prirodni plin, koji se uglavnom vadi iz glinenih stijena. Leži duboko pod zemljom u ugljenim slojevima, peščarima i drugim geozonama, pod ekstremno visokog pritiska. Danas je udio nekonvencionalnog plina nešto manji od polovine, a do 2030. godine planirano je povećanje ove brojke na 56%. Trenutno skoro sve zemlje koje proizvode gas imaju bušaće uređaje. Ali većina njih, otprilike 40%, pripada Sjedinjenim Državama. Uostalom, ova država svake godine prodaje ogromne količine gasa. Razgovarajmo detaljnije na ovu temu a mi ćemo se baviti pitanjima koja nas zanimaju.

Proizvodnja plina u svijetu

Stotinama godina ljudi su nastojali poboljšati metode koje su, u principu, sasvim normalne. Ljudske potrebe rastu svakim danom, a postoji i potreba za novim tehnologijama ekstrakcije. Danas se kao prirodni plin proizvodi u cijelom svijetu iz naftnih i plinskih polja, a može se naći i otopljen u nafti ili vodi. Ako govorimo konkretno o Rusiji, u našoj zemlji je minirana iz utrobe planete Zemlje. Važno je napomenuti da plin u svom čistom obliku nema ni boju ni miris. Kako bi se brzo otkrilo curenje plina, mirisi koji imaju oštar smrad. Ovaj pristup omogućava smanjenje smrtnosti među stanovništvom kao rezultat curenja plina. Naravno, proizvodnja plina u svijetu zahtijeva korištenje sigurne opreme, jer svaki otvoreni požar može dovesti do velikog broja žrtava na lokaciji bušotine.

Naslage gasnih hidrata

Nedavno je utvrđeno da se gas može naći pod zemljom u čvrstom stanju. Ako su ranije naučnici znali samo za tečna i gasovita stanja, danas znamo za čvrste naslage, koje takođe imaju veliki značaj za industriju. Svakim danom sve se više priča o tome šta se nalazi na dnu okeana veliki klasteri gasovi staklene bašte koji se tamo nalaze u obliku hidrata. Hidrati još nisu našli široku upotrebu, ali se već koriste za desalinizaciju vode, a planira se i korištenje takvih ležišta za skladištenje plinova. U stvari, područja proizvodnje plina mogu se donekle proširiti, jer tamo gdje ima hidrata mogu biti i druga mineralna ležišta. Pa, idemo dalje i pogledajmo još nešto zanimljivo.

Nalazišta prirodnog gasa

Postoje dokazi da jednostavno postoje ogromne naslage prirodnog gasa u sedimentnoj ljusci zemljine kore. Postoji biogena teorija koja kaže da gas, kao i sama nafta, nastaje kao rezultat dugotrajnog raspadanja živih organizama pod uticajem visokih temperatura i pritiska. Osim toga, temperaturni režim je obično nešto viši, baš kao i pritisak, nego u nalazištima nafte. To je zbog činjenice da se plin nalazi ispod nafte. Danas Rusija ima najveća ležišta. Uglavnom, rezerve ovog prirodnog resursa mogu trajati mnogo godina. Proizvodnja gasa u Rusiji uspostavljena je u gotovo svim mestima. Prema podacima Ministarstva prirodnih resursa Ruske Federacije, ukupne količine se procjenjuju na 48,8 biliona m 3 .

Rezerve prirodnog gasa po zemljama

Trenutno možemo reći da, prema zvaničnim podacima, 101 država ima rezerve ovog minerala na svojoj teritoriji. Na posljednjem mjestu je Benin - 0,0011 biliona m 3 , a Rusija na prvom mjestu - 47,800 biliona m 3 . Ali to su brojke koje je dala CIA, tako da se u stvarnosti podaci mogu neznatno razlikovati. Još jedna zemlja sa neiscrpnim rezervama je Iran. Osim toga, zaljevske zemlje poput Sjedinjenih Država i Kanade također se mogu pohvaliti bogatim nalazištima prirodnog plina. Ako navedete evropske zemlje, na prvom mjestu će biti Norveška i Holandija. Važno je napomenuti i da zemlje koje su nekada bile dio SSSR-a, poput Kazahstana, Azerbejdžana i Uzbekistana, također imaju dosta prirodnog plina. Kao što je gore navedeno, gasni hidrati su otkriveni u drugoj polovini 20. veka. Danas je poznato da su njihovi depoziti jednostavno ogromni. Štaviše, postoje rezerve kao velike dubine i ispod okeanskog dna.

Metode ekstrakcije gasa

Trenutno se nalazišta nalaze na dubini od 1-3 kilometra. Jedan od njih se nalazi u blizini grada Novi Urengoy, ide pod zemljom 6 kilometara. U dubini se nalazi u porama pod visokim pritiskom. Postepeno se kreće u pore sa nižim pritiskom i tako sve dok ne uđe direktno u bunar.

Glavna metoda ekstrakcije je bušenje bunara. Obično se na teritoriji polja nalazi nekoliko bunara. Štoviše, pokušavaju ih izbušiti ravnomjerno tako da su približno jednako raspoređeni na nekoliko bunara. Ako postoji samo jedan bunar, onda je vjerovatno da će on postati prerano poplavljen. Danas praktički ne postoje druge metode proizvodnje plina. Uglavnom, to je zbog činjenice da je neprikladno smisliti nešto novo, pogotovo ako tehnologija postane složenija. Malo je vjerovatno da će išta zamijeniti bunare u bliskoj budućnosti.

Priprema plina za transport

Nakon što prirodni resurs dođe kroz bunar iz dubine zemlje, mora se predati korisniku. To može biti hemijsko postrojenje, termoelektrana i druge gasne mreže. Njegova priprema za transport je zbog činjenice da pored potrebnih komponenti, sastav sadrži i druge nečistoće koje otežavaju dalju upotrebu i kretanje po autoputevima. Potrebno je ukloniti vodenu paru koja se može nakupiti u vodovima i otežati kretanje. Također je potrebno ukloniti sumporovodik, koji predstavlja ozbiljnu prijetnju plinskoj opremi (izaziva koroziju). Za pripremu se mogu koristiti različite šeme. Najprikladnijom se smatra ona u kojoj se stanica za tretman nalazi u neposrednoj blizini ležišta. Ovdje se odvija sušenje i čišćenje. Ako postoji visok sadržaj sumporovodika ili helijuma, fosil se šalje u postrojenje za preradu plina. U principu, proizvodnja plina u Rusiji se obično odvija preko tvornica, jer kvalitet početnog proizvoda nije uvijek na odgovarajućem nivou.

Transport gasa

Trenutno je glavni vid transporta cevovod. Prečnik cijevi može doseći 1,4 metra, a pritisak u sistemu je 75 atmosfera. Međutim, kako se kreće duž linije, pritisak se gubi i proizvod se zagrijava. Iz ovog jednostavnog razloga, kompresorske stanice se grade u određenim intervalima. Tamo se pritisak gasa povećava na 55-120 atm i hladi. Uprkos činjenici da je polaganje gasovoda veoma skupo, danas je to najcelishodniji način snabdevanja prirodnim resursima na srednjim i kratkim udaljenostima. U nekim slučajevima se koriste transporteri za gas, koji se često nazivaju tankerima. Plin se nalazi u posebnim posudama u tečnom stanju. Temperatura tokom transporta treba da bude u rasponu od 150-160 stepeni Celzijusa. Ova metoda ima značajne prednosti, poput sigurnosti

Zaključak

U ovom članku je ukratko prikazana tehnologija proizvodnje plina. U principu, metoda bušotine je najpopularnija. Druge metode, čak i ako su uvedene, nisu korištene iz raznih razloga. Što se tiče obima primjene plina, to je prije svega gorivo. Koristi se kao gorivo za grijanje stambenih prostorija, kao i za grijanje vode, kuhanje itd. Zbog visokih cijena električne energije, ovo je jedan od najjeftinijih načina grijanja. Plin se koristi i kao gorivo za vozila, termoelektrane i kotlarnice. koristi se za proizvodnju plastike i ostalog organska materija. Pa, to je sve na ovoj temi. Zapamtite da nepravilno rukovanje gasom može biti fatalno.

Čisti prirodni gas je bez boje i mirisa. Da bi se moglo otkriti curenje po mirisu, gasu se dodaje mala količina supstanci koje imaju jak neugodan miris (truli kupus, pokvareno sijeno, pokvarena jaja) (tzv. mirisi). Najčešće se kao odorant koristi etil merkaptan (16 g na 1000 kubnih metara prirodnog plina).

Kako bi se olakšao transport i skladištenje prirodnog gasa, on se ukapljuje hlađenjem pod povišenim pritiskom.

Fizička svojstva

Približno fizičke karakteristike(ovisno o sastavu; s normalnim uslovima, osim ako nije drugačije navedeno):

Svojstvo gasa da je u čvrstom stanju u zemljinoj kori

U nauci se dugo vjerovalo da nakupine ugljovodonika s molekulskom težinom većom od 60 postoje u zemljinoj kori u tekućem stanju, a lakši u plinovitom stanju. Međutim, ruski naučnici A. A. Trofim4uk, N. V. Chersky, F. A. Trebin, Yu. F. Makogon, V. G. Vasiliev otkrili su svojstvo prirodnog gasa pod određenim termodinamičkim uslovima da se transformiše u čvrsto stanje u zemljinoj kori i formira naslage gasnih hidrata Ovaj fenomen je priznat kao naučno otkriće i upisan u Državni registar otkrića SSSR-a pod brojem 75 sa prioritetom od 1961. godine.

Gas prelazi u čvrsto stanje u zemljinoj kori, kombinujući se sa formiranom vodom pri hidrostatskim pritiscima (do 250 atm) i relativno niske temperature(do 295°K). Naslage gasnih hidrata imaju neuporedivo veću koncentraciju gasa po jedinici zapremine poroznog medija nego u konvencionalnim gasnim poljima, jer jedna zapremina vode, kada pređe u hidratno stanje, veže do 220 zapremina gasa. Zone naslaga gasnih hidrata koncentrisane su uglavnom u područjima permafrosta, kao i ispod dna Svjetskog okeana.

Polja prirodnog gasa

Ogromne naslage prirodnog gasa koncentrisane su u sedimentnoj ljusci zemljine kore. Prema teoriji biogenog (organskog) porijekla nafte, nastaju kao rezultat raspadanja ostataka živih organizama. Vjeruje se da se prirodni plin formira u sedimentu na višim temperaturama i pritiscima od nafte. U skladu s tim je i činjenica da se plinska polja često nalaze dublje od naftnih polja.

Plin se crpi iz dubine zemlje pomoću bunara. Trude se da bunare ravnomerno postave po celoj teritoriji polja. Ovo se radi kako bi se osigurao ravnomjeran pad rezervoarskog pritiska u rezervoaru. U suprotnom, mogući su tokovi gasa između područja polja, kao i prerano zalivanje ležišta.

Plin izlazi iz dubina zbog činjenice da je formacija pod pritiskom višestruko većim od atmosferskog. Dakle, pokretačka sila je razlika u pritisku između rezervoara i sabirnog sistema.

Vidi također: Spisak zemalja po proizvodnji plina

Priprema prirodnog gasa za transport

Postrojenje za pripremu prirodnog gasa.

Gas koji dolazi iz bunara mora biti pripremljen za transport do krajnjeg korisnika - hemijskog postrojenja, kotlarnice, termoelektrane, gradske gasne mreže. Potreba za pripremom gasa uzrokovana je prisustvom u njemu, pored ciljnih komponenti (različite komponente su meta za različite potrošače), i nečistoća koje otežavaju transport ili upotrebu. Dakle, vodena para sadržana u plinu, pod određenim uvjetima, može formirati hidrate ili, kondenzirajući, akumulirati se na različitim mjestima (na primjer, krivina u cjevovodu), ometajući kretanje plina; Vodonik sulfid uzrokuje jaku koroziju plinske opreme (cijevi, rezervoari izmjenjivača topline, itd.). Osim pripreme samog gasa, potrebno je pripremiti i cjevovod. Ovdje se široko koriste jedinice dušika, koje se koriste za stvaranje inertnog okruženja u cjevovodu.

Plin se priprema prema različitim shemama. Prema jednom od njih, u neposrednoj blizini nalazišta gradi se integrisana jedinica za tretman gasa (CGTU), gde se gas prečišćava i suši u apsorpcionim kolonama. Ova šema je implementirana na Urengojskom polju.

Ako gas sadrži velike količine helijum ili sumporovodik, zatim se gas prerađuje u postrojenju za preradu gasa, gde se odvajaju helijum i sumpor. Ova šema je implementirana, na primjer, na Orenburškom polju.

Transport prirodnog gasa

Trenutno je glavni vid transporta cevovod. Plin pod pritiskom od 75 atm pumpa se kroz cijevi prečnika do 1,4 m. Kako se gas kreće kroz cjevovod, gubi potencijalnu energiju, savladavajući sile trenja kako između plina i stijenke cijevi, tako i između slojeva plina. , koji se raspršuje u obliku toplote. Zbog toga je u određenim intervalima potrebno izgraditi kompresorske stanice (CS), u kojima se gas pritiska do 75 atm i hladi. Izgradnja i održavanje gasovoda je veoma skupo, ali je ipak najjeftiniji način transporta gasa na kratke i srednje udaljenosti u smislu početnih ulaganja i organizacije.

Pored cevovodnog transporta, uveliko se koriste i specijalni gasni tankeri. Riječ je o specijalnim brodovima na kojima se gas transportuje u tečnom stanju u specijalizovanim izotermnim kontejnerima na temperaturama od -160 do -150 °C. Istovremeno, omjer kompresije dostiže 600 puta, ovisno o potrebama. Dakle, za transport gasa na ovaj način potrebno je protegnuti gasovod od polja do najbliže morske obale, izgraditi kopneni terminal, koji je mnogo jeftiniji od konvencionalne luke, za ukapljivanje gasa i ispumpavanje u tankere, i sami tankeri. Tipični kapacitet modernih tankera je između 150.000 i 250.000 m³. Ovaj način transporta je mnogo ekonomičniji od cevovodnog, počevši od udaljenosti do potrošača ukapljenog gasa većih od 2000-3000 km, budući da glavni trošak nije transport, već utovar i istovar, ali zahteva veća početna ulaganja u infrastrukturu od cevovodne metode. Njegove prednosti uključuju i činjenicu da je tečni plin mnogo sigurniji tokom transporta i skladištenja od komprimiranog plina.

U 2004. godini, međunarodna opskrba gasom kroz cjevovode iznosila je 502 milijarde m³, tečnog gasa - 178 milijardi m³.

Postoje i druge tehnologije transporta gasa, na primjer korištenjem željezničkih cisterni.

Postojali su i projekti za korištenje zračnih brodova ili u stanju plinskog hidrata, ali ti razvoji nisu korišteni iz raznih razloga.

Ekologija

IN ekološki Prirodni gas je najčistija vrsta fosilnog goriva. Kada sagorijeva, proizvodi značajne manja količinaštetnih materija u odnosu na druge vrste goriva. Međutim, spaljivanje ogromnih količina od strane čovječanstva razne vrste goriva, uključujući prirodni gas, dovela su do neznatnog povećanja atmosferskog ugljen-dioksida, gasa staklene bašte, u poslednjih pola veka. Neki naučnici na osnovu toga zaključuju da postoji opasnost od efekat staklenika i kao posljedica - zagrijavanje klime. S tim u vezi, 1997. godine neke zemlje su potpisale Kjoto protokol za ograničavanje efekta staklene bašte. Do 26. marta 2009. godine, Protokol je ratificirala 181 država (na ove zemlje zajedno otpada više od 61% globalnih emisija).

Sljedeći korak bila je implementacija, u proljeće 2004. godine, neizgovorenog alternativnog globalnog programa za ubrzano prevazilaženje posljedica tehno-ekološke krize. Osnova programa bila je uspostavljanje adekvatne cijene energetskih resursa na osnovu njihovog kalorijskog sadržaja. Cijena se utvrđuje na osnovu cijene energije primljene pri finalnoj potrošnji po jedinici mjerenja energenta. Od avgusta 2004. do avgusta 2007., omjer od 0,10 dolara po kilovat-satu je preporučen i podržan od strane regulatora (prosječna cijena nafte 68 dolara po barelu). Od avgusta 2007. omjer je revaloriziran na 0,15 dolara po kilovat-satu (prosječna cijena nafte je 102 dolara po barelu). Finansijska i ekonomska kriza napravila je svoja prilagođavanja, ali će taj omjer vratiti regulatori. Nedostatak kontrole na tržištu gasa odlaže uspostavljanje adekvatnih cijena. Prosječna cijena plina u navedenom omjeru je 648 dolara za 1000 m³.

Aplikacija

Autobus na prirodni plin

Prirodni plin se široko koristi kao gorivo u stambenim, privatnim i stambene zgrade za grijanje, grijanje vode i kuhanje; kao gorivo za automobile (gasni sistem za gorivo automobila), kotlarnice, termoelektrane itd. Sada se koristi u hemijska industrija kao sirovina za proizvodnju raznih organskih tvari, na primjer, plastike. U 19. veku prirodni gas je korišćen u prvim semaforima i za osvetljenje (korišćene su gasne lampe)

Bilješke

Linkovi

• Hemijski sastav prirodnog gasa iz raznih oblasti, njegova kalorijska vrijednost, gustina

Njegovim sastavom dominiraju ugljovodonici kao što je metan. Amerika je bila i ostala lider u proizvodnji ovog gasa. Danas ćemo detaljnije naučiti šta je plin iz škriljaca, a također ćemo se upoznati s istorijom, tehnologijom i perspektivama za njegovu proizvodnju.

Terminologija

Mnogi ljudi pitaju: "Koja je razlika između plina iz škriljaca i prirodnog plina?" U stvari, ovo pitanje je netačno. Činjenica je da je plin iz škriljaca također prirodan, jer se vadi iz utrobe zemlje. Stoga je ispravnije reći da plavo gorivo može biti tradicionalno i škriljac. Razlika između ove dvije vrste je način njihove ekstrakcije i sastav. Tradicionalni gas se proizvodi uglavnom iz ležišta gasa ili posebnih područja naftnih polja koja se nazivaju gasnim kapama. Može se sastojati od različitih plinova (metan, etan, propan ili butan) u različitim omjerima. Preovlađujući ugljovodonik, po pravilu, je metan. Šta je gas iz škriljaca? Ova vrsta goriva se vadi iz sedimentnih stijena koje sadrže plin, a uglavnom ih predstavljaju škriljci. Udio metana (CH4) u njemu je mnogo veći nego u tradicionalnom plavom gorivu. To je sva razlika.

Priča

Prvu komercijalnu bušotinu za proizvodnju plina iz škriljastih formacija izbušio je 1821. godine u Fredoniji (SAD) William Hart. Veliku proizvodnju prirodnog gasa iz škriljaca (LNG) u Americi pokrenuli su Tom Ward i George Mitchell. Godine 2002. Devon Energy je pionir u korištenju usmjerenog bušenja u kombinaciji s višestepenim lomljenjem u Teksasu. Obim vađenja plina iz škriljaca u Sjedinjenim Državama počeo je naglo rasti. Mediji su ovaj proces počeli zvati "gasna revolucija". Kao rezultat toga, 2009. godine Amerika je postala svjetski lider u proizvodnji plina (745,3 milijarde m3). Istovremeno, nekonvencionalni izvori (tvorevine škriljaca i uglja) su činili 40% proizvodnje. Ubrzo je cijeli svijet saznao za plin iz škriljaca.

U 2010. najveće kompanije za gorivo sa različitim uglovima planete su uložile ukupno 21 milijardu dolara u sredstva za gas iz škriljaca. Kada je proces počeo da dobija značajan zamah, cena gasa iz škriljaca u Americi počela je naglo da pada. Do početka 2012. bio je niži od cijene proizvodnje LNG-a. Kao rezultat toga, najveća kompanija u ovoj oblasti, Chesapeake Energy, smanjila je proizvodnju za 8%, a kapitalne investicije za 70%.

Krajem 2012. gas je u Americi počeo da košta čak i manje nego u Rusiji. Čelnici industrije počeli su masovno smanjivati ​​proizvodnju zbog finansijskih poteškoća. A Chesapeake Energy je bio na ivici bankrota.

Kako se proizvodi gas iz škriljaca?

Troškovi traženja LNG ležišta znatno premašuju troškove izvođenja sličnih radova sa tradicionalnim „plavim gorivom“. Zbog velike dubine ležišta, mnoge konvencionalne metode istraživanja su ovdje nedjelotvorne.

Općenito, istraživanje prirodnog plina iz škriljaca odvija se u tri faze:

1. Bušenje bušotine u kojoj se izvodi hidrauličko frakturiranje.
2. Ispumpavanje probne serije plina i njeno analiziranje kako bi se pronašla odgovarajuća proizvodna tehnologija.
3. Produktivnost određene bušotine određuje se empirijski.

Budući da se LNG nalazi u stijenama niske poroznosti, njegova ekstrakcija tradicionalnim načinima ne izgleda moguće.

Plin iz škriljaca proizvodi se primjenom tri tehnologije odjednom: kosim horizontalnim bušenjem, višestepenim lomljenjem i seizmičkim modeliranjem. Ponekad se druga metoda zamjenjuje skupljim bezvodnim propan frackingom. Budući da je koncentracija plina iz škriljaca niska (0,2-0,3 milijarde m 3 / km 2), za proizvodnju značajnih količina potrebno je pokriti bušotinama velike površine zemljište.

Hidraulično lomljenje se izvodi na sljedeći način. Postavljaju se cijevi do gasnih naslaga. Preko njih se u utrobu zemlje upumpavaju voda, reagensi (zgušnjivači, kiseline, inhibitori korozije, biocidi i još mnogo toga), kao i posebne granule (keramika, čelik, pijesak ili plastika) promjera do 1,5 milimetara. . Kao rezultat hemijska reakcija, koji nastaje kada se svi reagensi pomiješaju, dobije se isto hidrauličko frakturiranje. Zbog toga se u stijeni pojavljuje ogroman broj pukotina, koje su začepljene granulama i više se ne mogu spojiti. Ostaje samo da se ispumpa voda (filtrira se i ponovo koristi) i gas, u kojem je metan dominantan ugljovodonik.

Izgledi

Rezerve gasa iz škriljaca procjenjuju se na približno 200 triliona m3. Međutim, samo mali dio ovih resursa se može izvući. Danas je LNG regionalni faktor i utiče samo na tržište Sjeverne Amerike.

Među faktorima koji pozitivno utiču na izglede za proizvodnju gasa iz škriljaca, mogu se istaći sledeće:

1. Blizina depozita mogućim tržištima prodaje.
2. Impresivne rezerve.
3. Interes jednog broja država za smanjenje uvoza energenata i energenata.

Međutim, ovo gorivo ima i niz nedostataka:

1. Visok trošak u poređenju sa tradicionalnim gasom.
2. Neprikladan za transport na velike udaljenosti.
3. Brzo iscrpljivanje depozita.
4. Mali udio dokazanih rezervi u ukupnim.
5. Ozbiljni ekološki rizici od rudarenja.

Prema IHS CERA-i, proizvodnja plina iz škriljaca mogla bi dostići približno 180 milijardi m3 u 2018.

Hajde da razmotrimo stanje stvari u različite zemlje globus.

Amerika

Godine 2007. rezerve prirodnog gasa iz škriljaca u Sjedinjenim Državama procijenjene su na 24 triliona m3, od čega se 3,6 biliona m3 smatra tehnički isplativim. U 2014. godini, uzimajući u obzir otkrića novih nalazišta, nadoknadive rezerve su procijenjene na 4 triliona m3, a istražene nedokazane rezerve na 23 triliona. Vodeća američka korporacija u vađenju ovog minerala postala je Chesapeake Energy. U 2009. godini proizvodnja LNG-a u Sjedinjenim Državama iznosila je 14% ukupnog zapaljivog plina, što je dovelo do preraspodjele globalnog tržišta plina i formiranja viška ponude. Do 2012. godine u Americi je proizvedeno 290 milijardi m3 gasa iz škriljaca, što je već činilo 40% ukupne proizvodnje.

Kao rezultat, par novih terminala za uvoz tečnih gasova, izgrađenih u Americi pored 10 operativnih, stvorio je višak „plavog goriva“. 2010. godine neki terminali su čak pokušali da izvoze gorivo. Konkretno, Freeport LNG Development je potpisao ugovor sa sjeverna koreja i Japan na snabdijevanju 2,2 miliona m 3 LNG-a godišnje.

Prema Međunarodnoj agenciji za energiju, proizvodnja plina iz škriljaca u Americi će do 2030. godine iznositi oko 150 milijardi m3 godišnje. Trivijalna računica napravljena 2014. pokazuje da bi dokazane nadoknadive rezerve LNG-a u Sjedinjenim Državama, uz proizvodnju na istom nivou kao 2014. (330 milijardi kubnih metara), bile dovoljne za 12 godina. Nedokazane rezerve trebale bi biti dovoljne za 70 godina. Najveća američka nalazišta plina iz škriljaca su Barnett, Haynesville, Marcellus, Eagle Ford i Fayetteville.

Evropa

Pronađeni su iu brojnim evropskim zemljama veliki depoziti gas iz škriljaca. Radi se o o Poljskoj, Austriji, Engleskoj, Njemačkoj, Mađarskoj, Švedskoj i Ukrajini.

Početkom 2010. godine pojavile su se informacije o otkriću značajnih rezervi LNG-a u Poljskoj. U maju iste godine planiran je početak razrade ležišta. Stratfor (SAD) je 2011. godine odgovorio da će Poljaci morati da ulože desetine milijardi dolara kako bi stvorili infrastrukturu neophodnu za normalne aktivnosti vađenja izloženih rezervi. Publikacija je navela da bi ovaj posao Poljskoj mogao potrajati godinama ili čak decenijama. Krajem 2011. ExxonMobil je izbušio nekoliko eksperimentalnih bušotina u Poljskoj, ali je sljedeće godine projekat zatvoren zbog neisplativosti.

U drugim evropskim zemljama, pitanje proizvodnje gasa iz škriljaca je još u fazi istraživanja. Prema prognozi Međunarodnog energetskog udruženja, do 2030. proizvodnja LNG-a u Evropi mogla bi dostići 15 milijardi kubnih metara godišnje.

Rusija

U martu 2010. godine Odbor za energetiku održao je okrugli sto na kojem je pokrenuta tema perspektiva razvoja LNG resursa. Učesnici skupa predložili su da Vlada organizuje rad na: proceni potencijala gasnih škriljaca Ruske Federacije, proučavanju naprednih tehnologija za proizvodnju nekonvencionalnog gasa, kao i proceni problema koji mogu nastati u vezi sa razvojem škriljca industrija u Sjedinjenim Državama i njena vjerovatna organizacija u nizu drugih zemalja.

Menadžment Gazproma je naveo da nema planova za razvoj nalazišta škriljaca u Ruskoj Federaciji u narednim decenijama. Ovu konstataciju potkrepljuje i činjenica da su tradicionalne rezerve kompanije 10 puta efikasnije od razvoja nekonvencionalnih nalazišta. S tim u vezi, 2012. godine Aleksandar Medvedev, zamjenik predsjednika uprave kompanije, napomenuo je da će se Gazprom vratiti pitanju proizvodnje LNG-a za 50-70 godina.

Mnogi predsjednici i visoki dužnosnici Gazproma su u više navrata izjavljivali da je "revolucija iz škriljaca" PR kampanja osmišljena da potkopa međunarodni autoritet Rusije. tržište goriva. Sergej Šmatko, ruski ministar energetike, rekao je 2010. da postoji „nepotrebno uzbuđenje“ oko ovog pitanja. Prema njegovom mišljenju, razvoj proizvodnje gasa iz škriljaca u Americi neće moći da utiče na globalni energetski bilans.

Prvi visoki zvaničnik koji je 2010. izrazio suprotan stav bio je Jurij Trutnev – ministar prirodni resursi i ekologija. On je rekao da bi povećanje proizvodnje LNG moglo postati problem za Gazprom i Rusku Federaciju. U avgustu 2012. godine, zamjenik ministra ekonomskog razvoja Andrej Klepač je primijetio da su ranije razmjeri „revolucije iz škriljaca“ u Ruskoj Federaciji bili potcijenjeni i da je došlo vrijeme da se to shvati ozbiljno. U oktobru iste godine Vladimir Putin je dao sličnu izjavu. S tim u vezi, zadužio je Ministarstvo energetike da prilagodi plan razvoja industrije do 2030. godine.

Brojni stručnjaci tvrde da očekivana isporuka gasa iz škriljaca iz Amerike u Evroaziju u narednih nekoliko godina neće predstavljati pretnju za ruski izvoz gasa, budući da je ovaj drugi konkurentniji zbog mnogo nižih troškova proizvodnje i transporta. Međutim, 2012. Oleg Deripaska, major ruski biznismen, smatra da su Ruskoj Federaciji preostale još 3-4 “pune godine”, nakon čega će gas i nafta iz škriljaca moći da budu konkurentni u realnosti STO.

Akademik Ruske akademije nauka Anatolij Dmitrievskoj smatra da je u Ruskoj Federaciji proizvodnja LNG-a preporučljiva samo za lokalne potrebe, u područjima koja se nalaze na znatnoj udaljenosti od postojećih gasovoda. Tamo bi se istraživanje i organizacija proizvodnje nekonvencionalnog plavog goriva moglo pokazati svrsishodnijim od postavljanja gasovoda.

Ukrajina

Shell i Exxon Mobil su 2010. godine dobili dozvolu za istraživanje nalazišta škriljaca u Ukrajini. U maju 2012. godine identifikovani su pobjednici tendera za razvoj gasnih područja Yuzovskaya (istočna Ukrajina) i Oleskaya (zapadna Ukrajina). Prva lokacija pripala je Shellu, a druga Chevronu. Pretpostavljalo se da će aktivna proizvodnja na ovim teritorijama početi 2018-2019. Šel je 24. januara 2013. potpisao ugovor sa kompanijom Nadra Yuzovskaya o podeli gasa iz škriljaca koji se proizvodi u oblastima Harkov, Donjeck i Lugansk. Potpisivanju je prisustvovao i ukrajinski predsjednik Viktor Janukovič. U jesen 2015. godine kompanija je izbušila svoju prvu bušotinu u regiji Harkov.

Gotovo odmah nakon potpisivanja sporazuma na ovim prostorima su počeli piketi i akcije čiji su učesnici bili protiv razvoja gasa iz škriljaca, kao i protiv pružanja ove mogućnosti stranim firmama. V. Vološin, rektor Univerziteta Azov, rekao je da se proizvodnja LNG-a može odvijati bez štete po životnu sredinu, ali je potrebno dodatno poraditi na pronalaženju najpogodnije proizvodne tehnologije.

2014. godine, kada je počeo oružani sukob na jugoistoku Ukrajine, Chevron je jednostrano raskinuo ranije zaključene sporazume, žaleći se na neuspjeh ukrajinske vlade da ispuni svoje obaveze da pripremi regulatorni okvir. Shell je privremeno obustavio svoje aktivnosti u razvoju plina iz škriljaca u Donbasu zbog trenutnih događaja, ali još uvijek nije odustao od ugovora.

Drugim zemljama

Svjetska nalazišta škriljaca su prilično velika. Koncentrisani su uglavnom u zemljama poput Australije, Indije, Kine i Kanade. Od navedenih država, samo je Kina blisko uključena u razvoj nalazišta škriljaca. Kompanije u zemlji počele su da rade u ovom pravcu 2012. godine i postavile su sebi cilj da do 2020. godine dostignu 30 milijardi m3 gasa godišnje. Tako je zemlja mogla da pokrije samo 1% svojih energetskih potreba.

Zabrana rudarenja

U Francuskoj i Bugarskoj, razvoj škriljaca je zabranjen zbog potencijalne štete po životnu sredinu. Njemačka i neke američke države su na istom putu.

Zaključak

Danas smo naučili šta je gas iz škriljaca, a takođe smo se upoznali sa tehnologijom njegove proizvodnje i zemljama koje se bave ovom industrijom. Na kraju, vrijedi napomenuti da je LNG vrlo obećavajuća alternativa tradicionalnom plinu, ali je u ovom trenutku njegova proizvodnja povezana s nizom poteškoća koje ne dozvoljavaju mnogim zemljama da uspostave proces tako da dobijeni proizvod bude konkurentan. Također smo uvjereni da je pitanje o razlikama između plina iz škriljaca i prirodnog plina krajnje netačno.

Prirodni plin je mješavina određenih vrsta plina koji nastaju duboko u zemlji nakon raspadanja sedimentnih organskih stijena. Ovo je mineral koji se mora ekstrahovati zajedno sa uljem ili kao samostalna supstanca.

Svojstva prirodnog gasa

U svom prirodnom stanju, gas je predstavljen u obliku odvojenih akumulacija. Obično se nazivaju naslage gasa, koje se akumuliraju u utrobi zemlje poput gasnih kapa. Prirodni plin se u nekim slučajevima može naći u dubokim slojevima zemlje u stanju potpunog rastvaranja - to je nafta ili voda. Standardni uslovi za stvaranje gasa je prisustvo temperaturni režim na dvadeset stepeni i pritisak od oko 0,101325 Pascal. Vrijedi napomenuti da se predstavljeni mineral iz prirodnog ležišta vadi samo u plinovitom stanju - plinskim hidratima.

Glavna svojstva prirodnog plina su odsustvo bilo kakvog mirisa i boje. Da bi se otkrilo curenje, mogu se dodati tvari kao što su odoranti koji imaju jak i karakteristično neugodan miris. U većini slučajeva, odorant se zamjenjuje etil merkaptanom. Prirodni gas se široko koristi kao gorivo u elektranama, u crnoj i obojenoj metalurgiji, cementu i industrijskim preduzećima stakla. Može biti od koristi tokom proizvodnje građevinski materijal, za komunalne i domaće potrebe, kao i kao jedinstvena sirovina za proizvodnju organskih jedinjenja tokom sinteze.

U kom stanju se gas transportuje?

Da bi se značajno pojednostavio zadatak transporta i daljeg skladištenja gasa, on mora biti ukapljen. Dodatni uslov je hlađenje prirodnog gasa ako je konstantno visok pritisak. Svojstva prirodnog gasa omogućavaju transport u konvencionalnim bocama.

Za transport plina u cilindru, mora se podijeliti, nakon čega će se sastojati uglavnom od propana, ali će uključivati ​​i teže ugljovodonike. To se dešava zato što metan i etan ne mogu postojati u tečnom stanju, posebno ako je vazduh dovoljno topao (18-20 stepeni). Prilikom transporta prirodnog gasa potrebno je poštovati sve zahtjeve i utvrđene standarde. U suprotnom, možete naići na eksplozivne situacije.

Šta je tečni prirodni gas?

Tečni gas je specifično stanje prirodnog gasa koji je hlađen pritiskom. Tečni prirodni gas je doveden u ovo stanje tako da se lakše skladišti i ne zauzima puno prostora tokom transporta. Tako se može isporučiti krajnjem potrošaču. Gustina plina je upola manja od gustine benzina. U zavisnosti od sastava, njegova tačka ključanja može doseći i do 160 stepeni. Stopa ukapljivanja ili ekonomski način rada je do 95 posto.

Gas koji se nalazi u bušotinama mora biti pažljivo pripremljen za dalji transport kako bi se doveo do preduzeća. To mogu biti hemijska postrojenja, kotlarnice, kao i gradske gasne mreže. Važnost pravilne pripreme je u činjenici da prirodni gas sadrži razne nečistoće koje izazivaju određene poteškoće prilikom njegovog transporta i upotrebe.

Kako se proizvodi gas u Rusiji

Prirodni gas nastaje mešanjem raznih vrsta gasa koji se nalaze u zemljinoj kori. Dubina može doseći skoro 2-3 kilometra. Plin se može pojaviti kao rezultat uslova visoke temperature i pritiska. Ali pristup kisiku rudarskom mjestu trebao bi biti potpuno odsutan.

Proizvodnja prirodnog gasa na teritoriji Ruske Federacije danas se odvija u najdubljoj bušotini. Nalazi se u blizini grada Novog Urengoja, gde bunar seže skoro šest kilometara duboko. Gas u ovim dubinama je pod jakim i visokim pritiskom. Pravilna ekstrakcija prirodnih supstanci uključuje bušenje bunara. Na mjestima gdje ima plina postavljeno je nekoliko bunara. Stručnjaci pokušavaju da buše ravnomjerno tako da pritisci formacije imaju istu raspodjelu.

Hemijski sastav prirodnog gasa

Plin, koji se vadi iz prirodnih nalazišta, sastoji se od ugljovodoničnih i ne-ugljovodoničnih komponenti. Prirodni plin je metan, koji uključuje teže homologe - etan, propan i butan. U nekim slučajevima možete pronaći prirodnu tvar koja sadrži pare pentana i heksana. Ugljovodonik sadržan u naslagama smatra se teškim. Može nastati isključivo prilikom stvaranja nafte, kao i pri transformaciji dispergovanih organskih materija.

Pored ugljikovodičnih komponenti, prirodni plin sadrži nečistoće ugljičnog dioksida, dušika, sumporovodika, helijuma i argona. U nekim slučajevima, plinska i naftna polja sadrže tečne pare.

Prirodni plin, na koji smo svi tako navikli u našim kuhinjama, blizak je srodnik nafte. Sastoji se uglavnom od metana sa primjesama težih ugljovodonika (etan, propan, butan). U prirodnim uslovima često sadrži i nečistoće drugih gasova (helijum, azot, vodonik sulfid, ugljen-dioksid).

Tipičan sastav prirodnog gasa:

Ugljovodonici:

• metan – 70-98%
• etan – 1-10%
• Propan – do 5%
• Butan – do 2%
• Pentan – do 1%
• heksan – do 0,5%

Nečistoće:

• Azot – do 15%
• Helijum – do 5%
• Ugljen dioksid – do 1%
• Vodonik sulfid – manje od 0,1%

Prirodni gas je izuzetno rasprostranjen u dubinama zemlje. Može se naći u debljini zemljine kore na dubini od nekoliko centimetara do 8 kilometara. Kao i nafta, prirodni gas, u procesu migracije u zemljinoj kori, pada u zamke (propusne slojeve ograničene nepropusnim slojevima stijena), što rezultira stvaranjem plinskih polja.

Pet najvećih gasnih polja u Rusiji:

• Urengojskoe (plin)
• Yamburgskoe (nafta i plinski kondenzat)
• Bovanenkovskoe (nafta i gasni kondenzat)
• Shtokmanovskoe (gasni kondenzat)
• Leningradskoe (gas)

Prirodni (ugljikovodični) plin je čest satelit naftnih polja. Obično se nalazi u nafti u otopljenom obliku, au nekim slučajevima se akumulira u gornjem dijelu polja, formirajući takozvanu plinsku kapu. Tokom dužeg vremenskog perioda, gas koji se oslobađa tokom proizvodnje nafte, tzv prateći gas, bio je nepoželjan dio procesa rudarenja. Najčešće je jednostavno spaljivana u bakljama.

Tek u posljednjih nekoliko decenija čovječanstvo je naučilo da u potpunosti iskoristi sve prednosti prirodnog plina. Ovo kašnjenje u razvoju ove izuzetno vrijedne vrste goriva je u velikoj mjeri posljedica činjenice da transport plina i njegova upotreba u industriji i svakodnevnom životu zahtijevaju prilično visok tehničko-tehnološki nivo razvoja. Osim toga, prirodni plin, kada se pomiješa sa zrakom, stvara eksplozivnu smjesu, što zahtijeva povećane sigurnosne mjere prilikom korištenja.

Gas Application

Neki pokušaji upotrebe gasa napravljeni su još u 19. veku. Lampa plin, kako se tada zvala, služila je kao izvor rasvjete. U to vrijeme još se nisu razvijala plinska polja, a plin proizveden zajedno s naftom je korišten za rasvjetu. Stoga se takav plin često nazivao naftnim plinom. Na primjer, Kazan je dugo bio osvijetljen takvim naftnim plinom. Korišćen je i za osvjetljavanje Sankt Peterburga i Moskve.

Trenutno plin igra sve značajniju ulogu u svjetskom energetskom sektoru. Raspon njegove primjene je vrlo širok. Koristi se u industriji, u svakodnevnom životu, u kotlarnicama, termoelektranama, kao motorno gorivo za automobile i kao sirovina u hemijskoj industriji.

Plin se smatra relativno čistim gorivom. Kada se gas sagorijeva, nastaju samo ugljični dioksid i voda. Istovremeno, emisija ugljičnog dioksida je skoro dva puta manja nego pri sagorijevanju uglja i 1,3 puta manja nego pri sagorijevanju nafte. Da ne spominjemo činjenicu da kada se sagori nafta i ugalj ostaju čađ i pepeo. Zbog činjenice da je plin ekološki najprihvatljiviji od svih fosilnih goriva, on zauzima dominantnu poziciju u energetskom sektoru modernih megagradova.

Kako se proizvodi gas

Kao i nafta, prirodni plin se proizvodi pomoću bušotina koje su ravnomjerno raspoređene po cijelom području plinskog polja. Do proizvodnje dolazi zbog razlike u tlaku u formaciji koja nosi plin i na površini. Pod uticajem ležišnog pritiska gas se potiskuje kroz bušotine na površinu, gde ulazi u sabirni sistem. Zatim se gas isporučuje u složeno postrojenje za prečišćavanje gasa, gde se prečišćava od nečistoća. Ako je količina nečistoća u proizvedenom plinu neznatna, onda se može odmah poslati u postrojenje za preradu plina, zaobilazeći postrojenje za složenu obradu.

Kako se gas transportuje?

Gas se transportuje prvenstveno cevovodima. Glavne količine gasa se transportuju magistralnim gasovodima, gde pritisak gasa može da dostigne 118 atm. Plin do potrošača stiže distributivnim i internim plinovodima. Prvo, plin prolazi kroz plinsku distribucijsku stanicu, gdje se njegov tlak smanjuje na 12 atm. Zatim se distributivnim gasovodima dovodi do gasnih kontrolnih tačaka, gde mu se ponovo smanjuje pritisak, ovoga puta na 0,3 atm. Nakon toga plin gasovodima unutar kuće stiže do naše kuhinje.

Cijela ova ogromna infrastruktura za distribuciju plina je zaista velika slika. Stotine i stotine hiljada kilometara gasovoda koji zapliću gotovo čitavu teritoriju Rusije. Ako se čitava ova mreža gasovoda razvuče u jednu liniju, tada će njena dužina biti dovoljna da stigne od Zemlje do Mjeseca i nazad. A ovo je samo ruski sistem za transport gasa. Ako govorimo o cjelokupnoj globalnoj infrastrukturi za transport gasa, onda ćemo govoriti o milionima kilometara cjevovoda.

Kako prirodni plin nema ni miris ni boju, kako bi se brzo otkrilo curenje plina, umjetno mu se daje neprijatan miris. Ovaj proces se naziva odorizacija i dešava se na gasnim distributivnim stanicama. Jedinjenja koja sadrže sumpor, poput etanetiola (EtSH), obično se koriste kao mirisi, odnosno tvari neugodnog mirisa.

Potrošnja plina je sezonska. Zimi se njegova potrošnja povećava, a ljeti smanjuje. Kako bi se izgladile sezonske fluktuacije u potrošnji plina, u blizini velikih industrijskih centara stvaraju se podzemna skladišta plina (UGS). To mogu biti iscrpljena plinska polja, prilagođena za skladištenje plina, ili umjetno stvorene podzemne slane pećine. Ljeti se višak transportiranog plina šalje u podzemna skladišta plina, a zimi se, naprotiv, eventualni nedostatak kapaciteta cjevovodnog sistema nadoknađuje preuzimanjem gasa iz skladišta.

U svjetskoj praksi, pored plinovoda, prirodni plin se često transportuje u tečnom obliku i posebnim plovilima – plinonosačima (nosačima metana). U tečnom obliku, zapremina prirodnog gasa se smanjuje za 600 puta, što je pogodno ne samo za transport, već i za skladištenje. Za ukapljivanje plina, on se hladi na temperaturu kondenzacije (-161,5 °C), zbog čega se pretvara u tekućinu. Prevozi se u ovom rashlađenom obliku. Glavni proizvođači tečnog prirodnog gasa su Katar, Indonezija, Malezija, Australija i Nigerija.

Izgledi i trendovi

Zbog svoje ekološke prihvatljivosti i stalnog unapređenja opreme i tehnologija, kako u proizvodnji tako i u korištenju plina, ova vrsta goriva postaje sve popularnija. BP, na primjer, predviđa brži rast potražnje za plinom u odnosu na druge vrste fosilnih goriva.

Rastuća potražnja za plinom dovodi do potrage za novim, često nekonvencionalnim, izvorima plina. Takvi izvori mogu biti:

• Gas iz ugljenih slojeva
• Gas iz škriljaca
• Gasni hidrati

♦ Gas iz ugljenih slojeva Rudarstvo je počelo tek kasnih 1980-ih. To je prvi put urađeno u SAD-u, gdje je dokazana komercijalna isplativost ove vrste rudarstva. U Rusiji je Gazprom započeo testiranje ove metode 2003. godine, započevši probnu proizvodnju metana iz ugljenih slojeva u Kuzbasu. Proizvodnja plina iz ugljenih slojeva vrši se iu drugim zemljama - Australiji, Kanadi i Kini.

♦ Gas iz škriljaca. Revolucija iz škriljaca u proizvodnji plina koja se dogodila u Sjedinjenim Državama u posljednjoj deceniji nije napustila naslovne stranice. periodične publikacije. Razvoj tehnologije horizontalnog bušenja omogućio je ekstrakciju gasa iz škriljaca niske propusnosti u količinama koje pokrivaju troškove njegovog vađenja. Fenomen brzog razvoja proizvodnje plina iz škriljaca u Sjedinjenim Državama podstiče druge zemlje da razviju ovu oblast. Osim u Sjedinjenim Državama, u Kanadi se aktivno radi na proizvodnji plina iz škriljaca. Kina takođe ima značajan potencijal za razvoj velike proizvodnje gasa iz škriljaca.

♦ Gasni hidrati. Značajan dio prirodnog plina je u kristalnom stanju u obliku takozvanih plinskih hidrata (metan hidrata). Velike rezerve gasnih hidrata postoje u okeanima i na područjima permafrost kontinentima. Trenutno, procijenjene rezerve gasa u obliku gasnih hidrata premašuju kombinovane rezerve nafte, uglja i konvencionalnog gasa. Razvoj ekonomski isplativih tehnologija za ekstrakciju gasnih hidrata intenzivno se radi u Japanu, SAD i nekim drugim zemljama. Japan, koji je lišen tradicionalnih rezervi gasa i primoran da kupuje ovu vrstu resursa po izuzetno visokim cenama, posebnu pažnju posvećuje ovoj temi.

Prirodni plin kao gorivo i izvor hemijski elementi ima sjajnu budućnost. Dugoročno gledano, smatra se glavnom vrstom goriva koja će se koristiti tokom tranzicije svjetskog energetskog sektora na čistije, obnovljive izvore.