Гидроразрыв пласта — один из самых востребованных методов для повышения нефтеотдачи. Добыча постепенно перемещается в сферу трудноизвлекаемых запасов, для которых необходимы меры стимулирования.

Однако ГРП со стороны экологов подвергается критике из-за рисков для окружающей среды. Портал nprom.online поговорил с экспертами о негативных последствиях для экологии и обсудил возможные варианты снижения экологической нагрузки и альтернативы гидроразрыву.

Опасность ГРП

Гидроразрыв пласта приобрёл плохую репутацию во времена сланцевой революции. Этот метод стал предметом обсуждения в прессе, и в Сети стали появляться видео с поджиганием воды, текущей из крана, — это якобы свидетельствовало о том, что метан попал в водоносные горизонты вследствие проведения гидроразрыва. Таким образом, ГРП в массовом сознании запечатлелся как крайне опасная операция. 

«Удивительным образом эти заявления в течение продолжительного времени даже не пытались оспорить, а к разъяснениям геологов никто не прислушивался. Несмотря на то что сланцевые формации чаще всего залегают на глубинах порядка 2-2,5 км, а высота трещины разрыва составляет обычно несколько десятков (в отдельных случаях, сотен) метров, миф о том, что метан способен подняться до аквифера, залегающего максимально на глубинах порядка 200 м, по-прежнему используется противниками ГРП. Во многом, кстати, это произошло из-за позиции природоохранного ведомства США, EPA, которое в своё время активно этот миф поддерживало», — рассказывает эксперт Российского газового общества Антон Соколов.

Однако нельзя отрицать, что операция гидроразрыва всё-таки не является безопасной для окружающей среды. Метан из скважины в водопровод, конечно, не идёт, но в процессе могут происходить его неконтролируемые выбросы. Этот газ является парниковым, и такие события вносят свой вклад в обострение климатической проблемы, разъясняет старший научный сотрудник Государственного океанографического института им. Н. Н. Зубова, статс-секретарь экологической палаты России Вадим Петров. Также существует опасность микросейсмических событий и землетрясений.

Однако главными претензиями к ГРП, которые не просто существуют в виде риска, а реально воздействуют на окружающую среду, являются закачка в скважину большого количества воды и использование химических добавок.

«ГРП, как и любая хозяйственная деятельность, оказывает негативное воздействие на окружающую среду и различные экосистемы. В части загрязнения подземных вод опасность связана с введением химических добавок: химикаты могут проникать через неисправные скважины или естественные трещины. Сам процесс ГРП требует значительных объёмов воды, что может оказывать влияние на гидрологический режим водных ресурсов, особенно в аридных регионах с сухим климатом и высокими температурами воздуха», — перечисляет Вадим Петров.

В этом плане нагрузка на экологию с каждым годом только растёт, отмечает эксперт РГО Антон Соколов.

«В США, например, в начале сланцевой революции на одну скважину требовалось в среднем менее 10 тыс. м³ воды, а теперь эта цифра давно перевалила за 50 тыс., поскольку постепенно увеличивались длины горизонтальных секций скважин, вслед за этим росло и количество стадий ГРП, проводимых в одной скважине», — объясняет эксперт.

Те же последствия ГРП называет и эксперт Российского газового общества в сфере экологии Игорь Алабужин, предупреждая, что их не следует недооценивать:

«Добыча углеводородов с помощью гидроразрыва пласта причиняет колоссальнейший экологический ущерб! При столь масштабном применении этой технологии все возможные экологические неприятности не могут не происходить. Американские экологические организации тщательно их фиксируют: и загрязнения воздуха случаются, и загрязнения почвы. И химия, которую нефтяники и газовики активно закачивают в скважины, время от времени в подземные воды — а оттуда в водопроводы — попадает», — отмечает Игорь Алабужин.

Как модернизируют ГРП для большей экологичности

Сейчас наука и нефтесервисные компании пытаются найти решения, которые минимизировали бы вред природе. Для уменьшения последствий проводятся эксперименты и внедряются в работу новые составы жидкости для ГРП и более безопасные добавки, рассказывает Вадим Петров.  

«На сегодняшний день в России и мире разрабатываются новые технологии для снижения экологического воздействия ГРП, среди которых водосберегающие технологии (разработка методов переработки и повторного использования «производственной» воды из скважин), биоразлагаемые химикаты (использование биоразлагаемых и менее токсичных химических добавок для гидроразрыва), современные модели мониторинга и контроля (внедрение систем мониторинга для отслеживания возможного загрязнения подземных и поверхностных вод), альтернативные жидкости для ГРП», — утверждает эколог.

Так, для сокращения использования воды её заменяют пеной либо водонефтяной или водокислотной эмульсией. Помимо экономии ресурсов, такая жидкость позволяет снизить количество реагентов. По тем же причинам активно применяются жидкости на углеводородной основе.

В европейском докладе «Обзор гидроразрыва пласта и других технологий стимуляции пластов для добычи сланцевого газа» от 2015 года отмечены перспективы метанола, который без проблем разлагается в любых условиях, но перед его массовым внедрением необходимо решить задачу безопасного использования из-за высокой опасности взрыва.

Наконец, самый очевидный способ — вместо обычной воды использовать пластовую, по аналогии с системой поддержания пластового давления на основе закачки попутно добываемой воды обратно в пласт. О плюсах и минусах такого метода рассуждает Антон Соколов.

«С одной стороны, пластовая вода доступна непосредственно на промысле, более того, нет необходимости её дополнительно подогревать. С другой же, использование пластовой воды для проведения ГРП сопряжено с рядом сложностей. Главная заключается в том, что пластовые и подтоварные воды, как правило, характеризуются значительной минерализацией и наличием примесей, что не позволяет использовать их без дополнительных операций по их удалению или ввода в состав различных стабилизирующих присадок. Присутствие солей и различных примесей в составе пластовой воды отрицательно повлияет на процесс гелеобразования, что в свою очередь снизит эффективность жидкости разрыва и увеличит нагрузку на промысловое и скважинное оборудование», – разъясняет эксперт РГО.  

В России сейчас ведётся работа над различными способами применения пластовой воды, но они не подходят ко всем условиям.

Безопасные альтернативы ГРП

Для проведения гидроразрыва пласта можно использовать не только воду. Под давлением можно закачивать в скважину и газ, в том числе и в сжиженном виде. Достаточно большие перспективы в свете климатической повестки имеет углекислый газ.  

«Закачка CO₂ в нефтяные пласты позволяет утилизировать углекислый газ, который иначе был бы выброшен в атмосферу. CO₂ подтверждённо способствует более эффективному вытеснению нефти из пласта, увеличивая её добычу. А ТЭЦ и химические предприятия могут служить источниками CO₂ для закачки, что способствует частичному решению проблемы избыточных выбросов. Объём потенциальной закачки диоксида углерода на нефтедобывающих предприятиях оценивается специалистами более чем в 100 млн т», — рассказывает старший научный сотрудник Океанографического института Вадим Петров.

Преимущества такого метода связаны не только с экологическим аспектом, но и с выгодой для добывающих компаний: углекислый газ создаёт более сложные микротрещины, которые соединяются с естественными и увеличивают дебиты.  

В сжиженном виде можно закачивать не только углекислый газ, но и азот и нефтяной газ. Такой метод получил название криогенного ГРП.

Есть и технологии, которые вообще не подразумевают закачки ни жидкостей, ни газов. Например, в докладе «Обзор гидроразрыва пласта и других технологий стимуляции пластов для добычи сланцевого газа» упоминаются взрывные методы, технология плазменной стимуляции (PSF), усиленный бактериальный метаногенез и Slot-Drill — вариант скважинной ножовки для создания дополнительных каналов в породе.

«Несмотря на экологические риски, связанные с ГРП, постоянное развитие технологий и стремление к минимизации вредного воздействия на окружающую среду позволяют оптимистично смотреть на будущее этой отрасли, внося положительный вклад не только в эффективность добычи, но и в климатическую повестку. Важными аспектами являются применение инновационных подходов и строгое соблюдение экологических стандартов», — резюмирует Вадим Петров

https://nprom.online/trends/byezopasnost-grp-razbeerayemsya-v-ekologeechyeskeeh-aspyektah/