Меня всегда забавляют дискуссии о нефтегазовой индустрии, в которых красной нитью проходит мысль о неких «прорывных технологиях». Адепты этой идеи верят, что технический прогресс неизбежно приведет к тому, что сланцевые углеводороды станут дешевле традиционных.
Ирония в том, что эти мантры я слышу уже более двадцати лет, хотя риторика остается неизменной. Если бы их прогнозы сбылись, баррель нефти стоил бы сегодня порядка 7 долларов, как в середине 80-х годов прошлого века. Очевидно, что этого не произойдет.
Безусловно, отрицать влияние технологий на промышленность было бы глупо. В противном случае прогресс остановился бы на стадии охоты на мамонтов с помощью каменных топоров.
Однако, даже не будучи экспертом в инженерии, можно осознать простую истину: никакие инновации не способны отменить фундаментальные законы физики. В этом и заключается прелесть естественных наук — их принципы неизменны, независимо от нашего желания или веры. Физика позволяет математически описать любую технологию и четко определить границы её эффективности.
Разберемся подробнее. Освоение любого природного ресурса всегда начинается с наиболее доступных и легкоизвлекаемых залежей. К примеру, рядом с нами есть Туембетский рудник — по сути, небольшая выработка, открывающая доступ к недрам.
Это неприметное место — свидетель того, как в бронзовом веке здесь добывали и тут же плавили медную руду.
Наши далекие предки просто собирали выходы малахита на поверхность. Ресурса было много, но инструментарий для более глубокой добычи отсутствовал. Лишь с развитием инженерной мысли люди начали уходить в штольни, а затем в карьеры и шахты, затрачивая несоизмеримо больше энергии и времени. Отсюда вытекает фундаментальная закономерность:
Технологический прогресс в горнодобывающей отрасли позволяет вовлекать в оборот ранее недоступные месторождения, однако это неизбежно влечет рост энергозатрат, трудоемкости и себестоимости по сравнению с разработкой легкодоступных объектов.
Сравните Туембетский рудник и современную шахту Гайского ГОКа на глубине более километра: вторая технологичнее, но она в разы дороже и энергозатратнее.
С углеводородами ситуация аналогичная. В эпоху зарождения отрасли бурили неглубокие скважины, и нефть била фонтаном — затраты были минимальны. По мере углубления требуются сложные технологии и огромные энергозатраты на подъем ресурсов.
Вернемся к сланцевым нефти и газу. Станут ли они дешевле традиционных? Спойлер: нет. Физика не позволит. Но давайте углубимся в теорию.
Нефть и газ скапливаются в породах-коллекторах. Их ценность определяет пористая структура, удерживающая флюиды за счет адгезии, капиллярных эффектов и трения. Ключевой параметр — проницаемость, зависящая от размера пор.
Для наглядности: представьте обычную губку и кирпич. Оба впитывают воду, но губка отдает ее при легком нажатии, тогда как кирпич удерживает влагу в микропорах. В геологии проницаемость измеряется в Дарси (или миллидарси — мд). Высокопроницаемые породы имеют показатель выше 500 мд, низкопроницаемые — менее 10 мд.
Традиционными (conventional) называют ресурсы из пластов с высокой проницаемостью.
Их добыча проста: пробурил скважину, и нефть поступает сама или при незначительной стимуляции.
Нетрадиционные (unconventional) ресурсы требуют принципиально иных подходов к извлечению.
Сюда относятся не только сланцевые нефть и газ, но и битумы, метан угольных пластов и т.д. Важно понимать: сланцевая нефть не является каким-то уникальным продуктом. Это привычные углеводороды, просто запертые в низкопроницаемой «ловушке».
Таблицы показывают, что крупные сланцевые месторождения дают высококачественный продукт, зачастую превосходящий по чистоте традиционную нефть. Слухи о «плохом» сланцевом газе — это пережитки прошлого, связанные с конкретным месторождением Антрим, доля которого сегодня ничтожна.
Суть сланцевой добычи — это попытка выжать ресурс из неподвижной породы. Единственный путь — радикально увеличить площадь фильтрации. Это достигается за счет комбинации двух технологий: горизонтального бурения (для охвата пласта) и многостадийного гидроразрыва пласта (ГРП).
С помощью ГРП в пласте создается сеть микротрещин, которую фиксируют специальным керамическим проппантом. Для максимизации охвата используют метод Fishbone (создание ответвлений от основного ствола).
Проблема в том, что такие скважины стремительно истощаются. Приходится постоянно бурить новые, создавая гораздо более плотную сетку скважин, чем при традиционной добыче.
Очевидно, что добыча сланцевых ресурсов сложнее, дороже и требует колоссальных энергетических затрат. Цена на нефть, привязанная к спекулятивному курсу доллара, лишь маскирует реальную стоимость производства.
Более объективный показатель — EROEI (энергорентабельность: отношение полученной энергии к затраченной).
Чем выше этот коэффициент, тем экономически выгоднее ресурс. У угля EROEI — 80-100, у атома — 50-75, у битумных песков — лишь 3.
График ниже демонстрирует историческое снижение энергорентабельности нефтегазодобычи в США.
Мы видим неизбежный путь: от пика в середине XX века, когда добывали «легкую» нефть, отрасль плавно перешла к более затратным методам. Даже с учетом прогресса, сланцы никогда не достигнут эффективности традиционных месторождений.
Рост себестоимости — фундаментальный тренд для всей глобальной индустрии, включая российскую, где доля трудноизвлекаемых запасов растет неуклонно. По мере исчерпания лучших участков (например, формации Баккен или Марселлус в США) неизбежно вовлечение в разработку более сложных структур, что снова ударит по энергорентабельности.
Вывод прост: технологии могут оптимизировать процессы, но не могут отменить физику. Нетрадиционная нефть всегда будет дороже традиционной, так как требует несоизмеримо больших энергетических и трудовых затрат.
Автор: Сигурд Сигурдов
