Газовые месторождения

     Реферат по дисциплине 

     РАЗРАБОТКА  НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….2

Природный газ в мировом энергетическом балансе............................................4

Мировые запасы природного газа……………………………………………….7

Мировая добыча природного газа……………………………………………....13

Международная торговля природным газом……………………………..……16

Мировое потребление  природного газа………………………………………..18

Крупнейшие газовые  месторождения мира……………………………………20

Уникальные  газовые месторождения России………………………………….26

Природный газ, общие сведения и геология…………………………..………28

Заключение……………………………………………………………………...33

Литература………………………………………………………………………34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Природный газ, как и нефть, также стал известен человеку очень давно. В предгорьях Малого Кавказа за 6000 лет до н. э. горели «вечные огни». Это были случайно воспламенившиеся (от молнии или костра, например) выходы газа на поверхность. Необъяснимым в те времена явлениям, когда над землей либо над водой, казалось бы, из ничего возникало пламя, естественно, приписывалось божественное происхождение.

      Еще большее впечатление производили  на людей залповые выбросы воспламенившегося газа из грязевых «вулканов». О том, что они собой представляли, можно судить по наблюдениям наших дней. Так, 15 ноября 1958 года во время «извержения» грязевого вулкана банки Макарова - отмели, находящейся в море на расстоянии около 25 км от Баку, высота первоначально вырвавшегося и воспламенившегося столба газа достигала нескольких километров. В последующем горящее пламя имело высоту около 500 м и диаметр около 120 м. Мощное извержение продолжалось около суток.

      По-видимому, данные явления стали одной из причин культа поклонения огню у многих народов мира (зороастризм). Зороастрийские жрецы из поколения в поколение передавали секреты поддержания «священного огня» и использования для этих целей нефти и газа. |

      Аристотель (384-322 гг. до н. э.) писал об использовании  природного огня персами для бытовых целей.

      За 200 лет до н.э. в Китае были пробиты  первые бамбуковые скважины для добычи газа, который применялся для освещения, отопления и выварки соли.

      Недалеко  от Баку, в Сураханах, находятся развалины  храма Атешга. Его строители проложили глиняные трубы от мест выхода природного газа к четырем углам храмовой крыши, что обеспечило горение «вечного огня».

      Факелы  горящих газов на Апшеронском  полуострове и в Дагестане  на побережье Каспийского моря в начале нашей эры служили маяками для моряков.

      В XIV веке на Апшеронском полуострове газ использовался для отопления, освещения, приготовления пищи и обжига извести.

      В конце XVIII в. был изобретен способ получения искусственного 
газа из каменного угля. Англичанин В. Мэрдок применил полученный 
газ для освещения собственного дома и машиностроительного завода 
в Бирмингеме, а затем предложил этот новый вид топлива для освещения 
Лондона. Не только обыватели, но даже передовые по своим взглядам со 
временники Мэрдока не смогли по достоинству оценить данное предложение «Один сумасшедший, - писал, например, известный английский 
писатель Вальтер Скотт, - предлагает освещать Лондон - чем бы вы думали? Представьте себе - дымом». 

      Тем не менее использование этого  «дыма», получившего   название  «светильного газа», стало быстро распространяться не только в Великобритании, но также во Франции, Бельгии, Германии и других странах.

      Первый  завод по производству светильного  газа в России построен в 1835 году в  Петербурге. К концу прошлого века такие заводы были построены почти  во всех крупных городах страны. Они давали свет улицам, фабрикам, театрам, жилым домам. В 1914 году в Петербурге было газифицировано 3000 квартир.

      В конце XIX века в Баку начали использовать в котельных попутный нефтяной газ, добываемый вместе с нефтью. 

      Широкое применение природного газа в России и в мире началось лишь в 50-х годах нашего века. С этого же времени ученые начали серьезно заниматься изучением его запасов [1]. 
 
 
 
 

Природный газ в мировом  энергетическом балансе

       В абсолютном выражении мировое энергопотребление  с 1965 по 2009 г. выросло почти втрое - с 3,8 млрд до 11,1 млрд т в нефтяном эквиваленте (рис. 1).

       Рисунок 1 – Динамика потребления первичной энергии по основным регионам мира в 1965-2009 гг., млн т н.э.

       За  последние 45 лет суммарная доля трех главных природных энергоносителей - нефти, угля и природного газа - изменилась незначительно. Несмотря на политические инициативы, экономические усилия по экономии энергии, развитие атомной  энергетики, а также непрекращающиеся попытки развития нетрадиционных источников получения энергии, доля нефти, угля и природного газа с 94% в 1965 г. к настоящему времени уменьшилась лишь до 88% (рис. 2).

       Рисунок 2 – Структура мирового первичного энергопотребления по видам энергоносителей в 1965-2009 гг., млн т н.э.

       Предположительно  доля ископаемых энергоносителей будет  постепенно снижаться. Однако предполагается существенный рост доли природного газа, который, согласно прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА), может выйти на первое место среди энергоносителей при условии, что он все-таки станет полноправным автомобильным топливом. В настоящее время доля природного газа в структуре мирового потребления энергоносителей составляет 24% (рис. 3). При этом доля природного газа в структуре энергобаланса развитых стран примерно такая же, как и в среднем по миру - порядка 22-23%. В развивающихся странах, где пока еще в энергобалансе преобладают традиционные энергоносители (уголь, мазут), эта доля не превышает 18%, хотя достаточно быстро растет.

       Рисунок 3 – Баланс мирового потребления первичной энергии в 2009 г.,%

       Основными факторами, способствующими дальнейшему  росту потребления природного газа, являются: рост числа электростанций, работающих на газе; увеличение использования  газа в жилом секторе; явное снижение в последнее десятилетие привлекательности  ядерной энергетики; дальнейшее повсеместное обострение экологических проблем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Мировые запасы природного газа

       Темпы роста мировых разведанных запасов  природного газа почти вдвое обгоняют темпы роста запасов нефти (рис. 4). Если до 1970 г. соотношение мировых разведанных запасов нефти и природного газа в пересчете на нефтяной эквивалент составляло примерно 70:30, то к 1990 г. изменилось до 55:45, а в 2009 г. практически сравнялось до 50:50.

       Рисунок 4 – Динамика мировых доказанных запасов нефти и природного газа в 1970-2009 гг., млрд т н. э.

       Динамика доказанных запасов природного газа по странам и регионам мира представлена в табл. 1. 
 
 
 

       Таблица 1 – Данные о доказанных запасах природного газа по странам и регионам мира в 1989 – 2009 гг., на конец года, трлн м³.

      Из  табл. 1 следует, что в мире есть два региона с гигантскими запасами газа: Ближний Восток (76,18 трлн м³), а также Евразия (63,09 трлн м³).

      Самыми  крупными доказанными запасами газа обладает Россия, в недрах которой сосредоточено 44,38 трлн м³, или 23,7 % мировых газовых ресурсов. При сохранении нынешних темпов добычи этих запасов хватит на 84,1 года.

      За  Россией в порядке убывания запасов  следует первая тройка стран Ближнего Востока: Иран (15,8% от общемировых запасов), Катар (13,5%) и Саудовская Аравия (4,2%). Замыкает десятку лидеров по запасам Алжир (рис. 5).

      Рисунок 5 – Десятка стран-лидеров по доказанным запасам природного газа на конец 2009 г., трлн м³

      На 3-м месте в мире по доказанным запасам газа находится Азиатско-Тихоокеанский регион. Здесь сосредоточенно 16,24 трлн м³ «голубого топлива» (8,7% мировых), которых хватит в среднем на 37,0 лет. Наиболее велики запасы газа у Индонезии (3,18 трлн м³), Австралии (3,08 трлн м³), Китая (2,46 трлн м³) и Малайзии (2,38 трлн м³).

      В недрах Африки находится 14,76 трлн м³ газа (7,9% мировых запасов), при сохранении нынешнего уровня добычи их хватит на 72,4 года. Лидерами по запасам газа в этом регионе являются Нигерия (5,25 трлн м³), Алжир (4,502 трлн м³ ) и Египет (2,19 трлн м³).

      В недрах Северной Америки сосредоточено 9,16 трлн м³ газа (4,88% мировых запасов), которые будут добыты примерно за 11,3 года. Больше всего газа в этом регионе у США (6,93 трлн м³) и Канады (1,75 трлн м³). 

      Наименьшими ресурсами газа в мире обладают страны Южная и Центральная Америка (4,3% мировых). Здесь лидером по запасам является Венесуэла (5,67 трлн м³).

      Мировые доказанные запасы природного газа по состоянию на конец 2009 г. составляют 187,49 трлн м³. Среднемировая обеспеченность запасами природного газа составляет около 63 лет [2].

    С учетом вероятных и возможных  запасов общие мировые ресурсы  природного газа оцениваются в 398 трлн м³. При сохранении нынешнего уровня газодобычи этих ресурсов хватит примерно на 200 лет.

     Однако  природный газ находится под  землей не только в чисто газовых месторождениях. Значительные его количества сосредоточены в угольных пластах, в подземных водах и в виде газовых гидратов.

     Несчастные  случаи с трагическими последствиями  на угольных шахтах, как правило, связаны с метаном, содержащимся в угле. Метан находится в толще породы в сорбированном состоянии. По оценкам геологов, по всем угленосным районам мира запасы метана близки к 500 трлн м³.

     В США запасы шахтного метана оцениваются  в 11,2 трлн м³, а его добыча в 2000 г. составила около 36 млрд м³. Применяемая технология позволяет извлекать из угольных пластов до 80 % метана. Себестоимость его добычи такова, что рентабельным становится строительство газопроводов протяженностью до 500 км.

    Прогнозные  ресурсы метана в угольных пластах  России составляют 65-80 трлн м³. Ожидается, что в ближайшие 5 - 7 лет ежегодная добыча метана из них составит 10-15 млрд м³/год, а в перспективе выйдет на уровень 75... 100 млрд м³/год. Пока же метан извлекают попутно - для обеспечения газобезопасности угледобычи. Например, в Кузбассе средствами дегазации добывают около 200 млн м³ метана ежегодно, а в Печорском угольном бассейне - около 250 млн м³.

     Метан содержится и в подземных водах. Хотя он плохо растворим, тем не менее в пластовых условиях в 1 м³ воды находится до 5 м³ метана. Поэтому его запасы в подземных водах превосходят все разведанные запасы этого газа в традиционном виде. Так, например, в пластовых водах месторождения Галф-Кост (США) растворено 7,36 трлн м³ метана, тогда как запасы природного газа в чисто газовых месторождениях США составляют только 4,7 трлн м³. Общие мировые ресурсы метана в подземных водах до глубины 4500 м могут достигать 10000 трлн м³ .

      Залежи  газовых гидратов встречаются в  осадках глубоководных акваторий и в недрах суши с мощной вечной мерзлотой (например, в заполярной части Тюменской области, у побережья Аляски, берегов Мексики и Северной Америки).

      По  средневзвешенным современным оценкам, ресурсы гидратного газа в мире составляют около 21000 трлн м³, в том числе в США - около 6000 трлн м³ в России - около 1000 трлн м³. Если это предположение подтвердится, то газовые гидраты могут стать практически неисчерпаемым источником углеводородного сырья[1].   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Мировая добыча природного газа

       Данные  о динамике добычи природного газа приведены в табл. 2 и на рис. 6.

       Таблица 2 – Данные о добыче природного газа по странам и регионам мира в 1970-2009 гг., млрд м³

       Первое  место по добыче природного газа занимают Соединенные Штаты Америки (около 20% добываемого в мире газа), за ними с некоторым отрывом следует Россия (17,6%). Однако вследствие истощения запасов природного газа в США его добыча имеет тенденцию к снижению. Значительный уровень добычи газа сохраняется в Канаде, Иране, Норвегии, однако их общая доля в общемировой добыче газа не превышает 14%.

       Рисунок 6 – Десятка стран- лидеров по добыче природного газа в 2009 г., млрд м³

Международная торговля природным  газом

       Основным  и самым крупным экспортером  трубопроводного газа в настоящее  время является Россия, которая обеспечивает более 21% мирового экспорта. В 2009 г. десять крупнейших стран-экспортеров - Россия, Норвегия, Канада, Катар, Алжир, Нидерланды, Индонезия, Малайзия, США и Австралия (рис. 7) поставили на мировой рынок более 76% природного газа.

       Рисунок 7 – Десятка стран-лидеров по экспорту природного газа в 2009 г., млрд м³

       С другой стороны, десять других стран - США, Германия, Япония, Италия, Франция, Великобритания, Испания, Южная Корея, Турция и Россия (рис. 8) импортируют 66% поставляемого на мировой рынок газа.

       Рисунок 8 – Десятка стран-лидеров по импорту природного газа в 2009 г., млрн м³

       В сегменте СПГ основными экспортерами являются Катар, Малайзия, Индонезия, Австралия  и Алжир, обеспечивающие 62% мирового экспорта. В то же время только две  страны - Япония и Южная Корея - импортируют  половину (50%) поставляемого на рынок  СПГ. В целом мировой рынок  СПГ почти на 70% является рынком стран  Азиатско-тихоокеанского региона. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Мировое потребление природного газа

       Десятка стран-лидеров по потреблению природного газа в 2009 г. приведена на рисунке  9.

       Рисунок 9 – Десятка стран-лидеров по потреблению природного газа в 2009 г., млрд м³.

       Традиционными потребителями природного газа являются промышленность, сельское хозяйство, сфера  услуг, транспорт, бытовой и энергетический сектор. Динамика и масштабы спроса на природный газ со стороны отдельных  потребительских групп носят  различный характер. В то время  как одна группа потребителей увеличивает  долю газа в покрытии своих энергетических затрат, другая отдает предпочтение конкурирующим  энергоносителям. В структуре потребления в связи с этим происходят изменения, которые определяются помимо конкурентного предложения на рынке энергоносителей также технологическими факторами, экологическими требованиями, государственным регулированием.

       Структурные изменения происходят и внутри крупных  потребителей газа: выделяются наиболее газоемкие отрасли и сектора, формируются наиболее устойчивые и  стабильные потребители. В различных  странах этот процесс протекает  по-разному в зависимости от особенностей промышленного производства, состояния инфраструктуры, характера производства электроэнергии. Начатое несколько лет назад массовое строительство высокоэффективных парогазовых электростанций вызвало быстрое увеличение использования природного газа в электроэнергетике. Использование природного газа возрастет и в других секторах мирового хозяйства.

       В химической и нефтехимической промышленности природный газ используется не только как технологическое топливо, но и как ценное сырье для производства аммиака, метанола, ацетилена, азотных  удобрений, ароматических углеводородов  и широкой гаммы химических полупродуктов.

       Наибольшее  количество природного газа в мире потребляется в электроэнергетическом  и коммунально-бытовом секторах - 77% в 2008 году, в отраслях промышленности (химия, металлургия и др.) использовалось 10%, в качестве моторного топлива 2%, закачивалось в пласт и сгорало  на факелах 11% природного газа. В перспективе  высокая доля электроэнергетики  и коммунально-бытового сектора  сохранится на уровне 77-78%, использование  в промышленности возрастет до 11-12%, а в качестве моторного топлива  до 3%.

       Крупной группой в газопотреблении является коммерческо-бытовой сектор. Спрос  на природный газ со стороны коммерческо-бытового сектора в течение длительного  времени сохраняется на высоком  уровне и имеет тенденцию к  росту благодаря таким его  потребительским свойствам как  высокая калорийность, удобство применения и чистота сгорания, что делает его привлекательным источником энергии для приготовления пищи и отопления жилых домов, служебных  помещений и т.п. Как правило, коэффициент  полезного действия газа выше, чем  при использовании других видов  энергии, за исключением электричества, особенно в небольших нагревательных приборах (бытовое потребление)[2]. 
 

Крупнейшие  газовые месторождения  мира

       По  рекомендации А.А. Бакирова (1972 г.), в  зависимости от запасов, различают  газовые месторождения следующих  размеров:

       •   Мелкие           до 10 млрд м³

       •   Средние          10-30 млрд м³

       •   Крупные         30-300   млрд м³

       •   Гиганты          300-1000 млрд м³

       •   Уникальные   свыше 1000 млрд м³[1].

       Сведения  о крупнейших газовых месторождениях в странах мира приведены в  табл. 3.

       Таблица 3 – Крупнейшие газовые месторождения мира

       Рисунок 10 – Десятка крупнейших газовых месторождений мира, млрд м³

       Из десяти крупнейших газовых месторождений мира (рис. 10), начальные запасы которых на конец 2009 г. составляли не менее 63 трлн м³, половина находится в России [2].

       Самое крупное, однако, Южный Парс/Северное находится в центральной части Персидского залива в территориальных водах Катара (Северное) и Ирана (Южный Парс). Запасы этого месторождения оцениваются в 13,45 трлн м³ газа и 7 млрд т нефти. Северное и Южный Парс разделены тектоническим разломом. Оба они является самостоятельными разновозрастными залежами: Северное — поздним мелом, а Южный Парс — триасового возраста[3].

         На втором месте в мире - Уренгойское нефтегазоконденсатное месторождение с общими геологическими запасами 16 трлн м³ и остаточными запасами - 10,2 трлн м³. Находящееся в Западно-Сибирском бассейне месторождение является крупнейшим в мире месторождением, расположенным на суше. Уренгойское месторождение протянулось с севера на юг более чем на 230 км, его ширина - от 30 до 60 км. Большая часть месторождения расположена за полярным кругом. Освоение месторождения, открытого в 1960-е годы, началось в 1977 году. Работа газовиков осложняется крайне неблагоприятными условиями окружающей среды - вечная мерзлота, морозы, тундра и хрупкая экосистема. Разрабатываемые в настоящее время песчаники в основном относятся к верхнемеловому периоду; они образовались 90 млн. лет назад и залегают на глубине более 1200 м. В настоящее время ООО «Газпром добыча Уренгой», дочернее предприятие ОАО «Газпром», ежегодно добывает на месторождении 260 000 млн м³ газа, более 5 000 тонн конденсата и 825 000 тонн нефти[4].

       Самое молодое месторождение первой десятки  Хейнсвиль - открыто в США в 2008 г. Запасы этого месторождения оцениваются в 7,079 трлн м³ газа[2].

       Южный Иолотань – одно из крупных нефтегазовых месторождений на юго-востоке Туркменистана, введенное в промышленную разработку в 2006 г. Запасы этого месторождения оцениваются в 7 трлн м³ газа. Супергигантское месторождение Иолотань раскинулось на площади в 1800 км². Иолотань связан с нефтегазовым месторождением Осман, они оба являются одной структурой. Залежи располагаются на глубине 3,9-5,1 км. Нефтегазоносность связана с меловыми и юрскими отложениями.

       Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение — месторождение газа, газового конденсата и нефти. Запасы этого месторождения оцениваются в 5,242 трлн м³ газа. Открыто в 1969 году. Расположено в заполярной части Западно-Сибирской низменности, на Тазовском полуострове, в субарктической зоне. Центр добычи — город Уренгой. Ландшафт — тундровая слабовсхолмленная равнина с густой сетью рек, ручьев, озер, болот. Толщина вечной мерзлоты достигает 400 метров. Промышленная газоносность установлена в сеноманских и неокомских отложениях. Размеры Ямбургского месторождения — 170 на 50 километров. По начальным извлекаемым запасам газа Ямбургское месторождение занимает второе место в России[4].

       Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение — месторождение газа, газового конденсата и нефти. Заполярное месторождение открыто геологами в 1965 году. Находится в южной части Тазовского района Ямало-Ненецкого автономного округа, на 180 км юго-восточнее поселка Ямбург. Геологическое строение Заполярного месторождения аналогично Ямбургскому. Запасы этого месторождения оцениваются в 3,5 трлн м³ газа. От других месторождений отличается компактностью. Площадь месторождения — 8745 га. В длину простирается на 50 километров, в ширину на 30. Это позволяет вести разработку сеноманских залежей всего тремя (самыми мощными в мире) установками комплексной подготовки газа. На месторождении выявлено 10 залежей: 2 газовые в верхнемеловых отложениях, 3 газоконденсатные в нижнем мелу, 5 нефтегазоконденсатных в валанжинских отложениях[5]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Уникальные  газовые месторождения  России

       Государственным балансом Российской Федерации учитывается 867 месторождений с запасами свободного газа.

       Рисунок 11 – Десятка крупнейших газовых месторождений России, трлн м³

       В  декабре 2007 г. ОАО "Газпром" и BASF ввели в эксплуатацию уникальное Южно-Русское нефтегазоконденсатное месторождение, но фактически добыча на нем началась еще в октябре 2007 г. Плановая проектная мощность месторождения - 25 млрд м³ в год, начиная с 2009 г. Южно-Русское месторождение стало основной ресурсной базой Северо-Европейского газопровода.

       Оператор  проекта "Сахалин - 2" компания "Сахалин  Энерджи" начала добычу газа на Лунском  нефтегазоконденсатном месторождении. В марте 2009 г. успешно отгружена  первая плановая партия российского  сжиженного природного газа (СПГ), произведенного в рамках проекта "Сахалин-2". В  мае 2009 г. были запущены вторая технологическая  линия на заводе по производству СПГ  и связанное с ней оборудования на платформе "Лунская-А" (ЛУН-А) и  объединенном береговом технологическом  комплексе. Это достижение означает двойное увеличение объемов производства на заводе СПГ.