Із нещодавнім розвитком у світі так званої «сланцевої лихоманки» майбутнє енергетики планети знову пов’язують із природним газом. Але під впливом сланцевих перспектив варто не ігнорувати й інші (при чому реальніші, як упевнені експерти, для України) газові альтернативи. Зокрема, метан вугільних родовищ, якого в Україні, як і в світі, набагато більше. До того ж, і видобувати його, як зазначають науковці, дешевше. Крім того, промисловий видобуток метану допоміг би знизити ризики шахтарської праці... Про інші переваги цієї маловідомої газової альтернативи та її перспективи в Україні «Дню» розповів кандидат геолого-мінералогічних наук, почесний розвідник надр Богдан ЛЕЛИК (ЗАТ «Концерн НАДРА», Київ).
— Що собою являє метан вугільних родовищ? Чи може він бути реальною енергетичною альтернативою традиційному природному газу?
Шахтний метан, як супутня корисна копалина, використовується вже понад півстоліття. Американці звернули на нього увагу, як на самостійну корисну копалину після нафтової кризи 1973 року. За час, що минув, шляхом введення низки заохочувальних заходів до видобутку метану з вугільних родовищ США, які стосувалися насамперед податкових знижок та пільгових кредитів, на сьогоднішній день видобуток перевищує 60 мільярдів кубометрів газу на рік. За даними Нафтової ради та Інституту газової промисловості, запаси метану у вугільних пластах США до глибини 900 м складають від 8,5 до 14 трильйонів кубометрів. У цій галузі працюють більше 200 фірм, пробурені понад 20 тисяч свердловин.
У останні роки інтенсивні роботи по вилученню метану проводять у Австралії, Китаї, Канаді, Індії, Польщі, Німеччині та Англії. Активно, на початку року, долучилася до цього процесу Росія з реалізацією пілотних проектів у Кузбасі. Перераховані вище країни та в їхньому числі Україна складають десятку найбагатших держав світу, сумарні запаси метану вугільних пластів яких оцінюються в 260 трильйонів кубометрів, що перевищує світові запаси природного газу. Україна із своїм «ентузіазмом», на жаль, не вийшла за рамки експериментальних досліджень.
ВУГІЛЬНІ РОДОВИЩА ПРАВИЛЬНІШЕ НАЗИВАТИ ВУГЛЕГАЗОВИМИ
— Чому метан вугільних родовищ у нас сьогодні не видобувають у промислових обсягах? Які перспективи України в його використанні?
— Головні ресурси метану вугільних родовищ України зосереджені в Донецькому та Львівсько-Волинському кам’яновугільному басейнах. Газоносність вугілля марок від газового до пісного коливається в межах від 5 до 30 кубометрів газу на тонну (тут і надалі мається на увазі тонна сухої беззольної або горючої маси вугілля), досягаючи в антрацитах 35—40 кубометрів на тонну вугілля. Крім вугілля газ присутній і у вміщуючих його пісковиках та алевролітах, де газоносність становить 3—5 кубометрів газу на кубометр породи. За оцінками окремих зарубіжних та вітчизняних експертів, сумарні ресурси метану до глибини 1800 м перевищують 12 трильйонів кубометрів.
Враховуючи значний метановий потенціал, що зосереджений у вугільних родовищах, їх все частіше справедливо називають вуглегазовими. Та видобування метану з вуглегазових родовищ із використанням традиційних технологій, які застосовуються в газовидобувній галузі, практично неможливе через особливі зв’язки метану з материнською породою (вугіллям) на відміну від покладів природного газу.
Нерозвантажений від гірського тиску вугільний пласт являє собою природну, слабопроникну систему, що має замкнуті між собою пори й є газоносним, погано фільтруючим середовищем. Виходячи з особливостей зв’язку метану з вміщуючим його вугіллям, розрізняють два головних технологічні підходи з його вилучення, а саме: супутню або випереджувальну дегазацію пов’язану з безпекою поточної роботи шахти та попередню дегазацію, пов’язану із завчасною підготовкою пластів до безпечної роботи шахт.
До першого варіанту належать позитивні, але поодинокі приклади проведення інтенсивних дегазаційних робіт та використання шахтного метану на шахтах ім. Засядька, Молодогвардійська, Комсомолець Донбасу, Красноармійська Західна №1, Краснолиманська, які без дегазації не можуть підтримувати високі показники видобутку вугілля. На цих шахтах газ використовується переважно для власних потреб шахти, головним чином як паливо в котельнях, для вироблення електроенергії та заправки автотранспорту.
Та головний технологічний напрямок, як свідчить світовий досвід, стосується попередньої дегазації вуглепородного масиву, яка проводиться завчасно до будівництва та початку роботи шахти. Реалізація цього напрямку в світі, в основному, забезпечує промисловий видобуток метану та безпеку роботи вугільних шахт. Цей напрям видобутку метану в Україні, як альтернативного джерела енергії, знаходиться на експериментальній стадії. Випробування новітніх технологій та використання світового досвіду є необхідною умовою становлення метановугільної галузі в Україні. Значний внесок у випробування та розробку технологій попередньої дегазації за останнє десятиліття внесли українські компанії ДП «ЦАВП», ТОВ «Екометан» та ін.
ВІЧНІ ЕКСПЕРИМЕНТИ
— Які результати вже проведених експериментів?
— Проведені дев’ять потужних гідророзривів вугілля та вміщуючих порід на технологічних рідинах за американськими програмами з максимальним використанням вітчизняних матеріалів. Роботи були виконані на Красноармійському та Південно-Донбаському полігонах Донбасу. Це лише перший етап технологічних випробувань. На наступних етапах бажано було б провести гідророзриви на рідкому азоті, воді з закріпленням тріщин проппантом. Аналіз результатів проведених робіт вказує на високий газовий потенціал об’єктів. На жаль, отримані результати не дали високих припливів газу, але це пояснюється в першу чергу специфікою будови наших родовищ (тонкі пласти, низька проникність), незначним впливом площі дренування тріщини до одиночної свердловини, забрудненням колектора в процесі буріння свердловини та ін. Відсутність уваги та підтримки робіт зі сторони владних структур, що відображалася на недостатньому фінансуванні робіт, вінчає український підхід до вирішення метанових проблем і пояснює, чому ми знаходимось на експериментальній стадії.
Похвальним, у сенсі робіт на перспективу та розробки нових технологій попередньої дегазації, з урахуванням специфіки гірничо-геологічних умов українських вугільних родовищ, є досвід української компанії ЗАТ «Концерн НАДРА». Фахівцями компанії в 2008 році було розроблено та запатентовано новий унікальний «Спосіб попередньої дегазації вугленосної товщі», який полягає у використанні ефекту гравітаційного розвантаження масиву. Суть способу полягає в тому, що перед роботою шахти пропонується по нижчезалягаючому від основної промислової товщі малопотужному вугільному пласту, товщиною 0,2—0,5 м (який не буде в перспективі відроблятися шахтою), провести його випалювання способом газифікації й ініціювати гравітаційне розвантаження масиву, що супроводжується ефектом зростання газопроникності. За результатами розгляду матеріалів конкурсу «ТОП-Енергоефективність 2009», експерти визнали технологію кращою у номінації «Науково-технічний прорив».
— У чому «родзинка» даної технології?
— Схема реалізації способу достатньо проста. Апробований окремо як дегазація розвантаженого масиву на вугільних шахтах та проведення підземної газифікації, в тому числі й на українських родовищах. Суть способу полягає в поєднанні двох технологій у просторі та часі, проведенні попередньої дегазації всього продуктивного газонасиченого масиву (вугілля + породи), отримання та утилізації енергетичного газу від газифікації та високоякісного метану від дегазації та забезпечення безпеки робіт майбутньої шахти. Перевагою є те, що створена із свердловин дегазаційна мережа — «довгоживуча»: працює до початку роботи шахти, під час роботи та після закриття шахти. Середній очікуваний дебіт із однієї дегазаційної свердловини становитиме 10—15 тисяч кубометрів газу за добу. Таких свердловин на одному шахтному полі необхідно бурити сотні. Очікувана окупність таких проектів при сучасних цінах на газ один-два роки.
Очевидним є те, що ефективно проведена попередня дегазація сприятиме зменшенню енергозатрат на видобуток «зрушеного» вугілля, нарощуванню потужностей шахт з видобутку високоякісного коксівного вугілля у безпечних по газу вугільних шахтах, а тим самим зменшенню залежності України від імпорту як коксівного вугілля, так і природного газу.
ВАРТІСТЬ ПІЛОТНОГО ПРОЕКТУ — 20 МІЛЬЙОНІВ ДОЛАРІВ
— Тобто метан вугільних родовищ насправді може стати найдоступнішою нині альтернативою імпортованим енергоносіям?
— Перспектива впровадження метанових проектів очевидна. За досвідом провідних країн, необхідно впроваджувати існуючі та розробляти нові технології видобутку метану. Але для того, щоб реалізовувати широкомасштабні проекти із сотнями свердловин, необхідно провести спочатку пілотні проекти із чотирьох-шести свердловин, на яких передбачити випробування технологій швидкісного буріння вертикальних та похило-направлених свердловин та їх підготовки, проведення газифікаційних робіт, гідророзривів, проведення дослідних та інших робіт. Пілотні проекти слід реалізовувати одночасно у двох басейнах Донецькому та Львівсько-Волинському.
Для реалізації пілотних проектів потрібна фінансова підтримка держави. Очікувана вартість одного пілотного проекту 15—20 мільйонів гривень. Інвестуючи в перспективні проекти, Україна інвестує в майбутнє, у власну безпеку та енергетичну незалежність. Результати пілотних робіт дадуть можливість у перспективі залучення значних обсягів інвестицій приватного вітчизняного та зарубіжного капіталу, а головне — раціонального використання власного потужного джерела альтернативних видів палива яким є метан вугільних родовищ.
