Сланцевый газ без экологических рисков

Abstract

Викладено переваги внутріпластового (підземного) ретортингу горючих сланців способом термозонованного резистивно-дугового нагрівання сировинного пласта в порівнянні з застосовуваними на сьогодні промисловими технологіями. Ефективність внутріпластового способу зумовлюється виключенням з технології великої кількості підготовчих і утилізаційних операцій, пов'язаних з вилученням сировини на поверхню, що формує високий техніко-економічний потенціал розвитку в цьому напрямку способів підземної і внутріпластової газифікації горючих сланців. Запропоновані рішення базуються на сучасному досвіді горизонтального буріння свердловин у газонафтовидобуванні і електротехнічних методах термохімії, що дає змогу розробляти глибокозалягаючі пласти горючого сланцю, забезпечуючи при цьому енергетичну та економічну ефективність розробки малопотужних пластів. Застосування внутріпластової газифікації дає змогу значно зменшити стартові капітальні витрати на створення наземної інфраструктури промислових споруд і комунікацій, усуваючи один з найсуттєвіших чинників стримання розвитку, характерний для гірничодобувних підприємств. Патентні рішення авторів доповнені прикладом розробляння математичної моделі, що забезпечує можливість параметризації технологічного процесу і оцінювання енергетичної та економічної ефективностей розробки пласта із заданими геологічними даними і фізико-хімічними характеристиками горючого сланцю. Для розглянутого процесу за базу для побудови математичної моделі вибрано температурне поле, сформоване в робочій області ведення процесу і переміщуване з розрахунковою швидкістю всередині пласта копалини.

Изложены преимущества внутрипластового (подземного) ретортинга горючих сланцев способом термозонированного резистивно-дугового нагрева сырьевого пласта по сравнению с применяемыми сегодня промышленными технологиями. Эффективность внутрипластовых способов объективно предопределяется исключением из технологии большого количества подготовительных и утилизационных операций, связанных с извлечением сырья на поверхность, формируя высокий технико-экономический потенциал развития в этом направлении способов подземной и внутрипластовой газификации горючих сланцев. Предлагаемые решения основаны на современном опыте горизонтального бурения скважин в газонефтедобыче и электротехнических методов термохимии, позволяя вести разработку глубоко залегающего горючего сланца, в том числе обеспечивая энергетическую и экономическую эффективность разработки маломощных пластов. Решения внутрипластовой газификации позволяют значительно уменьшить стартовые капитальные затраты на создание наземной инфраструктуры промышленных сооружений и коммуникаций, устраняя один из важнейших факторов сдерживания развития, характерный для горнодобывающих предприятий. Патентные решения авторов дополнены разработкой математической модели, обеспечивающей возможность параметризации технологического процесса и оценивания энергетической и экономической эффективности разработки пласта с заданными геологическими данными и физико-химическими характеристиками горючего сланца. Для рассматриваемого процесса в качестве базы для построения математической модели выбрано температурное поле, формируемое в рабочей области ведения процесса и перемещаемое с расчетной скоростью внутри пласта ископаемого.

The article deals with the advantages of in-situ (underground) oil shale retorting by means of the formation thermozoned resistive arc heating in comparison with the industrial techniques used today. The efficiency of the in-situ method is conditioned by exclusion from the technique of a great number of preparation and utilization operations, associated with the raw material extraction, which forms a high technical and economic potential for development of the underground and in-situ oil shale gasification methods. The suggested solutions are based on the experience of modern horizontal well drilling in oil and gas production, as well as on the electrical methods of thermochemistry, that provides a possibility to develop deep-lying oil shale and at the same time provide energy and economic efficiency of thin formation development. Application of in-situ gasification can significantly reduce initial capital investments for construction of ground infrastructure of industrial facilities and communications, eliminating one of the most important factors of development retention, which is typical for mining companies. The authors’ patent solutions are complemented by an example of the mathematical model development that provides a possibility to parameterize the technological process and evaluate energy and economic efficiency of development of a formation with the specified geological data and oil shale physical-chemical characteristics. The temperature field, which is generated in the process working area and which is moved with the calculated speed inside the well formation, was selected for the process as a basis for the mathematical model development.