При добыче сланцевого газа и нефти из сланцевых пород требуются большие объемы воды, размеры которых могут быть сравнимы с потреблением таких крупных индустриальных городов, к каким можно отнести, например, Чикаго. Зачастую доставка этой воды производится с больших расстояний, составляющих сотни километров. Суть процесса добычи состоит в закачке растворов химикатов под большим давлением, достигающим тысячи атмосфер, в наклонные и горизонтальные скважины, что позволяет разрушить перегородки между так называемыми порами окаменелой глины и освободить, таким образом, добываемое топливо.

Трудность состоит в том, что отработанная вода не может быть слита в природные водоемы, поскольку она содержит значительное количество вредных субстанций. Этот факт влечет за собой существенные капиталовложения со стороны добывающих компаний, связанные с необходимостью эвакуации использованной воды на значительное расстояние от природных водоемов с целью ее слива под землю.

Такие американские нефтесервисные гиганты как Schlumberger и Halliburton и даже крошечные фирмы типа Ecologix Environmental Systems вынуждены разрабатывать технологические процессы реутилизации жидких отходов. Вода подвергается очистке от щебня и химикатов до уровня, позволяющего повторную ее закачку в новые скважины, что в конечном итоге выражается в экономии, достигаемой в результате реутилизации.

Выводы, сделанные некоторыми компаниями, показывают, что глубинная эвакуация стоков является более экономичной, чем их очистка. Эти выводы негативно сказались на внедрении новых методов. Однако, по мнению экспертов, наращивание добычи сланцевого газа и нефти из сланцевых пород повлечет за собой изменение ныне существующей ситуации.

Избыточный расход воды

• Энергетика и энергетические ресурсы Китая
• Эксперты : «Сланцевая революция» возможна в России и Китае
• На территории Восточной Украины можно добыть 20% запасов сланцевого газа
• МЭА с пессимизмом мотрит на перспективы добычи сланцевого газа где-то, помимо Северной Америки
• Гидроразрыв переходит в важнейший вопрос геополитики
• Всемирная сланцевая революция переносится. Часть 2
• Всемирная сланцевая революция переносится. Часть 1
• «Сланцевая» революция в США России не угрожает

Компания Schlumberger прогнозирует, что к 2035 году в США будет пробурено около миллиона дополнительных скважин. Как заявил в связи с этим на недавно состоявшейся конференции ее вице-президент Сальвадор Айяла, занимающийся техническим обслуживанием скважин, экономия расходования чистой воды является вопросом как экологического, так и стратегического значения.

В докладе американского Агентства по защите окружающей среды, опубликованном в 2011 году, указывалось, что производство гидроразрыва пласта объемом в 35 тысяч скважин сланцевого газа при сохранении нынешнего темпа добычи ежегодно потребует от 70 до 140 миллиардов галлонов воды, что эквивалентно тому объему воды, который ежегодно потребляется такими мегаполисами, как Чикаго или Хьюстон. Такое интенсивное потребление ресурса, имеющего жизненную важность, вызывает справедливые нарекания экологов, которые особенно актуальны в годы сильнейших засух.

По данным компании Continental Resources, при огромных объемах работ, развернутых в Северной Дакоте на месторождении сланцевого газа Bakken Shale, стоимость одного галлона свежей воды составляет от 10 до 14 центов. Всего лишь одна операция гидроразрыва обходится компании в сумму от $400 000. Но только лишь на будущий год компанией запланировано проведение около двухсот подобных операций.

Специалисты компаний, добывающих сланцевый газ, изыскивают возможности по замене воды. В одних случаях используется гель пропана, который легко превращается в пар, в других – сжатый воздух. Хотя первые проведенные опыты дали хорошие результаты, промышленное использование негидравлических методов еще не поставлено на поток.

Утилизация сточных вод

В разных штатах утилизация сточных вод производится различными способами. Так, в Техасе имеется немало отработанных нефтяных месторождений, и добывающими компаниями используется метод слива сточных вод в отработанные скважины. Если же взять в качестве примера Пенсильванию, то там нет мест для захоронения: количество нагнетательных скважин едва достигает десяти. Отработанный раствор увозится грузовыми машинами в штат Огайо, находящийся в нескольких сотнях километров. Нагнетательные скважины далеко не являются оптимальным методом утилизации. Среди некоторых ученых и сотрудников государственных служб бытует мнение, что данный метод может быть причиной землетрясений малых магнитуд, так как закачанный раствор как бы смазывает разломы в толще пород, облегчая тем самым взаимное передвижение пластов. Совсем недавно властями штата Огайо было произведено регламентирование бурения нагнетательных скважин во избежание возможных землетрясений, и ими начата выдача специальных разрешений на производство буровых работ.

Точность расчета

Аналитик консалтинговой компании Wood Mackenzie Жени Один рассказывает, что в северо-восточных районах страны добывающим компаниям приходится выплачивать подрядчикам до 8 долларов США за транспортировку до мест захоронения каждой 160-литровой бочки (42 галлона). По расчетам специалистов, реутилизация сточных вод может обеспечить снижение утилизационных расходов и расходов на закупку очередных объемов воды на 2 доллара США в расчете на каждую бочку, что даст экономию до 200 тысяч долларов за весь период службы скважины. Жени Один считает, что этот бизнес является многомиллиардным и что кто-то обязательно сделает на нем огромные деньги.

В компании Chesapeake Energy стали использоваться все объемы сточных вод, откачиваемых из скважин в штате Пенсильвания после производства гидроразрыва. Как отмечает представитель компании Chesapeake Майкл Кес, это повлекло за собой сокращение издержек и потока грузовых машин на дорогах штата, что вызвало радость местных жителей.

По окончанию операции гидроразрыва использованная вода очищается с использованием фильтров или химикатов, производится извлечение из нее мелких частиц породы. Одними компаниями обработка производится непосредственно рядом со скважинами, тогда как другие транспортируют ее для обработки на стационарные очистные сооружения, расположенные неподалеку. В соответствии с данными, опубликованными комиссией, отслеживающей расход вод реки Сусквеханны, в настоящее время добывающими компаниями, работающими в центре Пенсильвании, реутилизируется 14% всего объема воды, использованного для гидроразрыва пласта, тогда как два года тому назад переработке подвергалось менее 1%.

Управляющий компании Halliburton Клей Терри, занимающийся стратегическими вопросами развития бизнеса в подразделении водных растворов, заявил, наличие большого количества отработанных скважин в штате Техас и их низкая стоимость отрицательно сказались на внедрении технологии реутилизации. Терри полагает, что реутилизация сточных вод имеет много преимуществ как экономического, так и политического характера. Поскольку политические деятели и государственные регуляторы все больше тяготеют к вопросам защиты постоянно истощаемых ресурсов и ограничивают их расходование, промышленные операторы будут вынуждены постепенно переключаться на альтернативные источники.

Небольшие компании, работающие в сфере очистки воды, к каким относится, например, Select Energy Services, констатируют рост спроса на оказываемые ими услуги. Тогда как в прошлом году компания Select Energy предоставляла полный набор своих услуг лишь в одном единственном районе, то в настоящее время таких районов уже четыре; к ним относятся Северная Дакота и Колорадо, где происходит добыча сланцевых газа и нефти. По данным компании Ecologix, реутилизация на 80% дешевле, чем откачивание сточных отработанных вод в нагнетательные скважины. Очистные сооружения были ею проданы ранее компании Halliburton, а в настоящее время она ведет строительство новых сооружений в западной части штата Техас, которые обеспечат очистку до 31 тысячи баррелей отработанных вод в сутки. Генеральный директор компании Ecologix Эли Грубер заявил, что компания надеется найти консенсус между экологами и нефтяными компаниями, что обеспечит удовлетворение каждой из сторон.