Российская Федерация является мировым лидером по экспорту и запасам природного газа на протяжении последних десятилетий. В то же время уровень газификации населенных пунктов субъектов Российской Федерации до сих пор отстает от уровня ведущих стран мира. Экспорт природного газа осуществляется с использованием магистральных трубопроводов и поставок сжиженного природного газа, добываемого и получаемого из традиционных источников месторождений природного газа, находящихся на территории России. Одной из приоритетных стратегических задач, поставленных правительством перед предприятиями топливно-энергетического комплеса России, для достижения национальных целей решения вопросов социальной политики и развития Российской Федерации является вопрос газификации субъектов РФ. Объемы экспорта природного газа и объемы природного газа, необходимые для целей газификации, значительно отличаются количественно. Также значительно отличаются разведанные запасы природного газа из традиционных источников от разведанных запасов природного газа из нетрадиционных источников, включая метан угольных пластов. Мировой опыт использования и реализации проектов по использованию природного газа из нетрадиционных источников, каковым является метан угольных пластов, подлежит изучению, тщательному анализу и использованию для решения вопросов газификации как регионов Восточной Сибири, так и других субъектов РФ. Целью исследования является сбор и количественная оценка технических данных по добыче метана угольных пластов в Российской Федерации для решения стратегической задачи газификации регионов Восточной Сибири.
Российская Федерация является мировым лидером по экспорту и запасам природного газа на протяжении последних десятилетий. В то же время уровень газификации населенных пунктов субъектов Российской Федерации до сих пор отстает от уровня ведущих стран мира. Соответственно, одной из приоритетных стратегических задач, поставленных правительством перед предприятиями топливно-энергетического комплеса России, для достижения национальных целей решения вопросов социальной политики и развития Российской Федерации является вопрос газификации субъектов Российской Федерации [1]. Экспорт природного газа осуществляется с использованием магистральных трубопроводов и поставок сжиженного природного газа, добываемого и получаемого из традиционных источников месторождений природного газа, находящихся на территории России. На данный момент, Российская Федерация является мировым лидером по показателю разведанных запасов природного газа согласно также данных, представленных Центральным Разведывательным Управлением (ЦРУ) для нужд Правительства США [2].
Данные ЦРУ о мировых разведанных запасах природного газа по странам (табл. 1) представлены ниже:
Также на данный момент согласно данных, представленных Центральным Разведывательным Управлением (ЦРУ) для нужд Правительства США, Российская Федерация является мировым лидером по показателю объема общего экспорта природного газа [2]. Данные ЦРУ по общему объему экспорта природного газа по странам (рис. 2) представлены ниже:
Из общего объема экспортируемого Российской Федерацией в различные страны природного газа более 84,6% от общего объема было выполнено по магистральным трубопроводам [3]. Ниже представлены данные по общему объему экспорта природного газа по странам (рис.1):
Основные объемы экспорта «трубопроводного» природного газа на данный момент осуществляются в страны Европейского Союза (ЕС) и Китай, и, соответственно, существующая система трубопроводного транспорта природного газа в Российской Федерации соединяет традиционные источники природного газа в центре страны с западными, южными и восточными границами России (рис. 2).
Очевидно, что для целей газификации и обеспечения доступным природным газом населения регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока необходимо сооружение новых газопроводных систем, которые обеспечат доставку природного газа в населенные пункты этих регионов из традиционных источников месторождений природного газа, находящихся на территории Российской Федерации.
При этом за последние четверть века опыт газификации и обеспечения доступным природным газом населенных пунктов в США, Канаде, Австралии и Китае демонстрирует возможность использования природного газа из нетрадиционных источников, в том числе метана угольных пластов (МУП).
Теория
В Российской Федерации в ноябре 2011 года метан угольных пластов был признан самостоятельным полезным ископаемым и внесен в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод.
Общие запасы метана угольных пластов в разных странах и в мире в целом оцениваются разными источниками по разному, но в общем, за редким исключением, порядок цифр совпадает. Ниже в Таблице 3 и в Таблице 4 представлены некоторые данные:
Запасы метана угольных пластов в основных угольных бассейнах на территории Российской Федерации оцениваются в 83,7 трлн. м3 [6]. Географическое расположение данных запасов метана угольных пластов (рис. 3) представлено ниже:
Технология добычи метана угольных пластов, как извлечение природного газа добываемого из нетрадиционных источников природного газа, технически не отличается от технологии добычи природного газа добываемого из традиционных источников. Основные виды извлечение метана угольных пластов (рис. 4) из газоносных пластов представлены ниже:
Стадийность и динамика извлечения метана угольных пластов также не отличается от технологии добычи природного газа добываемого из традиционных источников. Типичная динамика извлечения метана угольных пластов (рис. 5) из газоносных пластов представлена ниже:
Результаты
Все вышеперечисленные данные, основанные на мировом опыте извлечения метана угольных пластов как добычи природного газа добываемого из нетрадиционных источников, подтверждены в Российской Федерации [6–8]. Стандартная типовая схема конструкции скважины по добыче метана угольных пластов (рис. 6), разработанная ПАО «Газпром», представлена ниже:
Необходимо отметить, что более 15% от общих запасов метана угольных пластов в основных угольных бассейнах на территории Российской Федерации находятся в Кузнецком угольном бассейне [7]. Детальные данные запасов метана угольных пластов (рис. 7) в Кузбассе представлены ниже:
Таким образом, основные технические различия для целей стратегического планирования и организации добычи природного газа в Восточной Сибири между извлечением природного газа из традиционных источников и извлечением метана угольных пластов заключаются в двух следующих факторах:
• Объем запасов природного газа на месторождении / площади (300%–3’000%):
2,7 трлн. м3 газа на Ковыктинском газоконденсатном месторождении (ГКМ) в Иркутской области и от 0,095 трлн.м3 на Талдинской площади в Кузбассе до 0,918 трлн.м3 на Нарыкско-Осташинской площади в Кузбассе;
• Горизонты / глубины залегания залежи (160%–565%):
от 2’838 м до от 3’388 м на Ковыктинском газоконденсатном месторождении (ГКМ) в Иркутской области и от 600 м до от 1’800 м на площадях в Кузбассе.
Схематически технологии добычи природного газа из традиционных источников и добычей метана угольных пластов (рис. 8) представлены ниже:
Обсуждение
Опыт проектов добычи метана угольных пластов в Австралии и странах Северной Америки (Канаде и США) подтверждает очевидность факта, что с точки зрения инвестора, как капитальных вложений (КВ) так и эксплуатациооных затрат (ЭЗ), даже «финансово-худший» проект извлечения природного газа из традиционных источников выглядит на порядок инвестиционно-привлекательней по сравнению с любым проектом добычи метана угольных пластов.
В дополнении к вышеозначенной инвестиционной привлекательности, необходимо упомянуть основные факторы / «недостатки» эксплуатации газопровода при реализации проектов газификации населенного пункта, а именно как общим объемом потребляемого газа для газификации так и критерий сезонности, выраженный в большом диапазоне объема потребления природного газа населением и населенным пунктом в целом. Даже в странах с более мягким, по сравнению с регионами Восточной Сибири, климатом разность сезонного зима-лето потребления природного газа превышает 1’000%! Разница в сезонном потреблении природного газа в Италии (рис. 9) представлена ниже:
Соответственно, излишне упоминать сравнительные характеристики производительности / мощности газопроводов для экспорта природного газа, e.g. «Сила Сибири» – 38 млрд.м3 в год и «Северный поток» – 27 млрд.м3 в год, и объемов природного газа, необходимых для газификации городов-миллионников таких как Омск, Красноярск и Калгари, где населением потребляется около 0,1–0,5 млрд.м3 в год [10]. При этом из-за сезонности лето-зима требования к производительности / мощности, подающего природный газ для газификации города-миллионника, газопровода могут варьироваться от показателя максимальной мощности газопровода «Сила Сибири» 100 млн.м3 в день до близкого к нулю объема транспортируемого природного газа. По этим причинам, практически невозможно оспаривать и / или критиковать официальный ответ-заключение ПАО «Газпром» на обоснование инвестиций проекта газоснабжения регионов Иркутской области, что без господдержки варианты газификации не «удовлетворяют требованиям корпоративных показателей эффективности» – чистый дисконтированный доход и срок окупаемости [11].
Заключение
На сегодняшний день в регионах и крупных городах Восточной Сибири достаточно остро стоит проблема газификации населенных пунктов как один из основных пунктов социальной политики, так и значимый с экологической точки, как например “Режим «Черного неба»” в г. Красноярске (рис. 10), региональных органов государства и позиции правительства Российской Федерации [1].
В целях эффективного и полного исполнения распоряжений правительства Российской Федерации мировой опыт использования и реализации проектов по использованию природного газа из нетрадиционных источников, каковым является метан угольных пластов, подлежит изучению, тщательному анализу и использованию для решения вопросов газификации как регионов Восточной Сибири, так и других субъектов Российской Федерации. Опыт других стран и его анализ позволит сформировать правильные технические решения и наиболее экономически оптимальные методы государственной политики на федеральном и региональном уровнях, а также обеспечит наибольшую эффективность при решении экономических и вопросов управления, планирования и организации добычи метана угольных пластов в регионах Восточной Сибири.
Литература:
1. Правительство Российской Федерации. Распоряжение от 9 июня 2020 г. № 1523-р
2. Центральное Разведывательное Управление (ЦРУ) США. Всемирная книга фактов ЦРУ [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/
3. Экспорт природного газа в мире в 2019 году [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://www.statista.com/statistics/217856/leading-gas-exporters-worldwide/В. И. Бондаренко [и др.] ; науч. ред. И. Н. Карп [и др.]. Энергетика: история, настоящее и будущее. Т. I: От огня и воды к электричеству: в 4 т. – Киев: [б. и.], 2005. – 304 с.
4. Statistical Review of World Energy 2010 // BP Global.
5. Газпром. О перспективах добычи в России угольного газа [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://www.gazprom.ru/about/production/extraction/metan/
6. Газпром. ООО «Газпром добыча Кузнецк». История и перспективы Проекта [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://kuznetsk-dobycha.gazprom.ru/about/history/
7. Копытов А.И. Современные методы добычи метана из угольных пластов / А.И. Копытов, М.Д. Войтов, С.М. Тагиев // Вестник КузГТУ, 2016. – №2. – с. 35-40.
8. Gas Processing & LNG. Lorenzo Micucci. Natural gas pipeline systems and operations [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: http://gasprocessingnews.com/features/202004/natural-gas-pipeline-systems-and-operations.aspx
9. Canadian Gas Association. How much natural gas does Canada use? [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://www.cga.ca/natural-gas-statistics/natural-gas-facts/
10. Виктория Чистякова, IRK.ru 2 апреля 2019 г. Газификация района, которая не случилась [Электронный ресурс] – 2020. – Режим доступа: https://www.irk.ru/news/articles/20190402/gasification/
