Вредный газ вернется в пласт

После ввода в эксплуатацию шельфового месторождения Сновит (в переводе с норв. "Белоснежка") в его подземные пласты будет ежегодно закачиваться углекислый газ в объеме, равном годовому выбросу 400 тыс. автомобилей. Компания Statoil, оператор месторождения, получит знания и опыт, необходимые для следующего этапа разработки технологии улавливания и захоронения этого парникового газа.

Жесткие требования

Решение проблемы значительной концентрации углекислого газа в природном газе с месторождения Сновит в Баренцевом море являлось ключевым критерием для получения разрешения на его разработку. Добытая на месторождении продукция будет поступать на побережье Северной Норвегии, где Statoil строит первый в Европе и самый северный в мире завод по производству сжиженного природного газа (СПГ). Завод СПГ в Хаммерфесте, который должен быть введен в строй осенью 2007 года, также имеет мощности для сепарации, осушения и возврата углекислого газа на Сновите для подземного хранения.

Доля сопутствующего природному углекислого газа в пластах месторождения Сновит составляет 5-6%. В процессе добычи основной продукции будет добываться примерно 750 тыс. тонн углекислого газа. Выброс такого объема углекислого газа в атмосферу означал бы увеличение на 1-2% годового выброса углеродных соединений в Норвегии (в 2005 году он составил 55 млн тонн). Поэтому до утверждения парламентом плана разработки и эксплуатации месторождения в 2002 году правительство Норвегии установило жесткие требования по контролю выбросов углекислого газа. Технология также диктует необходимость в удалении парникового газа при поступлении скважинной продукции на завод СПГ в Хаммерфесте.

На этом заводе будет осуществляться сжижение природного газа для его поставки на рынки, находящиеся за пределами существующей газотранспортной системы. Это предполагает доведение метана до чистоты 90% перед его многоступенчатым охлаждением и сжижением при температуре -163° C. Объем газа при этом уменьшается в 620 раз. Однако если в подаваемом газе будет содержаться углекислый газ, то при таких температурах он кристаллизуется в виде сухого льда и может закупорить теплообменники, поэтому требуется его удаление.

Заблаговременное решение проблем

Поиск решения данной проблемы являлся частью плана освоения месторождения Сновит еще на раннем этапе и важным элементом проекта на дальнейших этапах его реализации. Было принято решение о хранении углекислого газа под морским дном. Опыт, полученный Statoil на Слейпнере, другом месторождении в Северном море, показал осуществимость такого решения. Основными задачами при реализации этого проекта на месторождении Сновит были поиск подходящего пласта для хранения газа и определение метода его транспортировки на месторождение с завода СПГ в Хаммерфесте на расстояние 140 км.

Решение было изложено в документации по оценке воздействия на окружающую среду, подготовленной для Statoil перед тем, как компания представила план разработки и эксплуатации месторождения. Работа по определению подземной структуры, пригодной для хранения углекислого газа, началась еще в 1999 году. После изучения различных пластов-кандидатов выбор пал на Тюбоен. Этот пласт залегает ниже газоносной толщи и перекрывается непроницаемым слоем глинистых сланцев толщиной 75-125 м, что обеспечит надежное хранение углекислого газа.

Для сепарации и осушения парникового газа применяются традиционные методы. Технологические затруднения возникают только на этапе транспортировки и подводной закачки углекислого газа. Насосное оборудование на суше должно обладать техническими характеристиками, обеспечивающими перекачку газа на расстояние 153 км через трубопровод, проложенный одной ниткой, и его закачку в нагнетательную скважину.

Для предотвращения внутренней коррозии трубопровода перед перекачкой с побережья из углекислого газа необходимо удалить всю влагу. Это будет осуществляться на заключительных стадиях процесса его обработки — при его сжатии. При этом углекислый газ переходит из газообразной формы в жидкую, что позволяет перекачивать и закачивать его в пласт Тюбоен примерно так же, как воду.

Впервые в мире

Сновит станет первым в мире месторождением, на которое через подводный трубопровод будет возвращаться углекислый газ. Этот трубопровод также является самым протяженным в мире однониточным трубопроводом. Перекачка газа успешно моделировалась на экспериментальной установке, построенной специалистами компании Statoil в исследовательском центре в Тронхейме. Хотя перекрывающие глинистые сланцы и будут предотвращать проникновение углекислого газа в газоносные пласты, нельзя исключить возможность того, что он в конечном счете найдет выход наверх через трещины в горных породах.

При этом он может проникнуть в тонкую нефтяную оторочку ниже газа в коллекторе. Для контроля поведения углекислого газа под землей была разработана специальная компьютерная программа.

Для выявления возможного продвижения газа вверх через подземные структуры будут проводиться сейсмические исследования. В худшем случае результатом такого продвижения может стать попадание углекислого газа обратно в скважинную продукцию. Тем не менее такое просачивание может контролироваться с помощью одной из добывающих скважин, которые будут пробурены на последующих стадиях освоения месторождения Сновит.

Выход углекислого газа на морское дно считается маловероятным, так что в обозримом будущем он будет удерживаться в пласте. В течение многих столетий будет происходить смешивание молекул углекислого газа и воды с дальнейшей миграцией вниз через горные породы.

При планировании дополнительных технологических линий на заводе СПГ в Хаммерфесте компания Statoil будет также рассматривать возможности по улавливанию и очистке промышленных газов при производстве электроэнергии, объемы которых зависят от строительства электростанции на заводе. Последующие стадии разработки месторождения будут определяться открытием новых запасов газа, который может быть доставлен на сушу.

Объем пласта Тюбоен, скорее всего, достаточен для хранения углекислого газа, получаемого со всех трех технологических линий, которые могут быть построены на заводе СПГ в Хаммерфесте.