Метан как сырье

В последнее время участились взрывы метана в угольных шахтах. В Кемеровской области в нынешнем году в результате таких ЧП погибли уже несколько десятков человек. Обострение этой проблемы связано с тем, что сегодня глубина шахт в Кузбассе достигает более 300 м. Зона газового выветривания (где метана в угольных пластах почти нет) составляет 150–200 м. А дальше содержание метана очень велико – до 30 куб. м на тонну угля. В этих условиях шахты нужно постоянно проветривать, что требует остановок в работе. Этими нормами горняки зачастую пренебрегают, что приводит к катастрофическим последствиям.

Однако угольный метан можно извлекать и использовать вместо природного газа. Следует отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все месторождения. Так, длиннопламенные бурые угли бедны этим газом. В свою очередь, уголь-антрацит отличается высокой концентрацией газа, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Угли, занимающие промежуточное положение между бурыми и антрацитом, относятся к самым перспективным для добычи метана. Именно такой уголь залегает в Кузбассе.

Особенность метаноугольных месторождений состоит в том, что в отличие от традиционных залежей, где природный газ находится в свободном состоянии в пористых коллекторах (например, в песчанике), в угольных пластах метан сорбирован углем или защемлен в мельчайших трещинах. Кстати, на глубинах до 1 км концентрация метана в угле выше, чем в пористых породах. Но здесь его гораздо труднее извлечь.

Для начала добычи необходимо пробурить скважину. Однако если газ, содержащийся в песчанике, свободно выходит на поверхность за счет пластового давления, то в залежах угля необходимо создать каналы для его движения. Их делают за счет гидроразрыва пласта и последующей откачки воды. На глубине 1000 м давление составляет 100 атмосфер, если оно снижается, то метан переходит в свободное состояние, мигрирует по образовавшимся трещинам к устью скважины и далее на поверхность.

С момента начала откачки пластовых вод дебит скважины постепенно растет по мере увеличения депрессии и через несколько месяцев достигает своего максимального уровня, а затем плавно снижается в течение многих лет. Это коренным образом отличает метаноугольные промыслы от обычных, где дебиты природного газа имеют максимальные значения в момент вскрытия продуктивного пласта и уменьшаются по мере истощения месторождения и падения пластового давления.

Мировой опыт

Лидером в этом направлении бизнеса в настоящее время являются США. Добыча метана здесь увеличилась с 5 млрд. куб. м в 1990 году до более чем 50 млрд. куб. м в 2006 году. Рост производства угольного метана объясняется истощением запасов природного газа в американских месторождениях. Кроме того, извлечением метана из угольных месторождений занимаются Австралия, Канада, Китай и Колумбия. В России в промышленных масштабах метан угольных пластов не добывается. Характерно, что российский институт «Промгаз» (сегодня дочернее предприятие «Газпрома») первый в мире произвел гидроразрыв угольного пласта. Это произошло в 1954 году в рамках работ по подземной газификации углей в Донбассе.

Правда, тогда добывали не метан, а горючие газы, которые образуются в результате сжигания угля под землей. Технология эта выглядела следующим образом. В угольном пласте бурились две скважины и соединялись с помощью гидроразрыва. В одну закачивали воздушную смесь, которая должна поддерживать горение угля, а из второй скважины выходили на поверхность продукты его неполного сгорания. В 1956 году на основе данного принципа была построена Южно-Абинская станция подземной газификации углей вблизи города Киселевск (Кемеровская обл.), которая проработала до 1996 года. Она снабжала этим топливом 14 промышленных и коммунально-бытовых потребителей. После начала разработки гигантских запасов голубого топлива Западной Сибири эти проекты свернули. Дело в том, что себестоимость добычи природного газа из крупных месторождений ниже, чем угольного метана или горючих газов.

Однако традиционная ресурсная база постепенно истощается. Приходится бурить более глубокие скважины на действующих месторождениях и выходить на неосвоенные территории: шельф северных морей, полуостров Ямал, Восточную Сибирь. В результате себестоимость добычи природного газа будет неуклонно расти.

В этих условиях извлечение метана из угольных пластов становится все более привлекательным бизнесом. Особенно если учесть, что этот газ будет поставляться потребителям, расположенным в непосредственной близости от промыслов (в первую очередь в Кемеровской области, которой необходимо около 4 млрд. куб. м голубого топлива ежегодно). Это позволит «Газпрому» сэкономить на его транспортировке. Напомним, что среднее плечо транспортировки газа при поставке российским потребителям составляет 3 тыс. км, а при выходе на новые месторождения этот показатель еще более возрастет. Кстати, по своему составу угольный газ зачастую лучше природного, так как содержит меньше примесей и на 92–95% состоит из чистого метана.

Надежда на господдержку

Необходимо обратить внимание на тот факт, что масштабная добыча угольного метана за рубежом началась после того, как государство стало стимулировать эти проекты. По этому пути пошли правительства США, Австралии, Китая, которые предоставили значительные налоговые льготы компаниям, занявшимся извлечением газа из угольных пластов.

Очевидно, что и России придется воспользоваться этим опытом. Не случайно глава Кемеровской области Аман Тулеев обратился к президенту РФ Владимиру Путину с просьбой предоставить проектам по производству метана угольных пластов льготы по налогам: на добычу полезных ископаемых, на прибыль и освободить от пошлины на ввоз оборудования. Речь идет о тех образцах, которые в России вообще не производятся, например, установки для гидроразрыва пласта и колтюбинга. Кстати, компании, извлекающие нефть из месторождений Восточной Сибири, уже получили право не платить налог на добычу полезных ископаемых.

При благоприятной ситуации в сфере налогообложения и высоких ценах на газ к 2020 году Кузбасс способен выйти на добычу 20 млрд. куб. м угольного метана. Этот объем можно будет реализовать в Кемеровской, Новосибирской и Омской областях, а также в Алтайском крае. В дальнейшем производственные показатели, по всей видимости, еще более возрастут, ведь ресурсная база метана угольных пластов в России превышает 49 трлн. куб. м, что сопоставимо с запасами природного газа.

Если объединить усилия угольщиков и газовиков, то можно получить хороший синергетический эффект. Сначала в пласт будут буриться скважины для извлечения метана, а через несколько лет на этих участках начнется добыча угля. Кроме того, такая технология позволит получить выгоду и от торговли квотами в рамках Киотского протокола. Не секрет, что в настоящее время из угольных шахт Кузбасса на поверхность ежегодно выходит около 2 млрд. куб. м метана.