По проекту «Разведка и добыча марганца и железа на

Караганда, 2012г.
Метан угольных пластов
•
Метан (CH4) – это углеводород, основной компонент природного газа. Метан
угольных пластов содержится в пластах угля. Формируется в результате
биохимических и физических процессов в ходе преобразования растительного
материала в уголь. Является причиной взрывов в угольных шахтах, в
определенных условиях приводящим к катастрофам.
•
Метан угольных пластов — экологически чистое и эффективное энергетическое и
химическое сырье. Может добываться как самостоятельное ископаемое, и как
попутный продукт, получаемый в процессе дегазации шахт перед добычей угля.
•
Существуют два способа извлечения угольного метана:
- Шахтный (на полях действующих шахт). Шахтный способ является неотъемлемой
частью технологии подземной добычи угля для снижения газообильности
и предотвращения взрывов;
- Скважинами с поверхности. Заблаговременное извлечение метана до начала
ведения горных работ с применением специальных технологий интенсификации
газоотдачи пластов.
Примечание. В Республике Казахстан угольный метан не определен как самостоятельное
полезное ископаемое. Его в разных случаях (расчет исторических затрат, подписного
бонуса и т.д.) относят то к твердым полезным ископаемым, то к углеводородному сырью.
Область применения угольного метана
Сжатие метана до
давления 20 МПа
ГНС
Выработка
электроэнергии
Коммунальнобытовые нужды
АГНКС
промышленность
Завод по
сжижению метана
Мировые запасы метана угольных пластов
Оценка геологических ресурсов метана угольных пластов, трлн. м³
(по данным Statistical Review of World Energy)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Россия — 78
США — 60
Китай — 28
Австралия — 22
Индия — 18
Германия — 16
ЮАР — 13
Украина — 8
Казахстан — 8
Польша — 3
ВСЕГО в мире: 240
Добыча метана угольных пластов в мире
Добыча метана угольных пластов и шахт
осуществляется в более 20 странах.
Ежегодные объемы добычи метана из угленосных
отложений выросли:
США с 1989г. по 2010г. более чем в 20 раз (с 2,5
млрд. м3 до 54 млрд. м3), при этом потребление
природного газа составило 675 млрд. м3;
Канада с 2003 по 2010 - в 15 раз (с 0,5 млрд. м3
до 7,5 млрд. м3), потребление газа – 93 млрд. м3;
Австралия и Китай, с середины 90-х годов до
2010г, более чем в 10 раз (с 0,4-0,5 млрд. м3 до
5,5-5,8 млрд. м3), потребление газа Китай – 134,
Австралия – 35 млрд. м3.
Планы к 2015г.:
США
до 80 млрд.м3
Канада и
Австралия
до 15-17 млрд. м3
Китай
до 30 млрд.м3
Примечание. По данным Министерства нефти и газа, за 2011 год добыча газа в РК составила 39,5 млрд.
куб. м, потребление природного газа выросло на 13% до 10,2 млрд куб. м.
Ресурсы метана угольных месторождений Казахстана
Бассейн,
месторождение, участок
Запасы и
ресурсы угля,
млн. тонн
Карагандинский бассейн
Метаноносность, м3/т
Ресурсы
метана, млрд.
м3
Плотность
ресурсов метана,
млрд. м3/км2
10-27
846
0,4-0,8
Экибастузский бассейн
(пласты 1, 2, 3)
6900
11-20
75
1,3-3,1
Завьяловское
529
17
14,6
0,03
Самарское
732
15
11,0
0,05
Нуринское
491
12
5,9
0,17
Акжар
421
8
3,4
0,08
Тениз-Коржункольский
бассейн
2085
12
28,4
0,26
Койтас
452
12
5,4
0,08
Примечание. Указанные запасы оценочные (прогнозные), требуется проведение детальной
разведки и постановки запасов на государственный баланс полезных ископаемых.
Ресурсы метана угольных пластов Карагандинского бассейна
Участки
Чурубай-Нуринская синклиналь
Тентекская мульда
Тентекская мульда
Мелкие мульды
Северо-западное крыло синклинали
Восточное крыло синклинали
Остальная неотработанная часть синклинали
Манжинская антиклиналь
Карагандинская синклиналь
Глубокие горизонты Саранского участка
Талдыкудукский участок
Площадь между Саранским и Талдыкудукским
участками
Западное крыло синклинали
Юго-восточное крыло синклинали и его глубокие
горизонты
Северо-западное крыло синклинали
Всего по бассейну
Глубина оценки
ресурсов, м
Ресурсы метана в
млрд. м3
940
1400
300-600
1100
до 700
700-1500
200-1500
1800
Итого
1,1
19,6
3,2
39,5
50,7
207,0
292,5
4,8
618,4
1400
1300
1400
26,3
28,2
67,6
700
1500
5,9
75,0
700
Итого
24,9
227,9
846,3
Примечание. Указанные запасы оценочные (прогнозные), требуется проведение детальной
разведки и постановки запасов на государственный баланс полезных ископаемых.
Сравнительная таблица геологических параметров угольных
месторождений
Геологические
параметры/
бассейн, страна
Ресурсы метана,
млрд.м3
Геологический
возраст
Суммарная
мощность
угольных
пластов,
максимальная
мощность
пластов, м
Структурные
формы
Метаморфизм
(марка) угля
Содержание газа,
м3 /т, наличие
газовых шахт
Гидродинамика
Карагандинский
бассейн, до
глубины 1800 м.
Блэк Ворриор
(США)
Великобритания
Франция
Германия
Польша
850
566
100-2000
510
2800
800-1500
Нижний-верхний
карбон
Нижний-верхний
карбон
Карбон
Нижний карбон
Карбон
Карбон
45
7.6
6-24
45
6-24
20-70
8.8
1.5
1.5-2
1.5-5
1.5-2
24
Благоприятные,
разрывные
нарушения,
антиклинальные
складки.
Глубина до
1800м.
Благоприятные,
согласные разрывные
нарушения,
антиклинали.
Глубина до
1500м
Благоприятные,
разрывные
нарушения,
ловушки, глубина до
2000м
Благоприятные,
разрывные
нарушения,
ловушки, глубина
до 2000м
Благоприятные,
разрывные
нарушения,
ловушки,
глубина до
2000м
Благоприятные,
разрывные нарушения, ловушки,
глубина до
2000м
Г-Т
Ж-Т
Д-А
Ж-К
Ж-А
Д-Ж
0-33
(среднее-21),
газовые шахты
0-17
(среднее –11)
газовые шахты
0-17
(среднее –11),
газовые шахты
Среднее-7.3,
газовые шахты
0-18
(Среднее-6.3),
газовые шахты
1-7
Газовые шахты
Воды соленые
Соленые воды до
10 г/дм3, возможна
минерализация
трещин
Нет данных
Нет данных
Воды соленые до
10г/дм3, напорные
Формационные
воды очень
соленые
Примечание. Геологические параметры одного из крупнейшего в США бассейна Блэк Ворриор
значительно уступают параметрам Карагандинского угольного бассейна. Содержание газа в
Карагандинском бассейне практически в два раза и более превосходит среднее содержание газа в
других крупнейших в мире месторождениях.
Извлечение и использование метана
угленосных толщ в Карагандинском бассейне
•
На территории бывшего СССР шахтный метан утилизировался в 0,3-0,5 млрд. м3/г в пределах
Донецкого, Печорского и Карагандинского угольных бассейнов;
• С 60-х годов XX века в Караганде на ПО «Карагандауголь» применялась технология
предварительной скважинной дегазации шахт методом гидроразрыва пласта;
• ТОО «Жумыс-Стройсервис» по контракту с МЭМР РК
№2750 от 7 августа 2008 года провело разведочное
бурение 2 скважин глубиной 1040 и 1260 метров.
Произведен тестовый гидроразрыв пласта в двух
скважинах. Осуществлен отбор керна и газа. Получены
результаты лабораторных анализов (высокое качество газа
- 99,6 %);
• В 2010 году ТОО «Taldy-Kuduk Gas» получено право на
проведение разведки и добычи метана на Талдыкудукском
участке. Разрабатываются проектные документы на
разведку;
• В 2011 году на шахте им. Ленина угольного департамента
АО «АрселорМиттал Темиртау» была запущена в тестовом режиме пилотная
установка по выработке электроэнергии с использованием газа метана от
дегазации.
Установка
вырабатывает
1,4
Мвт
электроэнергии.
Вырабатываемая электроэнергия поступает на групповую подстанцию
«Олимпийская» предприятия «Энергоуголь» и обеспечивает до 15 - 20 % от общей ее
потребности. В планах на перспективу использование аналогичных установок на других шахтах
угольного департамента: «Казахстанская», «Тентекская», «Саранская», им. Кузембаева и им.
Костенко, где для этого имеются необходимые условия.
Перспективы освоения метана
в Карагандинском угольном бассейне
Возможность организации промышленной добычи МУП и ШМ обусловлена:
 высоким газовым потенциалом Карагандинского угольного бассейна;
 существованием как зарубежных, так и отечественных высокоэффективных и
высокорентабельных технологий освоения метана угольных пластов и шахтного метана;
 наличием в области научно-технического потенциала, способного осуществлять и
координировать научные разработки по данной теме (КарГТУ, ТОО «Азимут Геология»);
 имеющимся в области положительным опытом использования угленосных толщ. ТОО
«Жумыс-Стройсервис» создана сервисная компания, которая обладает необходимым
специальным оборудованием, имеет опыт и может самостоятельно осуществлять все
необходимые технологические операции; АО «АрселлорМиттал Темиртау» имеет
собственную сертифицированную лабораторию;
 необходимостью обеспечения безопасности при подземной разработке угольных
месторождений.
Наиболее перспективными для организации промышленной добычи метана являются:
Караджарошаханский, Шерубайнуринский, Тентекский угленосные районы:
• Прогнозные запасы по трем районам составляют 150 млрд. куб. м.;
• Общая площадь геологических отводов на разведку – 97,32 кв. км.;
• Право на заключение контракта на разведку предоставлено в 2012 году
АО «НК «СПК «Сарыарка». Приобретена несекретная геологическая информация, ТОО
«Азимут Геология» совместно с профессорами КарГТУ Дрижд Н.А., Шариповым Н.Х. начаты
работы по разработке проектных документов на разведку.
Вовлечение угольного метана в общий топливно-энергетический
баланс РК способствует решению целого ряда задач:
 Социальных:
• повышение уровня безопасности горных работ
следствие, сокращение количества смертельных
уменьшением риска взрывов на шахтах;
• создание дополнительных рабочих мест, в
промыслов и, тем самым, снижение социальной
районах.
в угольной промышленности и, как
случаев и травматизма, в связи с
связи с обустройством газовых
напряженности в угледобывающих
 Экономических:
• создание новой топливно-энергетической отрасли в Республике Казахстан,
основанной на использовании метана;
• снижение экономических затрат на последующую добычу угля;
• уменьшение расходов связанных с ликвидацией последствий аварий на шахтах и
увеличение объемов добычи угля;
• сокращение расходов на покупку и транспортировку природного газа из
газодобывающих областей;
 Экологических:
• улучшение экологической ситуации в угледобывающих районах, за счет
сокращения объема выбросов метана – второго по значимости «парникового газа» в атмосферу угледобывающими предприятиями Центрального Казахстана.
Оценочные экономические показатели добычи
метана угольных пластов в Карагандинской области
По расчетам компании «Ernst & Young» (Великобритания) для выяснения перспективности
промышленной разработки метана угольных пластов на участок в 100 кв. км. требуется от 30 до 70
млн. долларов США сроком на 3-5 лет.
Показатели
Низкая
результативность
Ожидаемый
сценарий
Высокий
потенциал
Запасы на скважину (млн. куб. м.)
14
20
93
Количество скважин (штук)
1100
1100
500
Максимальный дебит скважины (тыс. куб.
м. в день)
5
7
31
Уровень добычи по участку
(млрд. куб. м.)
1,3
2
4,5
Дисконтированная себестоимость добычи
(долл. США/тыс. куб. м.)
170
120
50
Справочно. Стоимость 1000 куб. м. природного газа, поставляемого ТОО «Алем Газ», 300 долл. США.
Факторами, в значительной мере влияющими на экономику добычи метана угольных пластов
являются:
• удельное содержание газа в угле. По оценке экспертов, этот показатель должен составлять от 15 до
30 куб. метров на тонну угля;
• проницаемость угольных пластов;
• транспортные издержи, добавленные к себестоимости добычи, возможно, будут препятствовать
достижению приемлемого уровня рентабельности проектов. Реализацию метана рекомендуется
осуществлять в пределах Карагандинской и соседних областей;
• необходимость откачки и очистки больших объемов извлеченной воды, что требует дополнительных
затрат и инвестиций в инфраструктуру;
• в связи с низкой проницаемостью угля, для обеспечения приемлемого объема добычи в
промышленных масштабах нужны сотни скважин.
Мировая практика государственной политики
в области промышленного освоения угольного метана
В США, Канаде, Австралии, Китае, ЮАР, Индии, Украине, России - метан угольных
пластов законодательно определен как самостоятельное полезное ископаемое.
Страна
Мероприятия
Результат
США
1990г. - в «Законе о налогах на непредвиденную прибыль
при разработке сырой нефти" предусмотрены налоговые
льготы для предприятий, добывающих угольные газы.
1994г. - льготы отменены.
Уровень рентабельности повысился до 3035%. Добыча увеличилась с 2,5 млрд.м3 в
1989г. до 21 млрд.м3 в 1993 г.
Китай
1996 г. – создание объединенной корпорации по
освоению угольных газов (СUCBM) и введение
налоговых льгот:
- 13% налог на добавленную стоимость, причем 8%, в
последствии, компенсируются;
- в первые 2 года вводится освобождение от подоходного
налога на прибыль, а в следующие 3 года он составляет
только 50% от полной величины.
Австралия
Раздельное лицензирование на добычу угля и газа.
Выделение в рамках государственных программ грантов,
покрывающих 50% стоимости проектов по освоению
угольных газов.
Украина
2009г
–
Предусмотрено
освобождение
от
налогообложения на прибыль субъектов хозяйствования,
полученную
от
деятельности
по
добыче
и
использованию метана.
Россия
Рассматривается вопрос о введении налоговых льгот
компаниям, занимающимся добычей угольного метана, и
установления для метана нулевой ставки НДПИ.
Добыча увеличилась
в 10 раз
В России принята программа «Метан Кузбасса».
Программа "Метан-Кузбасс" реализуется в три
этапа:
поисково-оценочные
и
геологоразведочные
работы
(2008-2009),
опытно-промышленная
эксплуатация
и
наращивание объемов добычи (с 2010), выход
на проектную промышленную добычу.
Необходимые меры государственной поддержки для успешного
освоения угольного метана в Карагандинском угольном бассейне:
 Метан
угольных пластов законодательно определить как самостоятельное
полезное ископаемое;
 Утвердить для метана специальный налоговый режим, к примеру установить для
него нулевую ставку НДПИ;
 Предусмотреть меры законодательной и финансовой поддержки инициативы
компаний, направленной на добычу и утилизацию метана угольных месторождений;
 Проведение разведки с подсчетом запасов метана на перспективных участках за
счет бюджетных средств. Акиматом Карагандинской области предлагается включить
в бюджет республики 2013 года финансирование выполнения разведочных работ на
трех перспективных угленосных участках (Караджарошаханский, Шерубайнуринский,
Тентекский) на сумму 100 млн. долларов США;
 Предусмотреть законодательные ограничения по ведению горных работ по
высокогазоносным выбросоопасным пластам без проведения заблаговременной
дегазации непосредственно угольного пласта через скважины с поверхности;
 Упрощение процедур по оформлению права недропользования;
 Заблаговременная разработка уполномоченными органами совместно с
недропользователями четких требований, обеспечивающих снижение экологического
ущерба (загрязнение окружающей среды химическими веществами, используемыми
при гидроразрывах пластов);
 Организация обучения и стажировок местных кадров за рубежом по программам
извлечения угольного метана.