Цифровой журнал «Компьютерра» № 41 - Коллектив Авторов

- Нетрадиционная нефть — это нефть, получаемая при переработке нефтяных, или точнее, битуминозных песчаников, залегающих практически на земной поверхности. В свое время это были пески или пачки песчаников, пропитанные нефтью, из которых впоследствии (при подъеме слоев тектоническими движениями к поверхности) улетели бензиновые фракции, а осталась только масляная и асфальтово-смолистая часть.

Основными запасами нетрадиционной нефти обладают месторождения пояса Ориноко в Венесуэле и в Западной Канаде (Атабаска, Колд-Лейк и другие). Существуют уникальные нефтяные месторождения битумов и на севере Сибирской платформы, с ресурсами битума по разным оценкам от 4 до 20 миллиардов тонн.

В Татарстане в ГКЗ поставлено на учет 1,4 миллиардов тонн природных битумов, которые содержатся в полутора десятках месторождений. В Канаде месторождения битумов (с ресурсами примерно в 10 раз больше, чем у нас) разрабатываются карьерным способом.

При первичной переработке битуминозных песков (обычно путем пиролиза) получают нефть плотностью порядка 0, 85 г/см3, то есть по плотности — практически соответствующую традиционной нефти, но по своему углеводородному составу существенно отличающуюся от последней.

В Западной Сибири есть также месторождения тяжелых и высоковязких нефтей, например, Русское и Северо-Комсомольское, которые сложно добывать традиционными методами.

Мне доводилось бывать в Калифорнии на месторождении Сансет, где высоковязкую нефть разрабатывают с помощью пятиточечной системы. Она заключается в следующем. Через четыре скважины в пласт закачивают пар, в середине бурится дренажная скважина, откуда и откачивается на поверхность разогретая нефть. Она же используется для того, чтобы в специальных бойлерах опять превратить воду в пар. Лозунг компании «Эксон» при разработке этого месторождения «Максимальная безопасность», и, действительно, его обслуживает всего два человека, процесс полностью автоматизирован.

Что касается рентабельности эксплуатации таких месторождений, то в Канаде, например, при современных мировых ценах добывать нефть из битумных песков выгодно, поскольку ее ресурсы оцениваются более чем в 130 миллиардов тонн, а общие ресурсы природных битумов и сверхтяжелых нефтей составляют не менее трех четвертей от общих ресурсов традиционных нефтей. Также нужно учитывать, что в нашей стране только начинаются работы по освоению Арктического шельфа, уже открыто Штокмановское газоконденсатное месторождение. Два таких же газоконденсатных месторождения открыто и в Карском море. А что касается шельфа моря Лаптевых и дальней Чукотки — эти области практически не исследованы.

- Когда добыча дорогой нефти станет выгодной?

- Она стала выгодной, как только цена перевалила за 48 долларов за баррель, нефтеносные песчаники Атабаски (Канада) и Венесуэлы стали, несомненно, экономически выгодными для промышленной разработки.

- Что Вы думаете об абиогенном происхождении нефти?

- В свое время в России была школа известных ученых (начиная с Д.И.Менделеева –создателя карбидной гипотезы), которые придерживались точки зрения, что вся нефть происходит из мантии, и ее запасы практически неисчерпаемы. Есть и сейчас исследователи, которые с ними солидарны.

Но существует другая, общепринятая, теория (а не гипотеза) осадочно-миграционного или органического происхождения нефти, разработкой которой заняты научно-исследовательские коллективы. А нефтяные компании используют результаты этих разработок для количественной оценки перспектив нефтегазоносности различных регионов. В качестве примера могу привести опыт некоторых компаний, которые успешно используют компьютерное моделирование для реконструкций нефтеобразования, миграции и аккумуляции углеводородов в осадочных «бассейнах».

Специальные компьютерные программы анализируют мощность осадочного чехла в бассейнах, реконструируют особенности их геологического развития, оценивают содержание в породах органического ископаемого вещества, сколько в итоге получится нефти, и где ее искать? Наш институт выполнял подобные работы для компаний «ЭксонМобил», Shell и Conoco Phillips по моделированию и бассейновому анализу северных регионов Западной Сибири. У зарубежных компаний очень практичный подход к делу, и их не интересует теория абиогенного происхождения нефти, потому что с их точки зрения, она ничего не дает для практики.

За 40 лет опыта работы в этой области я также пришел к убеждению, что нефть имеет органическое происхождение, это может быть связано как с древними (более миллиарда лет) ископаемыми отложениями, так и сравнительно молодыми толщами, заполняющими внутриконтинентальные рифтогенные структуры. Мне совместно с «экспедициями на Мирах» посчастливилось побывать на дне Байкала, и воочию увидеть на глубине около 900 метров следы нефтепроявлений Байкала. Используя методы органической геохимии, нам удалось доказать, что нефть здесь генерируется сравнительно молодыми кайнозойскими осадочными отложениями, толщина которых на дне озера может достигать 7-10 километров. Внутри этой толщи отложений существуют вполне достаточные температуры и давление, чтобы происходила генерация нефти.

- То есть при желании можно использовать Байкал как нефтяной ресурс?

- Это возможно, но нежелательно. Лучше его использовать как модель для изучения процессов зарождения и разрушения нефтяных залежей в современных бассейнах рифтогенного типа.

- А как же экология?

- Байкал всю всплывающую нефть «переваривает» и практически не замечает. Нефть, как и любое органическое вещество, может разлагаться бактериями. Причем существуют целые сообщества бактерий, которые с удовольствием используют в своем жизненном цикле именно нефтяные углеводороды.

Среди них есть «гурманы», которые съедают сначала, например, насыщенные углеводороды, потом берутся за ароматику. Мы посчитали, что примерно 16 тонн нефти в год всплывает со дна Байкала. Это естественные источники, и никакого вреда Байкалу от них нет. Это не авария в Мексиканском заливе, хотя и здесь при более благоприятных температурных условиях бактерии поработают интенсивнее и справятся с этим бедствием.

- Почему тогда подняли такой шум вокруг этой темы?

- И правильно. Это ведь процесс длительный. Вы же видели птиц, залепленных нефтью. То, что они накрыли сейчас колпаком, и то, что осталось, будет переработано естественным образом, но все равно это экологическая катастрофа.

- Почему нельзя добыть всю нефть?

- Я думаю, что рядовой читатель вряд ли представляет, что такое нефтяное месторождение или нефтяная залежь. Это не полость в земной коре, заполненная нефтью, а породы, которые обладают определенной пористостью, и нефть, как и любой флюид, пропитывает их. А если речь идет о древних месторождениях, то это не пески, а песчаники, или карбонатные твердые породы.

То есть нефть заполняет лишь поровое пространство в породах. Существуют межмолекулярные силы, из-за которых нефть «прилипает» к зернам этих пород, и она связана с ними настолько, что ее не оторвешь никакими силами. И хорошо, если геологические запасы будут, например, 100 миллионов тонн, а коэффициент извлечения нефти 0,3. То есть из 100 миллионов тонн нефти, которые содержатся в месторождении, мы можем извлечь лишь 30 миллионов, и не больше.

Существует целая серия вторичных методов интенсификации притоков, это, например, гидроразрыв: в скважину закачивается вода под большим давлением, рвется пласт, чтобы нефть притекала к скважине. Но поскольку межмолекулярные связи порвать практически невозможно, и как бы мы ни бились, достичь даже коэффициента извлечения в 0, 5 % от геологических запасов — это большая удача.

- По каким характеристикам определяют качество нефти?

- При непосредственном получении нефти на промысле ее качество определяют механические примеси, вода, растворенные в ней соли и газовый фактор, то есть количество растворенных в нефти газовых компонентов. Один из основных показателей — это содержание серы. Сера является компонентом, который неблагоприятно влияет на качество получаемых продуктов переработки. Она может существовать в виде различных соединений (сульфиды, меркаптаны и т.п.).

Вам приходилось пользоваться газовой плиткой? Когда вы включаете плиту и еще не зажгли газ, говорят, «пахнет газом». Сам по себе природный газ не пахнет. А запах ему придает адарант или сернистое соединение, которое специально вводят в газ. Причем это такая гадость, что если ввести одну ее часть на миллион, вы все равно почувствуете запах.