Михаил Варфоломеев: Нефть всему голова
Из компонентов нефти и газа делают одежду, лекарства и даже лопасти ветрогенераторов — поэтому отказаться от нее сложнее, чем пересесть на электромобиль. Руководитель нефтегазового направления Казанского федерального университета Михаил Варфоломеев рассказал, почему большая часть нефти остается на месторождениях после добычи, как ученые создают под землей «нефтеперерабатывающие заводы» и почему прогнозы об исчерпании запасов не сбываются.
Начнем с истоков: как люди впервые обнаружили нефть и поняли, что с ней можно что-то сделать?
Это произошло очень давно — наверное, тысячу лет назад. Для того чтобы найти нефть, не нужно было ничего бурить. Нефтяные залежи находятся под землей, но не обязательно параллельно поверхности: они могут располагаться под углом, и в некоторых местах нефть выходит наружу. Ее можно было обнаружить на воде — увидеть сгустки этой темной жидкости. Были участки суши, где она также проступала.
Поначалу ее использовали совсем по-другому. Интересный опыт был в Египте: нефтью обмазывали мумии для сохранения. А в Вавилоне битум применяли как своего рода цемент — чтобы возводить различные конструкции.
В России первые обнаружения нефти тоже были связаны с ее выходами на поверхность. Упоминания об этом относятся примерно к XIV–XVI векам. На реке Ухте находили так называемую горючую жидкость. Тогда ее применяли как лекарственное средство: мазались нефтью, верили, что она помогает суставам и при других недугах. Конечно, это было далеко от истины.
Это же было вредно?
Обычная нефть явно не обладает целебными свойствами. Если помазать ею рану, ничего хорошего из этого не выйдет.
Но есть нафталановые месторождения, которых единицы. В такой нефти содержатся особые компоненты, и существуют даже курорты, где ею обмазываются. Это, так сказать, исключение из правил.
Когда началось более привычное нам прикладное применение?
Примерно в XIX веке. Тогда нефть уже начали добывать ведрами, бурить скважины, но использовали ее прежде всего для освещения. Долгое время для этого служили животные жиры, в том числе китовый, растительные масла. Всё это было достаточно дорогим и редким сырьем. Затем обнаружили, что для освещения можно использовать одну из фракций нефти — керосиновую. Ради нее и начали добывать нефть.
А когда появились двигатели внутреннего сгорания, в полной мере началась история нефти как топлива. В России промышленная добыча развернулась в конце XIX — начале XX века, прежде всего в Бакинском регионе. На тот момент там добывали, наверное, треть, а возможно, и половину всей нефти в мире.
На старых кадрах добычи нефть часто бьет фонтаном, люди бегают вокруг, плещутся в ней. Насколько это реальная картина?
Такое возможно и сейчас. Всё зависит от типа нефти и энергии пласта. Есть пластовое давление — естественная энергия, которая поднимает нефть по стволу скважины на поверхность. Чем она больше, тем выше фонтан и тем дольше он может бить.
Многие первые месторождения действительно разрабатывали фонтанным способом: там были легкие нефти, высокое давление, газовые шапки, которые тоже помогали извлекать нефть на естественном режиме.
Со временем давление внутри пласта падает. Фонтан становится все ниже, и уже нужны насосы, чтобы добывать нефть. Потом начинают закачивать воду. У этого две задачи — повысить давление и вытеснить нефть из пласта. Это естественная история: у нефтяного месторождения, как у человека, есть несколько этапов жизни.
Наконец, на последней стадии применяют специальные методы увеличения нефтеотдачи. Это уже зрелые, выработанные месторождения — можно сказать, близкие к пенсионному возрасту.
Сейчас в основном ищут новые месторождения или пытаются всё выжать из старых?
Это две основные траектории. Выбор между ними во многом зависит от региона и экономической выгоды.
Сегодня очень важна работа со зрелыми, выработанными месторождениями. Есть такой показатель — коэффициент извлечения нефти. Он показывает, какую долю извлекаемой нефти из месторождения мы достали. Во многих нефтедобывающих странах он в среднем составляет 35–40 %.
Получается, нефтяные компании вкладывают огромные ресурсы в обустройство месторождения: подводят электроэнергию, строят трубопроводы, создают всю инфраструктуру, чтобы забирать продукцию. А извлекают оттуда, по сути, одну треть нефти. Две трети остаются под землей.
Поэтому очень логично и перспективно искать способы достать эту нефть, не обустраивая новые месторождения и не тратя на них большие материальные ресурсы.
А с чем это можно визуально сравнить? Сначала нефть просто плещется в месторождении, потом мы проверяем все сусеки, куда она затекла, а затем выкачиваем ее из самой материи?