Не хороните нефть: какой будет мировая энергетика через 100 лет
Дискуссии о конце эры углеводородов ведутся десятилетиями, но реальность постоянно опровергает мрачные прогнозы. Действительно ли нефть и газ станут реликвией XXI века или нас ждет новый виток технологической гонки? Об этом беседуют эксперты и ученые МФТИ: геологи, математики и инженеры-энергетики
Миф о «последнем барреле»
Тезис, что нефть вот-вот закончится, кочует из десятилетия в десятилетие. В 1919 году, на заре автомобильной эры, директор Геологической службы США Джордж Отис Смит предсказывал, что запасы нефти в стране закончатся через девять лет. В 1956 году геофизик Мэрион Кинг Хабберт предсказал «пик нефти» в США на начало 1970‑х. Его последователи десятилетиями предполагали, что точка невозврата будет достигнута в 2005 году.
Но сланцевая революция, глубоководное бурение и арктические проекты опрокидывали эти расчеты. Будущее нефтяной промышленности зависит не только от самих запасов, но и от наших возможностей.
«В течение 30 лет постоянно читаю о том, что запасов хватит на ближайшие 30 лет. Сейчас прогноз увеличили до 70–80 лет с учетом недоказанных запасов. Все-таки эта оценка относится к оценке технологических возможностей и экономической целесообразности разработки тех или иных месторождений. Растут возможности поиска месторождений на больших глубинах, в том числе в океанах, развиваются технологии разработки трудноизвлекаемых запасов. Все это приводит к переоценке»,— констатирует Сергей Турунаев, заведующий базовой кафедрой «Теоретическая и экспериментальная физика геосистем» МФТИ.
Тамара Журавлева, ведущий инженер лаборатории механики горных пород МФТИ, объясняет природу ограничений:
«Нефть — смесь углеводородов, формирующаяся при термическом преобразовании органического вещества осадочных отложений. В подавляющем большинстве это остатки одноклеточных планктонных организмов. Процесс выглядит так: на дне накапливаются осадки, под давлением вышележащих слоев они погружаются в зоны высоких температур, где крупные органические молекулы распадаются на более короткие — компоненты нефти и природного газа. Получившееся вещество легче воды, заполняющей поры пород, поэтому оно мигрирует вверх и скапливается в залежах там, где путь ему преграждает слой солей или пластичных глин. Этот процесс непрерывно идет на планете уже около 2 млрд лет.
К сожалению, он недостаточно быстр, чтобы считать углеводороды возобновляемым ресурсом. Однако ключевая проблема кроется не в исчерпании запасов как таковых, а в методах их поиска и технологиях добычи.
С 1930‑х годов главным инструментом геологов стала сейсморазведка, способная выявлять аномалии типа залежи на глубинах в несколько километров. Земля стала прозрачной! Открытия посыпались десятками и сотнями.
Но у этого метода есть фундаментальные ограничения. С глубиной детали становятся менее четкими. Сейсморазведка практически „не видит“ сквозь так называемые трапповые формации — вулканогенные отложения вроде тех, что покрывают огромные пространства в Восточной Сибири. Попытки „осветить“ строение подтрапповых толщ наталкиваются на физические преграды: если в средней части разреза залегает жесткая пластина инверсионного типа, метод работает плохо.
Запасы „кладовочки“ всегда больше того, что видит „кладовщик“, а значит, ученым всего мира — физикам, геофизикам, математикам — нужно искать новые методы, новые „ключики“ к закрытым от глаз сокровищам».
Физический принцип прост: на поверхности создается мощный, но короткий импульс — взрыв или вибрация специальной машины. От этого импульса во все стороны, по всему объему горных пород разбегаются упругие волны. Достигая границы слоев с разной плотностью — например, пористого песчаника, пропитанного нефтью, и плотной глины,— волна частично отражается обратно. Тысячи чувствительных датчиков, расставленных на поверхности, принимают обратный сигнал из глубин. Суперкомпьютеры, анализируя время возвращения и форму сигнала, могут определить распределение пород.