2021-02-03

Що не так з нашими знаннями про корисні копалини?

За матеріалами Naked Science: Кількість популярних помилок про нафту величезна. Деякі з них радше кумедні: наприклад, ми називаємо її «чорним золотом», хоча це часто зовсім не так, вона може бути різних кольорів. Наприклад, нафта, в якій міститься мало металів і сірки, майже прозора, а на деяких родовищах видобувають сировину зеленуватого або жовтуватого кольору, існує навіть червоний різновид. 

Сьогодні ми обговоримо найбільш популярні стереотипи про нафту і спробуємо розібратися, чому в дійсності все інакше, ніж ми звикли думати. 

Стереотип № 1. Нафта скоро стане не потрібна?

Останні 20 років тільки й чути, що нафта і нафтопродукти «зовсім скоро» будуть витіснені новими енергоносіями - від «зеленої» електроенергії і біомаси до водню. Поки споживання нафти як палива весь час зростає. Крім, звичайно, 2020 року, коли люди практично перестали подорожувати. У 1980-х обсяг споживання нафти становив 60 млн б/ д, в 2004 році - 70 млн, а в 2019-му - вже понад 80 млн. Це особливо цікаво на тлі обіцянок Римського клубу і ряду інших організацій, зроблених ще в 1970-х роках, що нафта закінчиться «через 20-30 років». З тих пір минуло півстоліття, і весь цей час видобуток продовжував зростати. Поки ніхто не може впевнено сказати, коли він досягне піку. Якщо брати обсяг споживаної в світі первинної енергії, то нафта, як не дивно, все це час залишається на першому місці. Первинною енергією називають ту, що не зазнала перетворення людиною: наприклад, тепло, отримане при згорянні палива. Вторинною - перетворену з первинної, як, скажімо, електроенергія.

Висновок: відхід від нафти як енергоносія виглядає не так просто, як про це часто говорять. Якщо для ряду галузей він і реальний, то це поки слабо позначається на споживанні нафти, поки вона залишається найважливішим паливом.

Стереотип № 2. Всього лише паливо? 

Ще одна поширена історія: нафта використовується головним чином як паливо, а після витіснення іншими джерелами стане не потрібна. Однак аналіз показує, що продукти нафтопереробки дозволяють створювати предмети, без яких уявити сучасну цивілізацію просто неможливо. Пластики - ще більша сфера застосування похідних нафти. У сучасному світі їх роблять майже 50 кілограмів на людину в рік - приблизно 360 мільйонів тонн. Але в Європі ці цифри в 2,5 рази більше. За прогнозами, до 2037 році пластиків на планеті вироблять більш 0,7 млрд тонн, до середини століття - млрд. І мова не про упаковку. Якщо озирнутися навколо, ми побачимо, що практично все зроблено з пластику. Швидше за все, нафту як паливо будуть заміщати споживанням нафти як сировини для пластиків. Причому екологічно неоднозначна пластикова упаковка (30 % споживання пластиків) може здати свої позиції. А ось труби, синтетичні тканини та інші вироби, що служать довше аналогів або замінюють хутро, навпаки, стануть популярнішими.

Висновок? Якщо сьогодні на виготовлення пластиків і інші промислові потреби (мастила тощо) йде чверть всієї нафти, то до середини століття, за деякими оцінками, на ці цілі можуть витрачати і три чверті від сьогоднішнього рівня видобутку - і навіть більше.

Стереотип № 3. Нафта під землею міститься у великих резервуарах 

Нафта під землею вільно тече, як вода, думають багато хто з нас. Насправді вона знаходиться в мікропорах і тонких тріщинах різних твердих порід. Найчастіше вони настільки щільні, що в руці будуть відчуватися як мармур. За останні 50-70 років якість нафтових запасів значно погіршилася. Справа в тому, що раніше багато геологічних резервів вважалися недоступними для рентабельної розробки. І періодично звучали прогнози, що нафта скоро закінчиться. І дійсно, запаси того часу добігають кінця, але розвиток технологій дозволяє приступати до розробки нових, складніших.

Стереотип № 4. Простіше за парену нафту 

Традиційно вважається, що видобуток нафти - просте заняття. Насправді, як ми побачили в попередньому стереотипі, це не так. З урахуванням масштабу буріння сьогодні більше нагадує операцію на судинах - потрібно дуже точно провести свердловину по тонкому нафтовому пласту, не виходячи за його межі. За останні 50 років кардинально змінилася не тільки проникність нафтових порід, а й їх товщина, яка скоротилася більше ніж у 10 разів. Сьогодні нафтовикам доводиться працювати з пластами товщиною і в 2-3 метра. Для таких тонких і розрізнених запасів вертикальні свердловини не підходять - у них буде занадто маленька площа контакту з пластом, а значить, вони даватимуть дуже мало нафти і не окуплять витрати на їх будівництво. Тому сьогодні для видобутку нафти використовують високотехнологічні горизонтальні свердловини. Завдяки спеціальному обладнанню стовбури таких свердловин поступово набирають кут нахилу і в підсумку можуть зігнутися на 90 ° по відношенню до своєї вертикальної частини. Бурити горизонтальні свердловини дуже складно. Потрібно наосліп, орієнтуючись тільки на розрахунки і свідчення приладів, на глибині в 2-3 кілометри потрапити в нафтовій пласт товщиною всього кілька метрів. Більш того, потім треба дуже точно пробурити вже в горизонтальній площині сотні метрів в цьому пласті, повторюючи його траєкторію і не виходячи за його межі. Тільки в цьому випадку видобуток такої свердловини буде приносити прибуток.

Стереотип № 5. У нафторозробці та видобуванні потрібні тільки буровики і геологи 

З четвертим стереотипом пов'язаний ще один: мовляв, під час досліджень та видобування нафти працюють одні геологи і буровики. Це не так. Тепер розвідка і видобуток рідких вуглеводнів часто вимагають побудови «цифрового двійника» родовища - завдання, для вирішення якого широко застосовують і машинне навчання, і роботу з величезними обсягами цифрових даних. Перші технології дозволяють сьогодні нафтовикам моделювати багато підземних операцій на спеціальних симуляторах, які допомагають підбирати оптимальні параметри для реальної роботи на родовищах. Математики, фізики, хіміки, програмісти, інженери, будівельники та представники ще десятків професій сьогодні працюють над тим, щоб видобуток нафти залишався стабільним, рентабельним та ефективним.

Підведемо підсумки. Нафту часто асоціюють з неперспективними напрямками промисловості або професіями. Насправді це не так. Так, якість запасів за останні десятки років значно змінилася, але нові технології допомагають нафтовикам знаходити «ключі» для рентабельної розробки родовищ, які ще 10-15 років тому здавалися непридатними для видобутку. І їхні зусилля варті того, адже сьогодні нафта - це не тільки паливо, але і сотні інших предметів і матеріалів, якими ми користуємося щодня. Зараз нафтовики - це представники десятків спеціальностей, які допомагають добувати «нечорне золото».