Джон Браун - Семь элементов, которые изменили мир

Освоение все более и более глубоководных месторождений требует огромных инвестиций в разработку новых технологий. Примером может служить месторождение Тандер Хорс: здесь для добычи нефти пришлось построить гигантское плавающее сооружение, о котором рассказывалось в предыдущей главе, посвященной железу. Глубина залегания нефти составляет 2000 метров ниже уровня воды. Для сравнения: в Каспийском море этот показатель составляет 200 метров, а вблизи Нефтяных Камней – всего 20 метров. Капитальные затраты очень высоки, но каждый год технология совершенствуется, и себестоимость добычи барреля нефти снижается [44]. И здесь можно добиться еще очень многого – добычи нефти в более глубоководных районах, а также повышения процента нефти, извлекаемой из пластов (сегодня после прекращения эксплуатации месторождения обычно 60 или более процентов остается под землей). Причина чисто экономическая: извлечение большего количества нефти становится все более дорогим, а значит, неприбыльным. Издержки предполагается снизить благодаря применению новых технологий.

Французский инженер Анри Дарси, работавший в XIX в. в Дижоне, был внимателен. Он пристально следил за тем, как вода проходит через разные типы горных пород на дне городских фонтанов, и задавался вопросом, что определяет ее скорость. Позднее он составил формулу для описания скорости течения жидкости через проницаемый материал. В его честь она получила название формулы Дарси [45], а степень проницаемости измеряется теперь количеством «дарси в час». Эта формула помогает объяснить четыре разных способа, которыми может быть улучшен показатель извлечения нефти из пласта, – или, как говорят специалисты, показатель повышения нефтеотдачи. Во-первых, если естественное давление нефти в пласте слишком низкое, чтобы заставить нефть подниматься на поверхность, можно повысить его, закачав воду, природный газ, азот или двуокись углерода [46]. Часто это самый простой способ повысить показатель извлечения нефти. Во-вторых, можно задействовать бо́льшую часть пласта, пробурив горизонтальные каналы в стороны от основной скважины. В-третьих, можно сделать нефть менее вязкой или менее склонной оставаться в полостях нефтеносной породы (нефть удерживается там так называемой силой поверхностного натяжения жидкости). Один из способов достичь этого результата – закачать в пласт газ, в частности сжиженную двуокись углерода, чтобы он смешался с нефтью. Другой способ – нагревание нефти. Оно требуется для так называемой тяжелой нефти, которая встречается в нефтеносных песках Канады и Венесуэлы [47].

Наконец, в-четвертых, можно повысить нефтеотдачу за счет проницаемости нефтесодержащей породы. Это самый старый метод, используемый с первых дней существования нефтяной отрасли.

В 1865 г. полковник Эдвард Робертс учредил Roberts Petroleum Torpedo Company. До этого он три года участвовал в Гражданской войне и наблюдал, как артиллерийские снаряды, выпущенные армией конфедератов, взрывались, попадая в укрытия вдоль линии фронта. Он подумал: дробление нефтесодержащей породы может повысить извлечение нефти из скважины. Робертс наполнял порохом тонкие металлические трубки, опускал их в скважину и затем поджигал, благодаря чему удавалось повышать добычу нефти из скважины, пусть и совсем ненадолго. Позже предпочтительным взрывчатым веществом стал нитроглицерин. К сожалению, он нередко взрывался от неосторожного обращения, убивая и калеча людей [48].

Столь грубые методы перестали использовать с середины XX в. после создания технологии гидравлического разрыва пласта. Благодаря закачиванию жидкости (обычно смеси воды, химикатов и песка) в горные породы, содержащие нефть или газ, гидравлический разрыв значительно повышает проницаемость пород, в результате удается извлекать больше нефти или газа.

Сегодня эффективные методы повышения нефтеотдачи пластов очень востребованы. На некоторых месторождения неизвлеченной остается до 80 % нефти. На других же никакая добыча невозможна без гидравлического разрыва пласта – в частности, на американских месторождениях сланцевого газа и трудноизвлекаемой нефти.

Обычно дешевле разведывать и осваивать новые месторождения, чем пытаться выжимать максимум из давно эксплуатируемых. Однако в последние годы, когда цена на нефть резко поднялась, потенциал применения методов повышения нефтеотдачи также быстро вырос: по оценкам экспертов, за пять лет, то есть к 2009 г., потребность в них увеличилась в 20 раз.