Лекция 2 запасы нефти и газа по регионам и странам
В 1949 году в журнале Science вышла статья с простым названием «Энергия из ископаемого топлива». Ее автор, один из руководителей исследовательского отдела компании Shell Кинг Хабберт, много лет проработавший аналитиком в нефтяной отрасли, решил ответить на вопрос, занимавший в ту пору многих: как долго еще будет расти народонаселение Земли и, соответственно, энергопотребление. Логика Хабберта была проста. Он исходил из того, что рост энергопотребления напрямую зависит от роста народонаселения, а вместе с ними растет и добыча сырья, из которого энергию производят: угля, нефти и природного газа. Это — так называемое ископаемое топливо, невосполнимый ресурс недр нашей планеты. Зная примерные запасы ископаемого топлива и темпы его добычи, несложно посчитать, когда они закончатся.
Нет смысла приводить цифры из первой статьи Хабберта, поскольку они частично устарели, но выводы остались в силе. График зависимости объемов добычи ископаемого топлива от времени представляет собой кривую в форме колокола, которая, достигнув максимума, переходит на небольшое «плато», а затем полого сходит на нет. «Сейчас мы находимся на кривой, почти вертикально идущей вверх. Это очень плохо, ибо чем выше пик на этой кривой, тем круче она падает вниз, — писал Хабберт. — Повернуть назад мы не можем, останавливаться мы также не собираемся. Выход один — идти вперед, в будущее, в котором неизбежно истощение запасов ископаемого топлива». Говорят, что поначалу коллеги не приняли графики Кинга Хабберта всерьез. Однако ученый продолжал развивать свои идеи и через 7 лет выпустил новую работу, где уточнил прогноз и назвал время, когда ежегодный объем добычи нефти начнет падать. Согласно его расчетам, между 1965 и 1970 годами в США производство нефти начнет неуклонно снижаться. В мировом же масштабе максимум нефтедобычи наступит в районе 1995 года. Первый прогноз подтвердился: в 1971 году объемы добываемой нефти в США стали падать. Кинг Хабберт стал известен, а его идеи приобрели статус теории, называемой «Пиком Хабберта», или «Нефтяным пиком». Кстати, США — единственная страна, которая решила переложить проблему своего энергообеспечения на других производителей нефти, оставив собственные немалые ресурсы про запас.
Для мировой экономики пик Хабберта неоднократно пересчитывали. Когда подошел 1995 год, добыча нефти в мире все еще продолжала расти, и американская Ассоциация изучения этого самого пика назначила новый срок — начало 2004 года. Но нефть поступает каждый год все в больших объемах. Этому способствуют совершенствование технологии ее добычи, внедрение энергосберегающих технологий, добыча на шельфе и из нетрадиционных источников (битуминозные пески и сланцы, сверхглубокие залежи, тяжелая нефть, обогащенная серой и парафинами). Учтя все это, Международное энергетическое агентство отодвинуло наступление коллапса мировой экономики до 2025 года.
Прав ли Кинг Хабберт в своем прогнозе о том, что стремительное снижение добычи нефти и газа не за горами? На уровне современных знаний об образовании нефтяных залежей его выводы опровергнуть сложно. По данным British Petroleum, мировых доказанных запасов нефти остается на 40,6 года, газа — на 65,1. В России выработали почти половину прогнозных ресурсов суши, а разведанных запасов нефти, пригодных для разработки существующими у нас технологиями, достанет только до 2015 года. Возможно, зависимость энергетики от нефти и газа уменьшится, но рассчитывать на это не стоит. Напротив, аналитики склонны полагать, что потребление энергоресурсов к 2030 году возрастет (по сравнению с 2000 годом в 1,7 раза) и составит 15,3 млрд. т в год условного топлива, в том числе: нефти — 5,7 млрд. т и газа — 4,2. Даже если бы мы точно знали, где находятся все месторождения на планете, это не разрешило бы проблему, поставленную Хаббертом. Главное ограничение на пути развития мировой энергетики в ее современном виде — конечное количество ископаемого топлива в недрах.
Вопросы происхождения
Едва ли в геологии найдется другая проблема, которая вызывала бы столь продолжительные дискуссии, как проблема происхождения нефти и других природных горючих ископаемых. Образовались ли они из остатков животных и растений или в результате синтеза неорганических соединений? Первая точка зрения наиболее широко представлена в научных кругах, вторая — все еще числится в аутсайдерах, но за более чем столетнюю историю накопила много фактов, которые необъяснимы органической концепцией. Дмитрий Менделеев был первым, кто предложил схему образования нефти из глубинных флюидов, проникающих в земную кору из мантии. В дальнейшем Николай Кудрявцев, Николай Бескровный и другие геологи развили эти представления и показали, что глубинным разломам действительно сопутствует поток газообразных углеводородов, а приуроченность крупнейших месторождений нефти и газа к рифтам не случайна. В зонах крупных разломов вполне может идти абиогенный синтез горючих ископаемых, этому способствуют активность природных катализаторов, высокая температура глубинного флюида и присутствие в его составе свободного водорода, для перемещения которого в породах нет преград. Вопрос происхождения горючих углеводородов важен не только для ученых, но в итоге для всех нас. Если исходное органическое вещество — это остатки организмов, умерших сотни миллионов лет назад, то количество нефти и газа на Земле ограниченно, а их запасы невосполнимы. Если же органический синтез происходит в недрах из неорганики, то он может идти там и сейчас, постоянно образуя или обновляя залежи углеводородов. А значит, мы будем открывать все новые и новые месторождения в самых разных местах земной коры. Конечно, обе концепции — органическая и неорганическая — еще далеки от окончательного становления, они постоянно изменяются и дополняются, так что поставить точку в дискуссии о происхождении нефти по прежнему нельзя.
Прогнозы и перспективы
Оценки количества ископаемого топлива различаются порой на порядки. Их величина зависит от того, что именно учитывают: прогнозные запасы сырья, разведанные, доказанные, геологические или извлекаемые. Включают ли в расчет объем месторождения второй и третьей очереди, то есть те, что будет выгодно разрабатывать в будущем (как, например, глубоко залегающие битуминозные пески Канады). Важно также, до какой глубины залежи считаются рентабельными. Лет 50 назад запасы углеводородов на континентальном шельфе считали таковыми — до глубины несколько десятков метров, теперь — первых километров. Специалисты, однако, предупреждают, что даже величина открытых и доказанных запасов может измениться по мере накопления данных почти на 20%, а прогнозные оценки еще более неточны. Как подсчитано British Petroleum, доказанные запасы нефти на конец 2005 года в мире составляли 163,8 млрд. т, газа — 179,8 трлн. м3. Это количество, безусловно, будет уточняться, так как шельфы морей и территории некоторых стран еще плохо изучены. Следует также учесть, что подобные оценки не включают в себя запасы глубоководных зон океана и Антарктиды. Этот континент совершенно не исследован в отношении полезных ископаемых, всякая разведывательная деятельность там запрещена международными соглашениями, и сейчас не представляется возможным сказать что-либо достоверное о его запасах.
К 1980 году геологи обнаружили порядка 600 осадочных бассейнов на Земле, перспективных в отношении нефти и газа. Из них 400 уже освоены, а около 200 — пока нет. Замечено, что основные мировые запасы сосредоточены всего в нескольких бассейнах, таких как Персидский и Мексиканский заливы, Западная Сибирь, на сотни же остальных приходится около 10% запасов. Так что среди двух сотен неизученных бассейнов ожидали найти максимум 10 супергигантских залежей, но, похоже, их не более 4—5.
Относительно суши, изученной в большей степени, крупные открытия и не предполагались. Эксперты прочили их там, где раньше еще не искали — на континентальном шельфе. Что, собственно, и произошло в конце 1980-х — начале 1990-х. В настоящее время на шельфе добывают более 37% нефти и 32% газа. Это вовсе не значит, что специалисты там все изучили — по большому счету, за морские поиски только принимаются. Перспективы недр шельфа как вместилища ископаемого топлива действительно высоки. Геологические запасы нефти (до глубины воды 305 м) составляют 280 млрд. тонн, газа — 140 трлн. м3. Впечатляют и открытия в конце прошлого века гигантских нефтяных и газовых месторождений у берегов Анголы, Нигерии, на Каспии, в арктических морях.
Но работы на шельфе, глубоко под водой, очень дороги, технически сложны и рискованны. В запасе есть другие варианты, например активнее исследовать горизонты глубокого залегания на суше. Большая часть посчитанных запасов нефти лежит до глубины 3 км, ниже месторождения находят редко, еще реже на глубинах 5—7 км (там чаще находят газ). В северо-западной части полуострова Флорида изученность месторождения такова, что из одной скважины с глубины 4,7 км получают 234,5 т нефти и 60 000 м3 газа в сутки. Из недавних открытий — обнаруженные в августе 2006 года промышленные запасы нефти на глубине 8,5 км в Мексиканском заливе (под 2-километровой толщей воды). В России глубинные поиски нефти пока происходят в рамках научного бурения. Так, сверхглубокая Тюменская скважина в Западной Сибири — 7,5 км — вскрыла перспективные пласты палеозойского возраста, хотя промышленных запасов нефти или газа там не оказалось.
Еще один источник нефти — остатки в пласте. В недрах нефть находится под давлением (например, при глубине 2 км ее давление в коллекторе достигает 20 МПа), поэтому при вскрытии скважины она начинает стремиться вверх (фонтанировать, как говорят нефтяники) и первое время извлекается без труда. Затем давление в пласте падает, нефть перестает подниматься кверху, и ее приходится вытеснять, закачивая в коллектор воду, или выкачивать мощными насосами. Чем ниже давление, тем более сложные и дорогостоящие технологии приходится использовать (гидроакустические, физико-химические и даже бактериальные), чтобы заставить породу «отдать» нефть. Добирать остатки очень дорого, а иногда технически невозможно. Полностью же выбрать всю нефть, особенно если она вязкая, из пород нельзя, в месторождении ее может оставаться еще много. Весьма редко, на отдельных месторождениях, разрабатываемых новейшими способами, доля извлеченной нефти достигает 35— 40%, обычно это — 18—25%.
«Глубинный» или «остаточный» способы не дешевле морского. И большой вопрос, как лучше распорядиться деньгами — вложить их в морской проект, где разведочная скважина обойдется в 15 миллионов долларов, или зарыть в землю. Для каждого региона решение принимается индивидуально. К примеру, на Аляске, где создана хорошая нефтедобывающая инфраструктура, бросать которую, конечно, неразумно, идут путем извлечения остатков, хотят выжать недра до последней капли.
ЛЕКЦИЯ № 3
Потенциал Российского шельфа
РФ продолжит бурение в Карском море(без Exxon Mobil)
Даже если компания Exxon Mobile прекратит работы по бурению в Карском море, Россия способна своими силами обеспечить бурение в следующем году, сообщил журналистам замминистра энергетики РФ Кирилл Молодцов.
По словам Молодцова, Россия способна самостоятельно, за счет принадлежащих российским компаниям буровых платформ, обеспечить в 2015 г. необходимые работы на месторождении в Карском море, где "Роснефть" открыла крупное месторождение нефти и газа.
"Роснефть" сообщила об открытии месторождения в Карском море. Компания нашла нефть, пробурив арктическую скважину на структуре "Университетская", которая находится на Восточно-Приновоземельском участке. Президент "Роснефти" Игорь Сечин заявил, что, по предварительной оценке, ресурсная база составляет 338 млрд куб. м газа и больше 100 млн тонн "прекрасной легкой нефти, даже по первичным результатам сопоставимой с Siberian Light". Месторождение в результате официально назвали "Победа".
"Роснефть" впервые за 50 лет открыла новую Карскую морскую провинцию, которая является продолжением на морской шельф крупнейших нефтегазоносных структур Западной Сибири. Новая провинция, по оценкам экспертов, превосходит такие нефтегазоносные провинции, как Мексиканский залив, бразильский шельф, арктический шельф Аляски и Канады, и сравнима со всей текущей ресурсной базой Саудовской Аравии. Континентальный шельф России - крупнейший в мире источник неразведанных ресурсов углеводородов, перспективные ресурсы которого в 13 раз превышают запасы Северного моря и Мексиканского залива, вместе взятых.
Как заявил Молодцов, у России в общей сложности порядка восьми буровых платформ. Молодцов напомнил о том, что существует платформа "Арктическая", построенная в 2013 г., оператором которой является "Газфлот". Эта платформа способна осуществить бурение в короткий период, когда летом в Карском море будет благоприятная ледовая обстановка. Мобилизация платформы для целей бурения может быть реализована по схеме, где один оператор и компания заказывают у него услуги, добавил Молодцов. Кроме того, существуют еще две ледостойкие платформы: "Северное сияние" и "Полярная звезда". Эти платформы были построены также "Газфлотом" под проект освоения Штокмановского месторождения. Ранее американская компания ExxonMobil сообщила, что выходит из проекта по бурению в Карском море, в котором она участвует совместно с "Роснефтью". Тем не менее бурение на скважине "Университетская-1" будет продолжено. Дело в том, что Exxon Mobile предупредила власти США, что поспешное прекращение работы на нефтяной скважине совместно с компанией "Роснефть" может привести к негативным экологическим последствиям в Арктике. После этого администрация Обамы предоставила компании двухнедельную отсрочку по санкциям против России, чтобы компания смогла обеспечить безопасное свертывание операций на скважине. "ExxonMobil следует всем американским санкциям. Минфин США, понимая сложность скважины "Университетская-1" и чувствительное экологическое положение в Карском море, предоставил лицензию компании ExxonMobil и другим американским компаниям, чтобы обеспечить безопасное свертывание операций на этой скважине", - говорилось в сообщении компании. Ранее вице-президент "Роснефти" Лариса Каланда заявила, что компания готова продолжить бурение самостоятельно. "Работа на скважине "Университетская" продолжается в соответствии с утвержденным планом. Мы удовлетворены решением американского регулятора, который выдал соответствующее разрешение Exxon… Если бы регулятор не выдал разрешение Exxon на работы на скважине, "Роснефть" имела свой план и была готова продолжать работать самостоятельно", - сказала Каланда "Роснефть" и ExxonMobil в начале августа в рамках совместного предприятия "Карморнефтегаз" начали бурение самой северной скважины в России - "Университетская" - с помощью платформы West Alpha. На российском шельфе у компании "Роснефть" 48 лицензионных участков в Арктике, на Дальнем Востоке, в Черном, Каспийском и Азовском морях. Совокупные ресурсы составляют более 45 млрд тонн нефтяного эквивалента, это более десяти лет всего мирового потребления нефти.
Площадь структуры "Университетская" - 1200 квадратных километров при высоте "ловушки" 550 м. Ресурсы этой структуры составляют 1,3 млрд тонн н. э. Всего на трех Восточно-Приновоземельских участках Карского моря обнаружено более 30 структур, а экспертная оценка ресурсной базы трех участков составляет 87 млрд баррелей, или 13 млрд тонн н. э. Карская морская нефтеносная провинция, по оценкам экспертов, по объему ресурсов превзойдет такие нефтегазоносные провинции, как Мексиканский залив, бразильский шельф, арктический шельф Аляски и Канады, и сравнима со всей текущей ресурсной базой Саудовской Аравии. Буровая платформа West Alpha перед началом работ в Карском море прошла глубокую модернизацию, в том числе для обеспечения экологической безопасности. Платформа оснащена двумя группами противовыбросовых превенторов и независимым подводным запорным устройством, которые при малейшем возникновении риска могут запечатать скважину. На точке бурения буровая установка удерживается с помощью 8-якорной системы позиционирования. Это обеспечивает повышенную устойчивость платформы. Большая часть платформы находится вне зоны волн, которые не могут помешать ее работе. Установка способна бурить на глубину до 7 км.
ЛЕКЦИЯ 4
ЮРИДИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ ШЕЛЬФА
Ше́льф (англ. shelf) — выровненная область подводной окраины материка, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением.
Границами шельфа являются берег моря или океана и так называемая бровка (резкий перегиб поверхности морского дна — переход к материковому склону). Глубина над бровкой обычно составляет 100—200 метров (но в некоторых случаях может достигать 500—1500 м, например, в южной части Охотского моря или бровка Новозеландского шельфа).
Под шельфом ( анг. Shelf) понимается выровненная часть подводной окраины материков с незначительным уклоном, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Глубины у внешней границы шельфа обычно составляют 100-200 м, но в отдельных случаях достигают 1500-2000 м (Южно-Курильская котловина Охотского моря). Ширина шельфа лежит в пределах от 1 до 1700 км (Северный Ледовитый океан), составляя в среднем 65-70 км, а общая площадь - около 32 млн. км2 или почти 11,3 % поверхности Мирового океана. Основная часть площади шельфа Мирового океана (примерно 70%) располагается на глубинах, не превышающих 180 м, а глубина моря в районе перехода шельфа в материковый склон колеблется от 200 до 600 м.
На рисунке 1 представлен профиль континентального шельфа. За береговой линией 2 следует континентальный шельф 3, за кромкой 4 которого начинается континентальный склон 5, спускающийся в глубь моря. За подножьем 6 склона находится область отложения осадочных пород, так называемый континентальный подъем 7, уклон которого меньше, чем у континентального склона. За континентальным подъемом начинается глубоководная равнинная часть 8 моря.
Рисунок 1 Профиль континентального шельфа.
Общая площадь шельфов составляет около 32 миллионов км². Наиболее обширен шельф у северной окраины Евразии, где его ширина достигает 1,5 тыс. километров, а также в Беринговом море, Гудзоновом заливе, Южно-Китайском море, у северного побережья Австралии.
Конвенция ООН по морскому праву от 1982 года предоставляет прибрежным государствам право контроля над континентальным морским шельфом (морское дно и недра подводных районов, находящиеся за пределами территориальных вод государства). Для реализации этого права стране необходимо подать заявку в специальный международный орган — Комиссию ООН по границам континентального шельфа.
В России на шельфе Баренцева моря работает компания Штокман Девелопмент АГ. На шельфе Балтийского моря около побережья Калининградской области добывается нефть, на шельфе Каспийского моря — нефть, газ и другие полезные ископаемые, у берегов Сахалина добывается газ.
В настоящее время рядом стран ведется борьба за арктический шельф. Наиболее активными участниками этой борьбы являются с одной стороны Канада и США, с другой Российская Федерация.
Эти страны организуют арктические экспедиции, для того чтобы доказать свои права на бо́льшую часть арктического шельфа, чем та которой они могут распоряжаться сегодня. На лето 2010 года запланирована очередная такая экспедиция, ранее успешно завершились две американо-канадских предпринятые с этой целью. В свою очередь, в 2001 году. Россия стала первой из пяти арктических стран, обратившейся с заявкой о расширении границ своего континентального шельфа свыше стандартного 322-х километрового лимита. ООН отвергла эту заявку, сославшись на недостаток доказательств. Россия заявила, что потратила в 2010 году около 1,5 миллиардов рублей на определение протяженности своего континентального шельфа в Арктике.
Глобальный континентальный шельф