Д. Б. Искандеров Геология нефти и газа

В метаморфических породах иногда заметны реликтовые (остаточные) структуры исходных магматических или осадочных пород. Названия таких структур образуются с прибавлением приставки бласто к названию изначальной породы. Например, бластогранитовая, бластоофитовая, бластодиабазовая или бластопелитовая, бластопсаммитовая и так далее.

Таким образом, наблюдается диалектическое единство процессов магматизма, осадочного минерало- и породообразования и метаморфизма, а также налицо историко-геологическая взаимосвязь судеб продуктов этих разнородных процессов – магматических, осадочных и метаморфических горных пород.

Тема. Роль нефти и газа в современном мировом хозяйстве.

Нефть и газ в настоящее время составляют основу топливно-энергетического баланса промышленно развитых стран и являются основным, жизненно важным товаром в международной торговле стран ОПЕК. Еще в 70-ые годы прошлого века импорт нефти и нефтепродуктов в капиталистических странах Европы достиг почти 600 млн т, тогда как собственная их добыча не превышала 17 млн т.

Великий химик Д.И. Менделеев, однако, почти афористически высказал замечательную сентенцию: «Нефть не топливо. Можно топить и ассигнациями». Тем самым он подчеркнул роль нефти в качестве сырья для химической промышленности. И действительно, в последние полстолетия нефть газ все более широко используются для получения самых разнообразных продуктов: синтетических волокон, пластмасс, органических кислот, бензинов, растворителей, синтетического каучука, взрывчатых веществ, удобрений, ядов, медикаментов и многого другого.

Именно в силу этих двух направлений использования – энергетического и технологического – добыча и переработка углеводородного сырья стали ведущими отраслями промышленности во многих странах.

Но какой путь прошла нефтяная и газовая промышленность, прежде чем занять ведущее место не только в хозяйстве и экономике, но и в политике этих стран?

Рассмотрим кратко

Нефть и газ – полезные ископаемые, известные человечеству издревле, начиная с медного, и даже каменного веков. Современное название происходит от слова нафата, что на языке народов Малой Азии означает «просачиваться», т.к. в течение тысячелетий человечество пользовалось месторождениями, образовавшимися при просачивании нефти на поверхность. Большинство же наименований на русский язык переводится как «земляное», либо «горное» масло – Erdől (нем.), petroleum (англ.).

Упоминания о нефти историки находят в различных древних рукописях и книгах, дошедших до нас. Даже в Библии говорится о «смоляных ключах» в окрестностях Мертвого моря. Описывая походы Александра Македонского, греческий историк и философ Плутарх рассказывает об источниках нефти на Аму-Дарье. Наиболее ранние сведения о бакинской нефти также относятся к временам Македонского.

Об использовании нефти и асфальта не только в качестве топлива и осветительного масла, но и в лечебных целях, можно судить по трудам древнегреческого ученого Гиппократа (IV-V вв. до н.э.). Родоначальник современной медицины Гиппократ описал многие рецепты лекарств, составным компонентом которых была нефть.

Египтяне использовали нефтяные масла при изготовлении бальзамирующих составов. Одно из семи чудес древнего мира – висячие сады Семирамиды - было построено с помощью нефтебитумного цементирующего состава.

Римский писатель и историк Плиний Старший (23-79 гг. н.э.), погибший при извержении вулкана Везувий, описывая римские походы, упоминает о том, что при осаде г. Лукулла его жители выливали горячую нефть на головы осаждавших. Греки и персы делали зажигательные стрелы, окуная их в смесь нефти и серы. С селитрой эта смесь называлась «греческий огонь».Она горела даже на воде. В VП веке при нападении арабов на Константинополь осажденные, подпустив близко суда, вылили в море такое большое количество этой горящей смеси, что почти весь арабский флот был уничтожен.

Археологические раскопки специалистов показали существование древнего нефтяного промысла в Иди на берегу Евфрата (Ближний Восток) еще за 6 тыс. лет до н.э. В Крыму источники нефти использовались за 2 тыс. лет до н.э. В Китае в провинциях Юнань и Шаньси, добывали газ за несколько столетий до н.э. Он передавался по бамбуковым трубам от мест его выделения к селениям, в основном – к храмам, где его использовали для отопления и освещения.

В конце ХVI века для русских купцов была составлена «Торговая книга», в которой нефть упоминается как товар, пользующийся громадным спросом в Западной Европе. Вывозилась эта нефть из Баку. В конце ХVШ века там уже было известно довольно много нефтяных колодцев. Добытую нефть сливали в ямы, обложенные камнем (амбары). Перевозили ее в бурдюках на верблюдах или арбах в различные районы: Шемаху, Гилян и даже в Западную Европу.

Способы добычи нефти в те далекие времена были весьма примитивными. Во-первых, добыча велась, как правило, в районах, где были поверхностные нефте-газопроявления. Во-вторых, глубины колодцев были небольшие, т.к. их копали специальные мастера, а выделения газа представляли для них опасность. Чтобы исключить обвалы, колодцы копали ступенями. Во время работы человек что-либо кричал или пел. Как только он смолкал, во избежание отравления газами его поднимали.

Эта примитивная добыча продолжалась вплоть до второй половины Х1Х столетия. С развитием капитализма (а это век машин) начинает применяться бурение скважин. В связи с этим происходит быстрый рост нефтедобывающей промышленности, особенно в России и США. Например, если в 1859 г. по всему миру было добыто 5000 т нефти, то добыча 1880 года уже составила 3,8 млн. т, а 1900 года – почти 20 млн. т. Т.е. за 40 лет мировая добыча возросла в 4000 раз!

Постепенно месторождения, открытые проспекторским (т.е. старательским) способом приходят к истощению. Вследствие этого появляются труды, в которых звучат тревожные сигналы относительно будущего мирового нефтяного хозяйства (Кстати, подобное мнение, как, впрочем, и обратное, бытует и ныне). В 1923 году была издана книга Крега «Поиски нефти», в которой говорилось: на рынке скоро наступит кризис, если не будут открыты новые богатые месторождения или не будет введен режим строжайшей экономии нефти

Техническая революция, поиски глубоких залежей нефти, а также открытие крупных нефтегазоносных территорий сделали возможным установление закономерностей размещения этих полезных ископаемых в земной коре. Кризис, о котором с тревогой писал Крег, не наступил.

К 1970 году только в капиталистических странах потребление нефти составило 5,5 млн т/сут. А это почти столько же, сколько было добыто в окрестностях Баку за весь 1895 год (6,5 млн.т). Дальше – больше. И одной из главных особенностей современной эпохи в геологических исследованиях на нефть и газ (как, впрочем, и на другие полезные ископаемые) является то, что производятся поиски и разведка закрытых («слепых») месторождений, не имеющих поверхностных проявлений.

Приведем несколько примеров из истории открытия крупнейших зон нефтегазонакопления в нашей стране и за рубежом.

В 1929 г. в районе Чусовских Городков на Урале, из скважины, заложенной для разведки калийной соли, ударил фонтан нефти. Открытие этого, хотя и небольшого, месторождения имело принципиальное значение для развития поисково-разведочных работ. 15 мая 1932 года был получен фонтан из рифов в районе Ишимбая. Впоследствии на территории между Волгой и Уралом были открыты многие сотни месторождений, в т.ч. 140 крупных и 98 средних по запасам.

В Западной Сибири первые скважины, давшие нефть, были пробурены в 1960-61 гг. (Шаим, Мегион). В последующее десятилетие на этой территории ежегодно открывалось по 15-20 месторождений, среди которых многие относятся к категории гигантов и супергигантов. Интересно, что поиски в Западной Сибири были начаты еще в 30-х годах, но долгое время были безуспешны. Даже поисковый трест в1943 г. был ликвидирован, ибо было решено, что регион бесперспективен. Неуспех же объяснялся тем, что поиски концентрировались в южной, более доступной части низменности.

Примерно такова же история Вилюйской провинции. Поиски начались с небольшого выхода газа в 1956 году, но привели к открытию только мелких месторождений газа в сводовых частях локальных поднятий. А в осевой части впадины оказались огромные месторождения с суммарными запасами в 13 трлн м³ . Часть газа – в замороженном с водой твердом виде.

Одним из наиболее нашумевших открытий за рубежом явилось обнаружение месторождений на Аляске. Они приурочены к широкому прогибу между мысом Барроу и хребтом Брукса. Прогиб выполнен верхнепалеозойскими (D₂ - C) и мезозойскими (J – K) отложениями.

В 1967 г. скважина, пробуренная в 140 км от мыса Барроу, открыла чрезвычайно богатое месторождение Prudho-Bay, что вызвало самый крупный в истории США нефтяной бум. За последующие 2 года было пробурено более 200 фонтанных скважин. Были построены нефтепроводы, в Японии заказаны гигантские танкеры по 200 тыс. тонн водоизмещением. Нефть очень высокого качества плотностью 0,87-0,89 г/см³, точка замерзания ее настолько низка, что в этом суровом климате ее можно транспортировать по неподогреваемым трубам.

В начале 60-х на юге Белоруссии была открыта нефтегазоносная область Припятского грабена с продуктивностью в девонских и каменно­угольных отложениях с идеальными покрышками из соленосных толщ. В Балтийской синеклизе (Калининградская область и Литва) также была обнаружена нефть в нижнем палеозое (ордовик).

Таковы лишь отдельные примеры открытия крупных зон нефтегазонакопления. Разумеется, эти и очень многие другие открытия были бы невозможны, если исследователи руководствовались бы старым и примитивным принципом «ищи нефть около нефти».

Первая морская скважина была пробурена в СССР на Каспии в Бухте Ильича в 1925 году, а в США – в 1932 г. Особенно интенсивно морское бурение развернулось после второй мировой войны, а до этого были немногочисленные скважины лишь на Каспии, у берегов Калифорнии, Луизианы, а также Японии и в центральной части озера Эри между Канадой и США. Бурение производилось со стационарных оснований, а первые опыты бурения с барж окончились неудачей (1932 и 1939 гг.). Первая скважина с судна была там пробурена в 1950 г. До 1968 г. в Мексиканском заливе было пробурено 1580 разведочных и более 8000 эксплуатационных скважин при глубине моря до 230 м.

Моря и океаны занимают 71% поверхности нашей планеты, поэтому нельзя всерьез говорить о геологии только по информации о строении континентов. В пределах шельфа (англ. shelf – полка) - мелководной части акваторий в той или иной степени развито бурение в Средиземном море (берега Туниса и Египта), в Бискайском заливе Атлантики, в Северном море (у берегов Дании, Нидерландов и в Британском секторе), у берегов Эквадора и Перу, в заливе Кенай Южной Аляски, на севере Калимантана (Индонезия) – всего более чем в 80 странах! Особенно велика добыча на Каспии, в Персидском и Мексиканском заливах и в районе Нигерии.

Выше речь шла главным образом о шельфах Мирового океана, площадь которых составляет в сумме 22 млн. км², т.е. в 10 раз превышает территорию Западной Сибири. Из этой площади более или менее обследованы 10-15% и введены в разработку, тогда как все шельфы считаются потенциально нефтегазоносными. Что же можно сказать о перспективах глубоководных акваторий?

Сравнительно недавно геологи считали их не перспективными. Но в 1968 г. это мнение изменилось. При эхолотной съемке дна южной, глубоководной части Мексиканского залива геофизики обнаружили полосу из 160 диапировых складок (структур с ядрами протыкания в их центральной части). На одну из них при глубине моря 3885 м с судна произведено бурение и из кэпрока (cap-rock) соляного купола, сложенного брекчиями с обломками миоценовой (N₁) фауны при проходке 180 м получен приток нефти. Подобные диапиры обнаружены также в Средиземном море, в Бискайском заливе, близ островов Зеленого Мыса, Нью-Фаундленда и др. Это открытие имеет принципиальное значение.

Из сказанного следует, что перспективы дальнейшей мировой добычи нефти и газа в значительной, а то и в главной, степени связаны с акваториями, в первую очередь – с шельфовыми областями акваторий морей и океанов.

Тема. Состав и физико-химические свойства нефтей и газов