Пресс-центр

Микроначала современных нефтяных запасов

В 1913 году, когда автомобиль ворвался в американскую жизнь, журнал The Outing опубликовал статью «История бензина», в которой рассказал читателям о происхождении этого вида топлива. После небольшого эпизода, повествующего о смерти стегозавра Ungulatus, автор объяснял, что «вчера вы заправлялись останками динозавра». Идея о том, что нефть произошла от гигантских ящериц, весьма любимых детьми, выдержала проверку годами. Компания Sinclair Oil изобразила динозавра на своей эмблеме и рекламных объявлениях, разместила на газозаправочных станциях гигантские копии длинношеих и длиннохвостых рептилий. С легкой руки рекламщиков у термина «ископаемое топливо» появилось новое значение.

Однако акцент оказался неверным.

Сегодня одним из основных положений геологии считается то, что большая часть мировой нефти возникла не из подземных скоплений умерших животных, а из морских микроорганизмов. Согласно этой концепции, в течение многих тысячелетий потоки микроорганизмов опускались на большую глубину, создавая густые осадочные отложения. Под воздействием внутреннего тепла планеты этот осадок превращался в нефть. По имеющимся оценкам, более 95 процентов мировой нефти имеет морское происхождение.

«Это версия доминирует», — сказал Дэвид Росс, заслуженный научный сотрудник Океанографического института Вудс Хоула, расположенного на полуострове Кейп-Код (США). Теория была подтверждена геологами, изучавшими образцы со всего мира и неоднократно замечавшими, что залежи морских отложений верно указывают местонахождения нефти. Теория объясняет феномен шельфового бурения — почему нефть часто залегает на участках придонного слоя, чаще встречается вблизи берега, а не в глубоководных зонах и почему, как утверждают эксперты, несмотря на недавнюю катастрофу в Мексиканском заливе, которая унесла жизни 11 человек и оказалась самым тяжелым случаем разлива шельфовой нефти за всю историю США, объемы морского бурения будут скорее увеличиваться, чем сокращаться.
По мнению геологов-нефтяников, из-за сокращения материковых запасов высокая стоимость и потенциальные риски шельфового бурения в перспективе окажутся менее обременительными и более приемлемыми. Безусловно, это будет касаться не только геологии, появятся новые политико-экономические нюансы. Само наличие нефти не означает бурения скважин. Существует много факторов, влияющих на объемы морского бурения, — это общественные интересы, приверженность идее развития альтернативных источников энергии, не только солнечной, ветряной, геотермальной и других природных явлений, но и энергии ядерного деления и синтеза.

Процесс превращения микроорганизмов в нефть
Независимо от той роли, которую в будущем будет играть нефть, шельфовные залежи являются наиболее привлекательными источниками. «На большинстве территорий шельф представляет гигантские возможности, — говорит Уильям Галлоуэй, геолог-нефтяник из Техасского университета в Остине (США). — Мы бурим скважины уже сотню лет, и большинство из них находится на материке. Поэтому скрытые запасы находятся в основном в береговой зоне, которая ранее была недоступна».
До сих пор существуют остатки древних океанов, где и создавалась нефть (к ним можно отнести акваторию ныне существующего Мексиканского залива); многие давно исчезли — как океан, произведший громадные месторождения на Ближнем Востоке. Ископаемые появляются и исчезают, потому что земная кора, кажущаяся неподвижной, в рамках геологического времени очень часто перемещалась, разрывая континенты и океанические бассейны, переставляя их как фрагменты гигантского паззла.

История нефти раскрыла тайну, как исчезнувшие океаны, древние моря и менее крупные водоемы создали такие условия окружающей среды, которые привели к распространению микроорганизмов, обеспечили их глубокое залегание, со временем превратив их в крупнейшие материковые нефтехранилища.

Больше века ученые собирали факты, среди них есть открытия в области геологии, химии и палеонтологии. Сначала заметили, что открытие нефтяных месторождений всегда связано с древними пластами осадочных горных пород — видом отложений, которые формируются в течение многих тысячелетий, когда обломки пород или остатки органических веществ уносятся водой на глубину и постепенно превращаются в толстый придонный слой. Прорыв произошел в 1930-х годах: немецкий химик Альфред Трейбс обнаружил, что нефть содержит ископаемые остатки хлорофилла, входящего в состав растений и превращающего солнечный свет в химическую энергию. Эти следы были оставлены крошечными растениями древних морей.
В 60-70-х годах в пробах нефти обнаруживали много молекул ископаемых органических остатков. Один из видов — гопаноиды — считались остатками древних микробов, которые питались детритом придонного слоя. Книга «Отголоски жизни: что органические молекулы рассказывают об истории Земли» (издательство Oxford University Press, 2009) рассказывает, что геологам удалось обнаружить такой большой объем разнообразных ископаемых молекул, что их стали использовать как отпечатки пальцев для установления родства между карманами глубоко залегающей нефти. Другое открытие сделали палеонтологи, изучавшие нефть с целью определения «хозяина» микроокаменелостей. Много информации получили в процессе изучения ископаемых остатков, размер которых зачастую меньше песчинки. Было много фораминифер — крошечных морских созданий с ошеломительным разнообразием раковин. Геологи-нефтяники стали использовать меняющийся вид фораминифер как надежный способ геологической датировки. Когда все факты встали на место, проявилась общая картина, которая господствовала в 70-х годах.
Процесс обычно начинается в теплых морях, идеально подходящих для роста микроскопической жизни. Реальные объемы трудно себе представить, но, по словам ученых, каждая капля морской воды содержит более миллиона микроорганизмов. Выработка нефти начинается тогда, когда поверхностные воды настолько переполняются микроорганизмами, что потоки отходов опережают процесс гниения, происходящего на дне моря. В результате наращивается слой биологического шлама.

По словам Доррика Стоу, промыслового геолога из Университета Гериот-Ватта в Эдинбурге (Великобритания), приток питательных веществ к поверхностным водам, часть которого исходит от рек и прибрежных регионов, часть — вследствие поднятия глубинных вод на поверхность, обусловливает богатство микроскопической жизни и, в конечном счете, нефтяное изобилие.

В своей новой книге «Исчезнувший океан: как Тетис изменил мир» (издательство Oxford University Press) доктор Стоу описывает, как выброс питального вещества может породить «биологический всплеск» или воспроизводство бешеными темпами, который заканчивается «черной смертью». Черный осадок, пронизанный следами жизни, в итоге образует осадочную породу.
История Мексиканского залива показывает, как много факторов окружающей среды должны сойтись, чтобы создать гигантские запасы нефти. Может быть, более важным фактором стали крупные реки и водные пути древней Северной Америки, направлявшие в залив потоки, богатые питательными веществами. Сегодня так функционирует река Миссисипи. По словам геолога Скотта Тинкера, обильные потоки ила и осадочных пород не только были пищей для микроорганизмов, но и способствовали формированию каменистых преград, изолировавших остатки органики от внешнего мира. Главным барьером был глинистый сланец — осадочная горная порода из ила и глинистых минералов.

«Под тяжестью наносного потока отложений органика быстро опускается на глубину, — говорит доктор Тинкер. — Поэтому она не может разлагаться быстро. Таким образом сохранилось биологическое разнообразие». По его словам, поток было настолько тяжелым, что растущая масса давила на нижние осадочные слои, вдавливая их все глубже в землю, подталкивая к горячей зоне. В ходе множественных химических реакций живые молекулы медленно превращались в мертвую сырую нефть. «В Мексиканском заливе существуют многие мили отложений. Здесь мы получаем источник нефтематеринских пород, их обработка продолжается на более низких уровнях», — рассказал он.

Стандартная температура формирования нефтяных пластов находится между 120 и 210 градусами по Фаренгейту (48 — 99 градусов Цельсия). Температура Земли напрямую зависит от глубины погружения: чем глубже, тем выше температура. В конечном счете жар становится настолько сильным, что горные породы плавятся (и периодически изливаются на поверхность Земли в виде извержений вулканов). Экологическая ситуация залива также способствовала нефтеобразованию. Большая часть древнего слоя была отрезана от «разбавляющего» влияния мирового океана, накапливая ил и питательные вещества.
«Пространство там всегда было ограничено. Одна из причин, почему залив считается важнейшим общемировым ресурсом, состоит именно в том, что большая часть этих запасов была изолирована от мирового океана», — сказал доктор Галлоуэй из Техасского университета.

Море Тетис — древний океан, который опоясывал экватор в Меловой период (около 100 миллионов лет назад), когда на Земле господствовали динозавры, — было гигантской фабрикой. По словам доктора Стоу из Университета Гериот-Ватта, наиболее «плодовитые» районы Тетиса концентрировались на береговой линии, мелководье и в прибрежных районах.
В своей книге о загадочной жизни Тетиса ученый определил «обширные шельфовые территории» как одни из лучших «фабрик биогенного размножения». Когда Тетис практически исчез, оставив о себе воспоминание в виде Аральского, Черного, Каспийского и Средиземного морей, на его изобильных южных берегах образовалось больше десятка ближневосточных стран, которые производят сегодня две трети объема мировой нефти.

Доктор Стоу называет их благополучие «геологической случайностью». Подобная случайность имела место, когда в Меловом периоде Африка и Южная Америка постепенно разъединились, положив начало Южной Атлантике. Крупные реки вливали питательную среду, а биологическое сумасшествие вдоль западного побережья окончилось формированием громадных месторождений нефти, открытых и разрабатываемых сегодня в глубоководных районах Бразилии. В июне бразильская государственная нефтяная компания Petrobras обнародовала пятилетний инвестиционный план на сумму в 224 миллиарда долларов, рассчитанный на вскрытие глубоководных месторождений и удвоения нефтедобычи.
Сегодня многие страны и нефтедобывающие компании спорят между собой по вопросам разработки таких «геологических случайностей», расположенных в глубинных прибрежных водах. Эти горячие точки включают прибрежную зону Анголы, Азербайджана, Конго, Кубы, Египта, Ливии и Танзании, а страны вроде Канады и Норвегии, которые давно занимаются шельфовым бурением, продолжают строить собственные планы. Кембриджская ассоциация энергетических исследований, занимающаяся консалтингом, подсчитала, что объем мировой глубоководной добычи нефти к 2015 году может удвоиться, составив конкуренцию Саудовской Аравии, добывающей нефть на материке.

«Дело не в динозаврах, — сказал Кеннет Петерс, геохимик-нефтяник из Стенфордского университета. — Любой вид органики мог участвовать в этом процессе. Если вы взгляните на пищевую цепочку — они всегда на вершине. Эти парни здесь мало что решали».

Авторы:
Екатерина Исаева
Уильям Броад
Источник информации: http://neftegaz.ru/analisis/view/7527