Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+», современные технологии позволяют добывать углеводороды на глубине нескольких километров. Однако у нефтяных залежей есть природный предел: на экстремальных глубинах нефть почти не накапливается или меняет свои свойства.
Первая нефтяная скважина появилась в 1846 году и имела глубину всего около 21 метра – меньше, чем у многих станций метро. За полтора века технологии бурения сильно продвинулись: сегодня нефтяники работают на глубинах в тысячи метров.
В России средняя глубина добычи нефти составляет около трех километров. Еще 50 лет назад разработка таких месторождений считалась сложной задачей. Сейчас же отрасль способна осваивать так называемую «трудную» нефть на глубинах до пяти километров.
Нефть образуется из древнего органического вещества – остатков микроорганизмов и растений, которые миллионы лет назад оседали на дне древних морей. Со временем эти слои погружались глубже под толщу осадочных пород.
Под давлением и воздействием тепла из недр Земли органика постепенно преобразуется в углеводороды.
Директор по развитию функции «Геологоразведочные работы» компании «Газпром нефть» Борис Белозеров отмечает:
«Под действием температуры и давления органическое вещество на больших глубинах превращается в сложные углеводороды. Чем глубже породы, тем интенсивнее идут эти процессы».
На глубинах более пяти километров значительные залежи нефти практически не формируются. Иногда там можно встретить газ, но жидкие углеводороды накапливаются редко.
Главная причина – структура пород. Под огромным давлением они становятся очень плотными и прочными, почти как бетон. Объем пор – пустот, где может находиться нефть, – составляет лишь 5–10% от объема породы. Даже если углеводороды присутствуют, их слишком мало для промышленной добычи.
Поэтому бурение на такие глубины обычно экономически нецелесообразно.
С увеличением глубины резко растет температура. Например, на глубине более 20 километров она может превышать 400 °C.
В таких условиях нефть меняет свои свойства. При наличии воды углеводороды могут растворяться в ней. В других случаях часть нефти превращается в метан, а значительная доля – в нефтяной кокс.
Нефтяной кокс – это твердый углеродистый остаток, который образуется на завершающих стадиях переработки нефти. Его используют как топливо на тепловых станциях и в металлургии, например при производстве алюминия.
Однако добыча таких веществ с экстремальных глубин не имеет смысла. Кокс почти полностью состоит из углерода, воспламеняется при температуре около 450 °C и требует дополнительной очистки от серы и металлов.
Несмотря на развитие технологий, глубина нефтедобычи ограничена природными и экономическими факторами. Основные запасы жидких углеводородов формируются в определенном диапазоне температур и давлений – обычно на глубинах до нескольких километров.
Поэтому нефтегазовая отрасль сегодня сосредоточена не на экстремально глубоком бурении, а на более эффективной разведке и разработке сложных, но доступных месторождений.