Czy rezerwy czarnego złota wkrótce się wyczerpią, czy ropa naftowa jest nieskończona?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Eksperci różnie postrzegają powszechną prognozę rychłego (za 30-50 lat) wyczerpywania się zasobów ropy naftowej. Większość – z szacunkiem („jest”), inni sceptycznie („zapasy ropy są nieograniczone!”), a jeszcze inni z żalem („mógłby wystarczyć na wieki…”).

Z grubsza nikt nie wie, na ile lat wystarczą rezerwy ropy. Co bardziej zaskakujące, do tej pory nikt nie jest w stanie z całą pewnością powiedzieć, w jaki sposób powstaje ropa, choć spór o to trwa już od XIX wieku. Naukowcy, w zależności od przekonań, zostali podzieleni na dwa obozy.

Teraz wśród specjalistów na świecie dominuje teoria biogeniczna. Mówi, że ropa i gaz ziemny powstały ze szczątków organizmów roślinnych i zwierzęcych w wieloetapowym procesie trwającym miliony lat. Zgodnie z tą teorią, której jednym z założycieli był Michajło Łomonosow, rezerwy ropy są niezastąpione, a wszystkie jej złoża ostatecznie się wyczerpią. Oczywiście niezastąpione, biorąc pod uwagę przemijanie cywilizacji ludzkich: pierwszy alfabet i energię jądrową dzieli nie więcej niż cztery tysiące lat, podczas gdy tworzenie nowej ropy z obecnych pozostałości organicznych zajmie miliony. Oznacza to, że nasi niezbyt odlegli potomkowie będą musieli obejść się bez ropy, a potem bez gazu…

Zwolennicy teorii abiogenicznej optymistycznie patrzą w przyszłość. Wierzą, że nasze rezerwy ropy i gazu wystarczą na wiele wieków. Podczas pobytu w Baku Dmitrij Iwanowicz Mendelejew dowiedział się kiedyś od geologa Hermana Abikha, że geograficznie złoża ropy naftowej bardzo często ograniczają się do zrzutów – szczególnego rodzaju pęknięć w skorupie ziemskiej. W tym samym czasie słynny rosyjski chemik przekonał się, że węglowodory (ropa i gaz) powstają głęboko pod ziemią ze związków nieorganicznych. Mendelejew uważał, że podczas procesów budowania gór wzdłuż pęknięć, które przecinają skorupę ziemską, woda powierzchniowa przenika w głąb Ziemi do mas metalowych i reaguje z węglikami żelaza, tworząc tlenki metali i węglowodory. Następnie węglowodory wzdłuż pęknięć wznoszą się do górnych warstw skorupy ziemskiej i tworzą złoża ropy i gazu. Zgodnie z teorią abiogenną na wytworzenie nowej ropy nie trzeba będzie czekać miliony lat, jest to całkowicie odnawialny zasób. Zwolennicy teorii abiogenicznej są przekonani, że oczekuje się odkrycia nowych złóż na dużych głębokościach, a obecnie eksplorowane zasoby ropy naftowej mogą okazać się nieznaczne w porównaniu z wciąż nieznanymi.

Szukam dowodu

Geolodzy są jednak raczej pesymistami niż optymistami. Przynajmniej mają więcej powodów, by ufać teorii biogenicznej. W 1888 r. niemieccy naukowcy Gefer i Engler przeprowadzili eksperymenty, które dowiodły możliwości uzyskania oleju z produktów zwierzęcych. Podczas destylacji oleju rybnego w temperaturze 400°C i ciśnieniu około 1 MPa wyizolowali z niego węglowodory nasycone, parafinę i oleje smarne. Później, w 1919 roku, akademik Zelinsky z organicznego mułu z dna jeziora Bałchasz, głównie pochodzenia roślinnego, otrzymywał przez destylację surową smołę, koks i gazy - metan, CO, wodór i siarkowodór. Następnie wydobył z żywicy benzynę, naftę i oleje ciężkie, udowadniając eksperymentalnie, że olej można otrzymać z materii organicznej pochodzenia roślinnego.

Zwolennicy nieorganicznego pochodzenia ropy musieli skorygować swoje poglądy: teraz nie negowali pochodzenia węglowodorów z materii organicznej, ale wierzyli, że można je uzyskać alternatywną, nieorganiczną metodą. Wkrótce mieli własne dowody. Badania spektroskopowe wykazały, że najprostsze węglowodory znajdują się w atmosferze Jowisza i innych planet olbrzymów, a także ich satelitach oraz w osłonach gazowych komet. Oznacza to, że jeśli w przyrodzie zachodzą procesy syntezy substancji organicznych z nieorganicznych, to nic nie przeszkadza w powstawaniu na Ziemi węglowodorów z węglików. Wkrótce odkryto inne fakty, które nie zgadzały się z klasyczną teorią biogeniczną. W wielu szybach naftowych rezerwy ropy niespodziewanie zaczęły się odbudowywać.

Magia oleju

Jeden z pierwszych takich paradoksów odkryto na polu naftowym w regionie Tersko-Sunzhensky, niedaleko Groznego. Pierwsze odwierty wiercono tu już w 1893 r. w miejscach naturalnych pokazów naftowych.

W 1895 roku jedna ze studni z głębokości 140 m dała wspaniały wytrysk ropy. Po 12 dniach tryskającej wody ściany stodoły zawaliły się, a strumień ropy zalał platformy wiertnicze pobliskich studni. Dopiero trzy lata później fontanna została oswojona, potem wyschła i z fontannowej metody produkcji oleju przeszli na metodę pompowania.

Do początku II wojny światowej wszystkie studnie były mocno nawodnione, a niektóre z nich zostały zatkane na mokro. Po nastaniu pokoju produkcja została przywrócona i, ku zaskoczeniu wszystkich, prawie wszystkie studnie wykopane pod wysokim poziomem wody zaczęły wydobywać bezwodną ropę! W niezrozumiały sposób studnie otrzymały „drugi wiatr”. Pół wieku później sytuacja się powtórzyła. Na początku wojen czeczeńskich studnie zostały ponownie mocno nawodnione, ich wydajność znacznie spadła, a podczas wojen nie były eksploatowane. Po wznowieniu produkcji tempo produkcji znacznie się zwiększyło. Co więcej, pierwsze płytkie studnie zaczęły wyciekać olejem na powierzchnię ziemi przez pierścień. Zwolennicy teorii biogenicznej byli na straconej pozycji, podczas gdy „nieorganicy” łatwo tłumaczyli ten paradoks faktem, że w tym miejscu olej jest pochodzenia nieorganicznego.

Coś podobnego wydarzyło się na jednym z największych na świecie pól naftowych Romashkinskoye, które jest eksploatowane od ponad 60 lat. Według szacunków geologów tatarskich z odwiertów złoża można było wydobyć 710 mln ton ropy. Jednak do tej pory wyprodukowano tu już prawie 3 miliardy ton ropy! Klasyczne prawa geologii ropy i gazu nie mogą wyjaśnić zaobserwowanych faktów. Niektóre odwierty wydawały się pulsować: spadek tempa produkcji został nagle zastąpiony ich długoterminowym wzrostem. Pulsujący rytm odnotowano w wielu innych studniach na terenie byłego ZSRR.

Nie sposób nie wspomnieć o polu Białego Tygrysa na szelfie wietnamskim. Od samego początku wydobycia ropy „czarne złoto” wydobywano wyłącznie z warstw osadowych, tutaj przewiercono warstwę osadową (około 3 km), weszła w fundament skorupy ziemskiej i wytrysnęła studnia. Co więcej, według obliczeń geologów, udało się wydobyć z odwiertu około 120 milionów ton, ale nawet po wydobyciu tej objętości ropa nadal płynęła z jelit pod dobrym ciśnieniem. Złoże to postawiło nowe pytanie dla geologów: czy ropa gromadzi się tylko w skałach osadowych, czy może być magazynowana w skałach piwnicznych? Jeśli fundacja zawiera również ropę, to światowe rezerwy ropy i gazu mogą okazać się znacznie większe, niż zakładamy.

Szybki i nieorganiczny

Co spowodowało „drugi wiatr” wielu studni, co jest niewytłumaczalne z punktu widzenia klasycznej geologii ropy i gazu? „Na polu Tersko-Sunzha i niektórych innych ropa może powstać z materii organicznej, ale nie za miliony lat, jak przewiduje geologia klasyczna, ale za kilka lat” – powiedział kierownik Wydziału Geologii rosyjskiego Państwowy Uniwersytet Nafty i Gazu. ICH. Gubkina Wiktor Pietrowicz Gawriłow. - Proces jej powstawania można porównać do sztucznej destylacji materii organicznej, podobnej do eksperymentów Gefera i Zelinsky'ego, ale przeprowadzanej przez samą naturę. Takie tempo powstawania ropy stało się możliwe dzięki geologicznym cechom obszaru, gdzie wraz z dolną częścią litosfery część osadów jest wciągana do górnego płaszcza Ziemi. Tam, w warunkach wysokich temperatur i ciśnień, zachodzą szybkie procesy niszczenia materii organicznej i syntezy nowych cząsteczek węglowodorów.”

Według profesora Gawriłowa na polu Romaszkinskoje działa inny mechanizm. Tutaj, w grubości skał krystalicznych skorupy ziemskiej, w podziemiach, leży gruba warstwa gnejsów wysokoglinowych sprzed ponad 3 miliardów lat. Skład tych pradawnych skał zawiera dużo (do 15%) grafitu, z którego w wysokich temperaturach w obecności wodoru powstają węglowodory. Wzdłuż uskoków i pęknięć wznoszą się w porowatą warstwę osadową skorupy.

Istnieje inny mechanizm szybkiego uzupełniania zasobów węglowodorów, odkryty w prowincji naftowo-gazowej Zachodniej Syberii, gdzie skoncentrowana jest połowa wszystkich rosyjskich rezerw węglowodorów. Tutaj, zdaniem naukowca, w zasypanej dolinie ryftowej starożytnego oceanu zachodziły i zachodzą procesy powstawania metanu z substancji nieorganicznych, jak u „czarnych palaczy”. Jednak lokalna dolina ryftowa jest zablokowana przez osady, które zakłócają dyspersję metanu i zmuszają go do koncentracji w zbiornikach skalnych. Gaz ten zasilał i nadal zasila całą Nizinę Zachodniosyberyjską węglowodorami. Tutaj olej szybko powstaje ze związków organicznych. Czy więc zawsze będą tu węglowodory?

„Jeśli zbudujemy nasze podejście do zagospodarowania złóż w oparciu o nowe zasady” – odpowiada profesor – „skoordynujemy tempo wydobycia z tempem odpływu węglowodorów ze źródeł wytwarzania na tych terenach, odwierty będą działać przez setki lat”.

Ale to zbyt optymistyczny scenariusz. Rzeczywistość jest bardziej okrutna: aby rezerwy miały czas na uzupełnienie, ludzkość będzie musiała porzucić „brutalne” technologie wydobywcze. Ponadto konieczne będzie wprowadzenie specjalnych okresów rehabilitacyjnych, czasowo rezygnując z eksploatacji pól. Czy będziemy w stanie to zrobić w obliczu rosnącej populacji planety i rosnących potrzeb? Mało prawdopodobny. W końcu poza energią jądrową ropa nie ma jeszcze godnej alternatywy.

Dmitrij Iwanowicz Mendelejew przed stuleciem krytykował, że spalanie oleju jest jak rozpalanie pieca banknotami. Gdyby żył dzisiaj wielki chemik, prawdopodobnie nazwałby nas najbardziej szalonym pokoleniem w historii cywilizacji. A może by się mylił – nasze dzieci wciąż mogą nas prześcignąć. Ale najprawdopodobniej wnuki nie będą miały takiej szansy …