Семь элементов, которые изменили мир
Шрифт:
Французский инженер Анри Дарси, работавший в XIX в. в Дижоне, был внимателен. Он пристально следил за тем, как вода проходит через разные типы горных пород на дне городских фонтанов, и задавался вопросом, что определяет ее скорость. Позднее он составил формулу для описания скорости течения жидкости через проницаемый материал. В его честь она получила название формулы Дарси [45], а степень проницаемости измеряется теперь количеством «дарси в час». Эта формула помогает объяснить четыре разных способа, которыми может быть улучшен показатель извлечения нефти из пласта, – или, как говорят специалисты, показатель повышения нефтеотдачи. Во-первых, если естественное давление нефти в пласте слишком низкое, чтобы заставить нефть подниматься на поверхность, можно повысить его, закачав воду, природный газ, азот или двуокись углерода [46]. Часто это самый простой способ повысить показатель извлечения нефти. Во-вторых, можно задействовать большую часть пласта, пробурив горизонтальные каналы в стороны от основной скважины. В-третьих, можно сделать нефть менее вязкой или менее склонной оставаться в полостях нефтеносной породы (нефть удерживается там так называемой силой поверхностного натяжения жидкости). Один из способов достичь этого результата – закачать в пласт газ, в частности сжиженную двуокись углерода, чтобы он смешался с нефтью. Другой способ – нагревание нефти. Оно требуется для так называемой тяжелой нефти, которая встречается в нефтеносных песках Канады и Венесуэлы [47].
Наконец, в-четвертых, можно повысить нефтеотдачу за счет проницаемости нефтесодержащей породы. Это самый старый метод, используемый с первых дней существования нефтяной отрасли.
В 1865 г. полковник Эдвард Робертс учредил Roberts Petroleum Torpedo Company. До этого он три года участвовал в Гражданской войне и наблюдал, как артиллерийские снаряды, выпущенные армией конфедератов, взрывались, попадая в укрытия вдоль линии фронта. Он подумал: дробление нефтесодержащей породы может повысить извлечение нефти из скважины. Робертс наполнял порохом тонкие металлические трубки, опускал их в скважину и затем поджигал, благодаря чему удавалось повышать добычу нефти из скважины, пусть и совсем ненадолго. Позже предпочтительным взрывчатым веществом стал нитроглицерин. К сожалению, он нередко взрывался от неосторожного обращения, убивая и калеча людей [48].
Столь грубые методы перестали использовать с середины XX в. после создания технологии гидравлического разрыва пласта. Благодаря закачиванию жидкости (обычно смеси воды, химикатов и песка) в горные породы, содержащие нефть или газ, гидравлический разрыв значительно повышает проницаемость пород, в результате удается извлекать больше нефти или газа.
Сегодня эффективные методы повышения нефтеотдачи пластов очень востребованы. На некоторых месторождения неизвлеченной остается до 80 % нефти. На других же никакая добыча невозможна без гидравлического разрыва пласта – в частности, на американских месторождениях сланцевого газа и трудноизвлекаемой нефти.
Обычно дешевле разведывать и осваивать новые месторождения, чем пытаться выжимать максимум из давно эксплуатируемых. Однако в последние годы, когда цена на нефть резко поднялась, потенциал применения методов повышения нефтеотдачи также быстро вырос: по оценкам экспертов, за пять лет, то есть к 2009 г., потребность в них увеличилась в 20 раз.
Добываемое количество нефти зависит не только от технологии, но и от прогнозируемых цен в будущем. Разумеется, они регулируются спросом и предложением. Однако существование Организации стран – экспортеров нефти (ОПЕК) – картеля, контролирующего около 40 % мировой добычи нефти, – означает, что предложение часто регулируется так, чтобы обеспечивать определенный уровень цен. Говоря простым языком, цены на нефть, по утверждению ОПЕК, не должны быть не только слишком низкими, чтобы подрывать экономику или вызывать внутренние беспорядки, но и чересчур высокими, чтобы ослаблять спрос или стимулировать слишком большое предложение стран, не входящих в картель. Цены постоянно изменяются в этих широких пределах на протяжении многих лет.
Разумеется, запасы минерально-сырьевых ресурсов не бесконечны, и поэтому всегда остается озабоченность тем, что мир может столкнуться с истощением запасов нефти. В 1956 г. американский геолог Марион Кинг Хабберт пришел к выводу, что мы скоро достигнем точки максимальной добычи нефти – так называемого пика нефтедобычи. Используя оценки будущего потребления и имеющихся запасов, он предсказал, что это событие произойдет где-то около 2000 г. [49].
Но 2000 г. наступил и прошел без «пика нефтедобычи». В действительности, он даже не просматривается на горизонте. И все потому, что мы разведываем запасы нефти быстрее, чем используем. А это происходит главным образом благодаря новым технологиям; мы обнаруживаем нефть на новых территориях и изобретаем методы повышения отдачи от разведанных месторождений. Повышение отдачи от последних всего на 1 % даст дополнительно около 90 000 000 000 баррелей, что эквивалентно приблизительно трехлетнему общемировому спросу. По мере совершенствования технологий процент извлечения нефти будет расти, а значит, и поставки продолжат увеличиваться. Я не вижу причин, по которым эта тенденция прекратилась бы в обозримом будущем, и на практике мы, вероятно, никогда не исчерпаем запасы нефти. Вероятнее, что просто прекратим использовать ее – задолго до того, как она кончится. Как говорил в 1970-х гг. шейх Ямани, бывший министр нефти Саудовской Аравии: «Каменный век закончился не потому, что у нас закончились камни» [50].
Финансовые и технологические усилия, необходимые для добычи барреля нефти, необычайно велики. Еще труднее превратить нефть в бензин. Ведь из нее нужно выделить именно те типы углеводородов, которые обеспечат работу двигателя. После всех этих операций бензин по цене 4 долл. за галлон уже не покажется дорогим. Ведь, в конце концов, он даже дешевле бутилированной минеральной воды, подаваемой в дорогих ресторанах Нью-Йорка, Лондона или Флоренции. Несколько лет тому назад я испытал шок, когда мне предложили маленькую бутылку минеральной воды «Tennessee» по цене барреля нефти. А ведь разливать воду по бутылкам – не столь рискованный бизнес, как нефтедобыча.
24 марта 1989 г., когда я уже прощался с командой BP, работавшей на Аляске, пришло тревожное известие. Нефтяной танкер «Эксон Вальдес» сел на рифы в проливе Принца Уильяма. Чтобы избежать встречи с айсбергами, судно пошло не по традиционному пути и наскочило на подводные скалы. Мы собирались лететь обратно в Анкоридж и решили немного изменить маршрут, чтобы пролететь над танкером. По мере того как прямо по нашему курсу начинал просматриваться затонувший танкер, мы видели, как из пробоины в борту выливается нефть, растекаясь вокруг черным пятном. Вскоре она покрыла площадь в 30 000 кв. километров.
Это не было первым или самым крупным крушением нефтяного танкера. Глядя через иллюминатор на «Эксон Вальдес», я думал об «Амоко Кадис», другом нефтяном танкере, севшем на мель у побережья Франции в 1978 г., и об «Атлантик Экспресс», столкнувшемся с другим кораблем недалеко от Тринидада и Тобаго в 1979 г. В промежутке между этими катастрофами в море вылилось 500 000 тонн нефти, а из «Эксон Вальдес» – «всего» 39 000 тонн. Однако на хрупкую северную экосистему впервые обрушилось такое количество нефти [51]. Штормы погнали огромное нефтяное пятно на скалистое побережье, что привело к загрязнению 2000 километров девственно чистой береговой линии и гибели 250 000 морских птиц. Погибло также много выдр и тюленей, а поголовье трески, ловлей которой занимаются местные жители, многократно уменьшилось. Фотографии пятен нефти на фоне белоснежных гор Аляски появились на первых страницах газет многих стран мира. Морских птиц, чьи измазанные нефтью перья слиплись, демонстрировали перед объективами фотокамер как живое напоминание об опасностях, сопряженных с добычей нефти.
Нефть – жидкость, и поэтому воспрепятствовать растеканию по любой поверхности очень трудно. В то же время и она, и сопутствующий ей газ огнеопасны и представляют серьезную угрозу для всего живого. 6 июля 1988 г., когда я находился по делам British Petroleum в Огайо, пришло сообщение об опасном инциденте на нефтяной платформе «Пайпер Альфа» компании Occidental Petroleum в Северном море. В результате серии взрывов газа платформа оказалась объята пламенем. Рабочие, уцелевшие при взрыве, попытались укрыться в задымленном жилом блоке. Другие же предпочли прыгнуть с высоты 60 метров в ледяную воду. Из 226 человек, находившихся на платформе на момент пожара, погибло 165. Этот инцидент стал серьезным сигналом: каждый сотрудник нефтяной отрасли осознал, что нечто подобное может произойти и с ним. После катастрофы на «Пайпер Альфа» многое было сделано для повышения безопасности в нефтяной индустрии, но предпринятых мер не хватило, чтобы предотвратить самую ужасную трагедию, произошедшую в период моей работы в BP. В марте 2005 г. при взрыве на нефтеочистительном заводе компании в Техасе погибло 15 и было ранено более 170 человек [52].
Не так давно, в апреле 2010 г., пузырь метана вырвался из глубоководной нефтяной скважины Макондо в Мексиканском заливе. Предохранительный клапан не сработал, и в результате газ поднялся до верхних секций буровой трубы и достиг буровой вышки «Дипуотер Хоризон». Там он воспламенился от случайной искры, и в результате взрыва погибли 11 человек. Нефть из скважины начала вытекать в море, что продолжалось почти три месяца. Я с отчаянием наблюдал за трагедией, а камеры, установленные на глубине 1500 метров, бесстрастно фиксировали непрерывную утечку нефти. Случай с Макондо стал первой техногенной катастрофой, за которой можно было наблюдать в режиме реального времени – включить телевизор и увидеть своими глазами, как нефть сплошным потоком вырывается в море.