Семь элементов, которые изменили мир

Случайное бурение скважин в расчете найти нефть имеет мало смысла. Оно подобно попыткам отыскать иголку в стоге сена. Всегда имеются признаки, указывающие геологоразведчикам, какие области могут оказаться нефтеносными. Нефтяные месторождения имеют ряд специфических характеристик. Во-первых, источник – останки существовавших миллионы лет тому назад растений и животных, из которых под воздействием высокого давления и температуры и образуется нефть. Пролетая над лесами центральной части Тринидада, я видел озера черной нефти, которая с бульканьем выходила на поверхность из подземных источников. Горная смола, скапливающаяся в углублениях земли вблизи Ла Бреа в Калифорнии, имеет то же происхождение. Подобные признаки указывают на наличие подземных запасов. Во-вторых, нефть должна выходить из источника в находящуюся над ним геологическую структуру, которая может удерживать ее. Эта структура часто имеет форму шатра (так называемая антиклиналь) и иногда проявляет себя на поверхности земли. Антиклинали можно увидеть с воздуха в предгорьях Загроса, где я провел детские годы. Там находятся одни из крупнейших месторождений нефти в мире. В-третьих, структура должна быть запечатана прочной скальной породой. Если «пломба» разрушается, то нефть уходит. На Аляске пробурена одна из самых известных и дорогих скважин, Муклук, оказавшаяся «сухой дырой». В течение нескольких лет геологи из BP были убеждены: их усилия увенчаются успехом. Но скважина не оправдала надежд, потому что горная порода, запечатывавшая пласт, разрушилась, и нефть ушла. Наконец, в-четвертых, структура должна быть наполнена осадочной породой, которая может содержать нефть в порах и позволять ей течь. Степень легкости, с которой порода позволяет нефти течь, называется проницаемостью. Если все эти факторы в наличии, значит, в данном месте имеются запасы нефти.

Какие-то из характеристик могут быть выявлены посредством анализа формирования геологической структуры местности. Например, в дельтах древних рек часто встречается пористый и легко проницаемый песок. В наше время методы дистанционного зондирования позволяют обнаружить запасы нефти на многокилометровой глубине под несколькими слоями скальной породы. Перспективно сейсмическое исследование, при котором волны сжатия используются для воздействия на глубоко залегающие слои породы. Необходимо тщательно продумать, как сейсмические волны будут распространяться и приниматься. Для анализа получаемых данных требуются сложные алгоритмы и мощные компьютерные системы. Обычно полезный сигнал плохо различим на фоне шумов, и поэтому имеет важнейшее значение компьютерный анализ. При самых благоприятных обстоятельствах может быть определена форма и идентифицирована порода пласта, найдены места пробок и даже выявлены характеристики нефти. Но обычно удается получить только часть информации. Ситуация еще больше осложняется, если пласт накрыт сверху толстым соляным слоем, как, например, в прибрежных водах Бразилии, Анголы и в Мексиканском заливе. Вибрационные волны проходят через соль настолько быстро, что этот слой фактически скрывает геологическую структуру всего, что располагается под ним.

Внезапное изменение скорости сейсмических волн при продвижении из донных отложений в соляной слой вызывает преломление и отражение: соляной слой действует как зеркало. Лишь недавно разработаны компьютерные алгоритмы, позволяющие разделять эти сигналы и достаточно отчетливо видеть то, что находится под соляным пластом.

Добыча нефти

Проведя исследования, нужно пробурить скважину, чтобы выяснить, есть ли нефть. В последние годы новые технологии дистанционного зондирования снизили вероятность неудач, но и успех никогда не может быть гарантирован; напоминанием служит история скважины Муклук [42].

После обнаружения нефти месторождение должно эксплуатироваться таким образом, чтобы обеспечить прибыль инвесторам и ренту собственнику территории, обычно государству. Но месторождения, не требующие больших усилий для освоения, уже активно эксплуатируются. То, что еще можно освоить, находится в труднодоступных местах. В первые десятилетия XX в. компании начали переходить от разработки месторождений на суше к подводным месторождениям и стали бурить скважины в озерах Венесуэлы, Техаса и Луизианы. Освоение морского шельфа проходит труднее, потому что море глубже, ветры сильнее, а волны выше.