Это полезное ископаемое называют черное золото

У нефти “темное” прошлое и “светлое” настоящее. Каким будет будущее?

К рядовым полезным ископаемым нефть сегодня не отнесешь — за последнее столетие она превратилась в рулевое управление многих экономических процессов, а зачастую становится еще и козырем в политических играх

Нефть не случайно называют черным золотом. Она ассоциируется с богатством и независимостью, став “кровью” современной экономики и стратегическим сырьем, обладатели которого поднаторели в тактике доминирования на мировом рынке. Стоит цене на нефть качнутся в сторону понижения или повышения — этот факт моментально попадает в разряд главных новостей, ведь от нефтяной “печки” пляшет подавляющее большинство других экономических показателей. Эхо нефтяных кризисов громко аукается в государственной казне, на счетах предприятий и в кошельках потребителей. В Беларуси тоже есть черное золото, но добываемые объемы составляют меньше трети необходимой стране нефти — недостающие объемы приходится покупать за рубежом. Чтобы снизить зависимость от постоянно дорожающих импортных энергоносителей, поставлена задача максимально задействовать собственные топливно-энергетические ресурсы. Параллельно геологи ищут новые месторождения нефти. И поскольку она продолжает властвовать в мировой экономике, мы решили проследить историю ее восхождения на “трон”.

Древние истоки

Нефть известна человечеству с “седых” времен. В результате раскопок установлено, что на берегу Евфрата нефтяной промысел существовал еще в VI—IV веках до н. э. Нефтяные битумы применялись в качестве вяжущего материала в строительстве. По свидетельству Геродота, битум широко использовался при создании стен и башен Вавилона. В VI веке до н. э. вавилонский царь Навуходоносор II топил нефтью гигантскую печь, в которой, как гласит библейская легенда, он попытался сжечь трех еврейских юношей, но это ему не удалось.

В развалинах древнеиндийского города Мохенджо-Даро обнаружен огромный бассейн, построенный пять тысяч лет назад. Его дно и стены были покрыты слоем асфальта. В Древнем Египте нефть использовалась для бальзамирования умерших, а в Древней Греции — в качестве зажигательной смеси и топлива. Упоминания об использовании нефти есть у Плутарха и Диоскорида. В частности, Плутарх, описавший походы Александра Македонского, свидетельствует, что его воины для освещения использовали нефть с Апшеронского полуострова, перевозя ее в бурдюках или глиняных сосудах.

Гори-гори ясно!..

В средние века интерес к нефти основывался преимущественно на ее способности гореть. С VII века н. э. византийцы применяли так называемый греческий огонь — смесь нефти с негашеной известью, которая воспламенялась при увлажнении. Такая смесь использовалась против вражеских кораблей: ею смазывали наконечники стрел, начиняли примитивные гранаты. А арабский историк Истархие (Истахри-Абу Исхак) отмечал, что в VIII веке бакинцы за отсутствием дров пользовались для отопления землей, пропитанной нефтью.

В России одно из первых упоминаний о нефти относится к XV веку, когда она была найдена в Ухте. Сохранились сведения о “горючей воде — густе”, привезенной из Ухты в Москву при Борисе Годунове. В 1684 году иркутский письменный голова Леонтий Кислянский обнаружил нефть в районе Иркутского острога. О другой находке нефти в России было сообщено 2 января 1703 года в русской газете “Ведомости”.

В 1723 году Петр I издал особые указы о порядке добычи нефти. В письме генерал-майору Михаилу Матюшкину, занявшему Баку, он требовал посылки “белой нефти тысячу пуд или сколько возможно, да поискать мастера”. В 1745 году (в период правления императрицы Елизаветы I) на Ухтинском нефтяном промысле был построен первый в России завод по очистке нефти. В Санкт-Петербурге и Москве в те времена пользовались свечами, а в малых городах — лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады, в которые наливали гарное масло, представлявшее собой не что иное, как смесь очищенной нефти с растительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной нефти для соборов и монастырей.

Тем не менее почти до второй половины XIX столетия нефть использовалась в основном в натуральном виде, а из-за ее крайне узкого практического применения разработка нефтяных месторождений являлась убыточной.

В ином ракурсе это полезное ископаемое привлекло к себе большое внимание лишь после того, как в России братья Дубинины, занимавшиеся заводской практикой с 1823 года, а в Америке химик Б. Силлиман (1855) доказали, что из нефти можно выделить керосин — осветительное масло, подобное фотогену, который вырабатывался в то время из некоторых видов каменных углей и сланцев и получил широкое распространение. После того как была создана керосиновая лампа, она прочно и надолго заняла свое место в жизни людей. С помощью керосиновых и масляных фонарей освещались не только жилища, но и улицы.

 Нефть (из тур. neft, от персидск. нефт) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. Распространена в осадочных породах Земли. Нефть бывает красно-коричневого, иногда почти черного цвета, хотя встречается и слабо окрашенная в желто-зеленый цвет и даже бесцветная. Имеет специфический запах.
Средняя молекулярная масса нефти 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см3. Нефть, плотность которой ниже 0,83 г/см3, называется легкой, 0,831—0,860 г/см3 — средней, выше 0,860 г/см3 — тяжелой. Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления.

БУРный поток

Импульс развитию нефтепереработки придал новый способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев. В 1844 году русский инженер Василий Семенов начал бурение на месторождении Биби-Эйбат, расположенном на Апшеронском полуострове вблизи Баку. В 1847 году была пробурена первая разведочная скважина на нефть глубиной 21 м. Именно здесь впервые и была добыта нефть из буровой скважины. Столь знаменательное событие состоялось 14 июля 1848 года. Первая нефть была получена ударным способом с применением деревянных штанг. Массовое бурение скважин на Биби-Эйбатском месторождении началось в 1873 году. Тогда же астраханские купцы братья Николай и Дмитрий Артемьевы впервые в мире организовали морскую перевозку нефти из Баку в Астрахань наливными шхунами (баржами).

В США добыча нефти с помощью буровых скважин началась в 1859 году. Первая скважина глубиной 21 м была пробурена в штате Пенсильвания полковником Эдвардом Дрейком. Она позволяла добывать 15 баррелей нефти в день. Спустя почти 30 лет были открыты большие запасы нефти в Техасе, быстрое освоение которых позволило Соединенным Штатам надолго закрепить за собой статус мирового лидера по добыче нефти. С 1859 по 1939 год на США приходилось 70 процентов мировой добычи нефти, однако нерациональное освоение недр привело к быстрому истощению пластов.

Глубоко забралась

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством легких фракций. Максимальное количество залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвердый асфальт, битуминозные пески, битумы.

По химическому составу и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролиты, которые в свою очередь относят к еще более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, включающих также ископаемые твердые топлива.

Образуется нефть в результате литогенеза — совокупности природных геологических процессов. Нефтеобразование — многостадийный и очень длительный процесс, продолжающийся обычно 50—350 млн лет. Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для извлечения нефти проницаемостью.

Истина в спорах пока не родилась

Несмотря на то что человечество давно научилось извлекать нефть из земных недр и в погоне за благами цивилизации нещадно эксплуатирует ее, как “чернорабочего”, у этого всем известного полезного ископаемого — “темное” прошлое. Казалось бы, вот она, голубушка, томившаяся под землей миллионы лет: изучайте, прощупывайте на молекулярном уровне, благо современные технологии позволяют. Однако до сих пор ученые не пришли к единому мнению по поводу ее “родословной”.

Одни утверждают, что нефть имеет органическое происхождение, другие выдвигают “неорганические” аргументы. Есть также сторонники космического, вулканического, магматогенного происхождения нефти. У этих научных дебатов тоже глубокие исторические корни.

Основные вехи в длительном процессе научного разрешения вопроса о происхождении нефти намечены русскими учеными. В средние века считалось, что нефть и каменные угли имеют неорганическое происхождение, причем последние образуются путем сгущения и затвердевания нефти. В 1763 году М. В. Ломоносов в своем труде “О слоях земных” впервые высказал предположение о происхождении нефти из растительных остатков, подвергшихся обугливанию и давлению в земных слоях. Эта гипотеза шла в разрез с теоретическими выкладками ученых мужей того времени, искавших источники нефти среди неживой природы.

В 1866 году французский химик М. Бертло предложил свою версию: нефть образуется в недрах Земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. А российский ученый В. Д. Соколов в 1892 году изложил гипотезу космического происхождения нефти.

По его мнению, исходным материалом для ее возникновения служили углеводороды, содержавшиеся в газовой оболочке Земли еще в период ее “звездного” состояния. По мере остывания планеты углеводороды поглотились расплавленной магмой, а  затем в процессе формирования земной коры они проникли в осадочные породы в газообразном состоянии, конденсировались и образовали нефть.

Не безызвестный создатель периодической системы химических элементов Д. И. Менделеев, поначалу разделявший гипотезу об органическом происхождении нефти, позже склонялся к мысли о ее возникновении в результате реакций, идущих на больших глубинах при высоких температурах и давлениях между карбидами металлов и водой, которая просачивается с поверхности земли. В свою очередь В. И. Вернадский доказал исключительную способность организмов, населяющих нашу планету, концентрировать в литосфере огромные запасы углерода, играющего колоссальную роль в геологических процессах.

Научные дебаты продолжаются и поныне. В пику ученым, отстаивающим гипотезы о неорганическом происхождении нефти, сторонники “органической” теории козыряют вполне убедительными доказательствами биогенной природы нефтематеринского вещества и утверждают, что в своей основе нефть представляет собой жидкую гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях, а главным исходным веществом нефти являются, как правило, зоопланктон и водоросли.

Предпринимаются попытки объединить “органическую” и “неорганическую” теории происхождения нефти: с одной стороны, при радиоактивном распаде в ядре Земли образуется водород, который и взаимодействует с углеродом с образованием нефтеподобных веществ, с другой стороны, в нефти имеются биомаркеры — соединения органического происхождения, с которыми встречается неорганическая нефть.

Болезнь роста

Пока ученые скрещивают свои теоретические “шпаги”, практики-добытчики даром время не теряют и куют нефтедоллары. В течение последнего столетия доля нефти в общем потреблении энергоресурсов непрерывно росла: в 1900 году она составляла 3 процента, перед Первой мировой войной — 5, накануне Второй мировой войны — 17,5, в 1950 году — 24, в 1972-м — 41,5, в 2004 году — 48 процентов.

До середины 1970-х годов мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие: в 1938 году она составляла около 280 млн тонн, в 1950-м — около 550 млн тонн, в 1960-м — свыше 1 млрд тонн, в 1970-м — более 2 млрд тонн. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х годов) до конца 1973 года в мире был извлечен из недр 41 млрд тонн нефти, половина этого объема пришлась на 1965—1973 годы. Затем темпы мировой добычи нефти замедлились — в 2005 году она составила около 3,6 млрд тонн в год (30 млрд баррелей).

Нефтяной кризис, спровоцированный в 1973 году бойкотом арабских стран против запада, привел к тому, что общая добыча нефти сократилась на 7 процентов, а цена на нее выросла в четыре раза. Благодаря тому что другие страны сумели увеличить добычу нефти цену удалось немного снизить, но затем масла в “нефтяной огонь” подлили иранская революция и ирано-иракская война. В последующие годы стоимость черного золота то зашкаливала, то опускалась вниз. “Вулканическая” ситуация с ценами присуща и нынешнему нефтяному рынку.

Не только топливо

В связи с быстрым развитием химической и нефтехимической промышленности потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел. Она является источником ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей — на эти цели расходуется более 8 процентов объема мировой добычи нефти.

Кстати, впервые обратил внимание на то, что нефть является важнейшим источником химического сырья, а не только топливом, Д. И. Менделеев.  Именно ему принадлежит известное высказывание о попытках топить паровые котлы нефтью вместо угля: “Можно топить и ассигнациями”.

На сколько лет хватит?

Поскольку нефть относится к невозобновляемым ресурсам, возникает вполне резонный вопрос: на сколько лет ее хватит? В начале 1970-х мировые разведанные запасы нефти оценивались в 100 млрд тонн (570 млрд баррелей), спустя три десятилетия эта цифра “потяжелела” более чем в два раза.

Неразведанные запасы оцениваются в 52—260 млрд тонн (300—1500 млрд баррелей). Как видим, разведанные запасы росли, как и потребление самой нефти: сорок лет назад человечество “поглощало” 20 млрд баррелей в год, сейчас — примерно 30 (около 3,8 млрд тонн). Однако уже почти тридцать лет, начиная с 1984 года, годовой объем мировой нефтедобычи превышает объем разведываемых запасов нефти.

Прогнозы относительно того, когда “пересохнут” нефтяные реки, столь же противоречивы, как и споры ученых о природе происхождения нефти. Многие эксперты утверждают, что в XXI веке нефтяные месторождения исчерпают себя, а диспропорция между спросом на нефть и ее предложением приведет к резкому росту цен — наступит нефтяной кризис.

С другой стороны, некоторые ученые уверяют, что опустошенные месторождения нефти постепенно восполняются за счет процессов, происходящих во чреве Земли, поэтому оснований для паники нет.

Кроме того, имеются большие запасы нефти (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы. На добычу черного золота из сланцевых пород и нефтеносных песков делается ставка также в США, где обнаружены огромные запасы этих природных ресурсов. Дело — за технологиями.

Но, как говорится, нет худа без добра. Рост цен на нефть вынуждает потребителей покупать более экономичные автомобили, а производителей вкладывать деньги в создание менее прожорливых двигателей. Уже появились гибридные машины, электромобили и автомобили с водородным двигателем, растут объемы использования природного газа (метан, пропан, бутан) и биотоплива.

Плюс ко всему в большинстве стран, в том числе и в Беларуси,  реализуются программы, направленные на энергосбережение. Новые дома строятся с улучшенной теплоизоляцией, старые — модернизируются, так что на их обогрев тратится меньше топлива.