Неисчерпаемость нефти и газа — факт, который всем мешает

Интервью с автором биосферной концепции нефтегазообразования, ведущим научным сотрудником Института проблем нефти и газа РАН Азарием Александровичем Баренбаумом (в сокращённом варианте опубликовано в журнале «4×4 CLUB», 2019, №10, С.111−114). * * * Азарий Александрович, здравствуйте. Вы автор известной биосферной концепции происхождения нефти и газа. В ней утверждаете, что процесс нефтегазообразования в недрах тесно связан с круговоротом воды. Расскажите, как именно это происходит. Азарий Баренбаум: Вы, наверное, еще со школьных лет помните, что есть явление круговорота воды в природе. Существует два цикла такого круговорота воды через земную поверхность: климатический — порядка 40 лет, связанный с выпадением дождя и снега, и геологический — очень длительный, порядка 2,6 млрд лет, вызванный круговоротом вод Мирового океана через срединные океанические хребты. Циркулируют через земную поверхность также углерод и кислород. Вместе с водой они образуют на нашей планете единую систему круговорота, которая находится в настоящее время в динамическом равновесии. В отличие от воды углерод участвует в трёх циклах круговорота через земную поверхность: двух геологических — порядка миллиона и сотен миллионов лет, и очень быстром биосферном, в котором углерод циркулирует в виде СО2. Ранее считалось, что биосферный цикл — надземный и потому никакого отношения к образованию нефти и газа в недрах не имеет. Оказалось, что это не так. В результате разработки биосферной концепции установлено, что биосферный цикл углерода опускается также и под земную поверхность, где СО2 участвует в образовании углеводородов. Главную роль в переносе СО2 под поверхность и его участии в нефтегазообразовании играет 40-летний круговорот метеогенных вод. Более того, при современных масштабах извлечения из недр и сжигания на поверхности нефти и газа обеспечить баланс углерода на нашей планете без учета этого 40-летнего цикла невозможно. Мы поднимаем из месторождений углеводородное топливо, затем сжигаем и дальше… Азарий Баренбаум: Если совсем кратко, то добывая и сжигая на поверхности нефть, газ и уголь, мы тем самым превращаем их в углекислый газ — СО2. Этот газ поступает в атмосферу, где легко растворяется в атмосферной парообразной воде, и затем вместе с осадками выпадает на поверхность земли. Затем водорастворенный СО2 с метеогенными водами проникает в породы земной коры на глубины в 5 и более километров, где снова образует углеводороды. В виде нефти и газа они скапливаются в геологических ловушках — месторождениях, откуда мы их и извлекаем. Разве СО2 не остается в атмосфере, образуя парниковый эффект? Азарий Баренбаум: Должен сказать, что главным парниковым газом является в атмосфере водяной пар. Но и СО2 также достаточно важен. В 1997 году в связи с заключением Киотского протокола по ограничению техногенных выбросов СО2 в атмосферу начали считать, а сколько же человечество в действительности вырабатывает СО2, и куда он затем девается из атмосферы. В результате многочисленных расчетов оказалось, что даже при самых оптимистических предположениях как минимум 30% СО2 не удается удалить из атмосферы известными механизмами его растворения в водах Мирового океана и поглощения растительностью. В итоге Киотский протокол так и был принят с этой огромной дырой в балансе. Никого не беспокоила столь чудовищная диспропорция? Азарий Баренбаум: Почему же, очень даже беспокоила. Этот вопрос в те годы активно обсуждался климатологами. Ведь за борьбой с парниковым эффектом стоят колоссальные деньги, серьезные бизнес-интересы и прочее. Это отдельный разговор. В этом большую роль сыграл Альберт Гор, тогдашний вице-президент США, за что получил в 2007 Нобелевскую премию мира. Хорошо, но как научное сообщество отнеслось к этой нестыковке? Азарий Баренбаум: В 2005 году в Москве проходил Международный климатический симпозиум, где также остро стоял вопрос о дисбалансе СО2 при современной хозяйственной деятельности людей. В конце симпозиума я подошел к руководителю нашей секции академику Кириллу Яковлевичу Кондратьеву (1920−2006), изложил свои соображения. Сказал, что у меня есть теория, по которой излишек СО2 может выводиться из атмосферы метеогенными водами под земную поверхность и участвовать там в нефтегазообразовании. Мысль ему понравилась. Потом в Питере у него дома несколько раз встречались, начали писать статью в Доклады АН. Но, к сожалению, не успели. Дело так и заглохло. Кстати, что с кислотным дождями? Если СО2 растворяется в метеогенных водах… Азарий Баренбаум: Углекислый газ растворяется без последствий для экологии. Это мизерная концентрация, вы её не почувствуете. Итак, вы почувствовали перспективу и начали разрабатывать теорию круговорота, и получили подтверждение, что углеводороды — это пополняемый природный запас? Азарий Баренбаум: Киотский протокол не при чём. Мотивация моя была другой. В нефтегазовой геологии исторически сложились два подхода к объяснению происхождения нефти и газа, получивших названия органической и минеральной гипотез. Эта ситуация возникает в науке, когда проблема лежит на стыке разных научных дисциплин. В данном случае геологии и химии. Сторонники первой — геологи, уверены, что нефть и газ образуются из отмершего органического вещества, которое захоранивается при ведущих геологических процессах. Приверженцы второй — химики, считают иначе, по их мнению, углеводороды возникают при химических реакциях в глубоких недрах земли и, поднимаясь к поверхности, создают месторождения нефти и газа. Этот спор так и не закончен. Сколько лет ученые спорят по этому вопросу? Азарий Баренбаум: Проблеме почти 200 лет. Наиболее жаркие споры по ней велись весь прошлый век. При этом сторонники органической и минеральной гипотез сходятся в том, что нефтегазообразование — процесс длительный. Пока в недрах углеводороды образуются и создадут месторождения, могут пройти сотни тысяч — миллионы лет. Решить проблему образования нефти и газа и баланса углерода на нашей планете, а именно туда я клоню, на основе этих гипотез никак не получается. Другое дело биосферная концепция, в которой за счет участия метеогенных вод в нефтегазообразовании данный процесс занимает крайне малое время. Что подтолкнуло вас к подобным выводам? Азарий Баренбаум: Когда развалился СССР, целый ряд месторождений в Татарстане, в Чечне, на Украине и в других регионах временно перестали эксплуатироваться. Но стоило экономике прийти в себя, добычу возобновили, и неожиданно оказалось, что на старых, давно истощенных эксплуатацией месторождениях нефти и газа запасы углеводородов пополнились. Причем значительно. Дальнейшие исследования отечественных ученых привели к заключению, что за этим фактом может стоять неизвестное ранее природное явление. Мне посчастливилось участвовать в его изучении и понять, что оно является ключом к объяснению происхождения на нашей планете нефти и газа. То есть помог случай? Азарий Баренбаум: Да. Но отчасти. Ведь все 200 лет люди пытались объяснить происхождение нефти и газа. Но всегда для решения этой проблемы чего-то не хватало. И вот, наконец, представился случай, когда это «что-то» удалось установить. Это первыми сделали член-корреспондент Борис Александрович Соколов (1930−2004), заведующий кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых и декан геологического факльтета МГУ, и доцент кафедры Антонина Николаевна Гусева (1918−2014). В 1993 году они опубликовали статью (см. «Месторождения нефти и газа не клады, а неиссякаемые источники»), в которой заявили, что нефть и газ являются возобновляемыми природными ископаемыми нашей планеты, а их пополнение в залежах зависит от технологии разработки месторождений. Данная статья вызвала в научном сообществе настоящий шок. В 1997 году Б.А. Соколов организовал на геологическом факультете МГУ совещание «Новые идеи в геологии нефти и газа», которое стало площадкой обсуждения открытого явления. В дальнейшем эти совещания стали регулярными. Участвуя в них, я познакомился с новой нефтегазовой парадигмой. В 2007 году предложил для неё теоретическое обоснование. Для этого привлек учение В.И. Вернадского о биосфере. Человек — элемент биосферы, который сегодня влияет не только на климат планеты, но и на образование нефти и газа. Теорию назвал «биосферной концепцией нефтегазообразования». Приживется ли это название, не знаю. Взялся за разработку биосферной концепции потому, что не сомневался в правильности новой нефтегазовой парадигмы. Почему процесс признания биосферной концепции идет так медленно? Азарий Баренбаум: Чтобы биосферная концепция могла быть воспринята научным сообществом, нужен мощный толчок. Таким толчком во всех естественных науках являются научные революции. Они происходят в результате открытия новых фактов или явлений, которые прежняя наука не в состоянии объяснить, но своих позиций не сдает. Проблема происхождения нефти и газа — не исключение. Инерционность старых взглядов и противодействие сторонников органической гипотезы пока ещё очень сильно. Каким образом органическая гипотеза препятствует научной революции? Азарий Баренбаум: В середине прошлого века органическая гипотеза показала себя чрезвычайно эффективным инструментом поиска новых месторождений нефти и газа. На её основе были открыты многие месторождения, эксплуатируемые и в настоящее время. Однако сегодня она не способна решать задачи, которые ставит перед нефтегазовой наукой мировая экономика. Гипотеза не объясняет ни пополнения запасов эксплуатируемых месторождений, ни миграцию углеводородов под влиянием хозяйственной деятельности людей на шельф Мирового океана. Поясню свою мысль. Поскольку следствием органической гипотезы является ограниченность запасов углеводородов на планете, нефтяные компании ведут разработку месторождений, что называется, до победного конца, извлекая из них углеводороды по максимуму. С этой целью используют методы интенсификации добычи, такие как гидроразрыв пласта или закачка в него воды, которые по существу уничтожают месторождения. В результате атмосферный СО2 ищет им замену и находит её на шельфе Мирового океана, куда сегодня смещаются основные скопления углеводородов. Но теперь они представлены не нефтью и газом, а аквамаринными газогидратами, добывать которые сложно и дорого. Почему тогда нефтяные компании не берут на вооружение биосферную концепцию? Азарий Баренбаум: Нефтяным компаниям гораздо выгоднее пугать правительства своих стран ограниченностью ресурсов. Так они получают и налоговые льготы, и деньги на осваивание труднодоступных арктических регионов, кредиты на разработку сланцевых месторождений и прочее, прочее. Здесь крутятся огромные деньги и финансовые вложения. Взять вдруг и объявить, что от всего этого нужно отказаться, как вы понимаете, не получится. Слишком много людей завязано на существующие технологии. Что вы предлагаете изменить? Азарий Баренбаум: Прежде всего, отношение людей к углеводородам как неуничтожимым полезным ископаемым, требующим бережного к себе отношения. Это откроет возможность эксплуатировать месторождения как пополняемые источники углеводородного сырья. Добывая нефть и газ в количестве, не превышающем скорости их пополнения в залежах, можно превратить месторождения в неиссякаемые источники углеводородов. Здесь уместна аналогия с колодцем для воды. Если не вычерпывать воду сразу и до дна, а дать колодцу время заполниться водой, то он будет служить очень долго. То же самое происходит и на месторождениях нефти и газа. Эту идею восприняли на Шебелинском газоконденсатном месторождении на Украине, где она прекрасно работает (на эту тему читайте «О двух путях увеличения нефтегазового потенциала Татарстана»). Какие еще у вас предложения для отрасли? Азарий Баренбаум: Сегодня в нашей стране открыто много мелких месторождений с небольшими запасами, которые признаны нерентабельными и потому не разрабатываются (см. «Неразведанные запасы углеводородов: недра Московского осадочного бассейна»). Но стоит посмотреть на них с позиций биосферной концепции, то их разработка окажется вполне выгодной. Тем более если они расположены в европейской части страны. Надо принять факт, что цикл их восполнения занимает годы, а не миллион лет, как считалось ранее. Получается, что не только добыча, но и сжигание углеводородов является вполне природным процессом. Надо лишь наладить его естественное течение и не мешать образованию новых запасов? Вы не представляете, какой это бальзам на души автовладельцев прожорливых внедорожников! Все эти ветряки и солнечные панели — мертвому припарка… Азарий Баренбаум: Вы правы, это единый природный процесс, в который вовлечен человек. Относительно ветряков и прочее, я не против. Пусть расцветают все цветы. Да, возможно, где-то в труднодоступных районах альтернативная энергетика может решать проблему. Но глобально, конечно, углеводородам в настоящее время замены нет. Насколько я знаю, вы проводили опыты в лабораторных условиях… Азарий Баренбаум: Да, мы создали установку, на которой изучаем образование углеводородов из СО2 и Н2О. Мы поняли, как этот процесс происходит в природных условиях в реальных горных породах, и попытались воспроизвести его на своей установке. Мы называем это природоподобной технологией. Мы готовы сделать установку, которая может дать результат уже в промышленных масштабах. Жаль, на нее физически нет средств. Также скажу, что изучаемый нами физико-химический механизм образования углеводородов был открыт в нашей стране сибирскими учеными: академиками Андреем Алексеевичем Трофимуком (1911−1999) и Николаем Васильевичем Черским (1905−1989) и их коллегами и был зарегистрирован в 1982 году как научное открытие. Однако сторонники органической и минеральной гипотез тогда не придали ему должного значения, поскольку он не соответствовал их взглядам на происхождение нефти и газа. Этот механизм занял подобающее ему место в нефтегазовой науке лишь благодаря разработке биосферной концепции (см. «Геосинтез углеводородов как планетарное геохимическое явление»). Ваш коллега Владимир Полеванов сказал, что цена бензина, при изменении подхода к вопросу образования нефти, может составить 3−4 рубля за литр. Азарий Баренбаум: Мы знакомы с Владимиром Павловичем Полевановым (см. доклад В.П. Полеванова «Неизбежно ли падение добычи нефти в России»), но у нас есть некоторые расхождения во взглядах. Что касается цены на бензин, не исключено, что В.П. Полеванов прав. Вы пробовали продвинуть биосферную концепцию на государственном уровне или пытались связаться с крупными госкомпаниями, чтобы получить финансирование? Азарий Баренбаум: Пробовали и пытались не один раз. Но ничего не получилось. Правительство и госкомпании смотрят, чем мы занимаемся, но видят лишь борьбу мнений. Одни учёные утверждают одно, у других — противоположные взгляды. В результате принимают решение: пусть ученые продолжают спорить между собой, а мы будем делать свое дело. Но с созданием биосферной концепции это отношение к нефтегазовой науке можно изменить. Недавно президент обмолвился, что он в курсе альтернативного научного подхода к образованию нефти и газа. Он не выразил в отношении данной идеи никакого скепсиса. Собственно, из этого новостного сюжета я и узнал о ваших трудах… Азарий Баренбаум: Время принимать правительствам нашей и других стран срочные меры давно пришло. Современная нефтегазовая наука и практика добывающих компаний заточены лишь на то, чтобы извлечь из месторождений углеводороды как можно в большем количестве, быстрее и с наименьшими финансовыми затратами. Цель одна — получение максимальной прибыли. Все другие вопросы, включая экологические проблемы, отодвигаются на задний план. (см. статьи «Методы добычи нефти и газа — нарастающий источник экологических катастроф» и «Об экологических последствиях консервации нефтяных скважин»). Биосферная концепция предлагает другую альтернативу. Однако для этого должна свершиться научная революция. Лишь она одна способна изменить мировую систему хозяйствования, использующую углеводороды в качестве источников энергии. При этом должны измениться технологии освоения месторождений, программы обучения студентов в вузах и многое другое. Представьте, ученые, преподаватели, инженеры — все учились и проработали в рамках органической парадигмы полжизни, а тут им предлагают от неё отказаться и выбросить всё это, как ненужный мусор!