Одним из наиболее ярких и интригующих выступлений в ходе Открытого форума европейской науки ESOF-2010 в Турине (“Поиск” №28-29, 2010) стала лекция нашего соотечественника Владимира Кучерова, адьюнкт-профессора Королевского технологического университета в Стокгольме (Royal Institute of Technology) и одновременно - профессора РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина и Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова. Речь шла о нефти и ее мировых запасах. Конечны ли ресурсы нефти и газа на нашей планете? Какой должна быть оптимальная стратегия разработки нефтегазовых месторождений? По мнению ученого, ответы на эти и многие другие вопросы невозможно получить без понимания природы и механизмов происхождения углеводородов.
Существуют по крайней мере две альтернативные концепции, объясняющие происхождение нефтегазовых месторождений на нашей планете: биогенная и абиогенная. Первая предполагает осадочно-миграционную модель нефтегазо-образования, согласно которой нефть и природный газ возникли из отмерших остатков живых организмов, которые обитали на нашей планете миллионы лет назад. Однако в рамках этой теории невозможно объяснить существование гигантских месторождений Бразилии, Колумбии, Аргентины, происхождение залежей нефти и газа в метеоритных кратерах. На эти и многие другие вопросы, по мнению ученого, может дать ответ концепция абиогенного (неорганического) происхождения нефти в мантии Земли и ее постоянного подтока в верхние слои земной коры через “миграционные каналы”, впервые высказанная в XIX веке. Выдающуюся роль в становлении этой концепции сыграл Д.И.Менделеев.
Во время лекции Владимир Кучеров ярко и образно представил результаты недавних исследований, подтверждающих обоснованность теории абиогенного глубинного происхождения нефти, а после своего выступления ответил на вопросы нашего корреспондента.
- Как родилась абиогенная теория?
- Еще в 1877 году Дмитрий Менделеев сформулировал гипотезу, в соответствии с которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре в результате взаимодействия воды с карбидами металлов. Согласно этой гипотезе, образовавшиеся в газообразном состоянии углеводороды поступают в верхнюю холодную часть земной коры, где конденсируются и накапливаются в пористых осадочных породах.
В 1960-1970-х годах абиогенная теория активно развивалась в СССР усилиями таких крупных ученых, как Н.Кудрявцев и В.Порфирьев. Один из ее основоположников - мой старший коллега и соавтор Владилен Краюшкин, весной мы опубликовали статью на эту тему в журнале Review of Geophisics.
- Есть ли в мире научные группы, которые работают параллельно с вами?
- Так получилось, что относительно мало ученых поддерживают эту теорию. Главным образом из-за того, что по ряду причин (языковой барьер, отсутствие международных конференций) абиогенная теория не получила широкой известности на Западе. В России тоже потихоньку все заглохло: основоположники умерли, а сторонники теории испытывают огромное противодействие со стороны тех людей, которые верят в биогенное происхождение нефти. Их главным аргументом всегда было отсутствие экспериментальных данных, показывающих, что в высокотемпературных условиях могут рождаться углеводороды. До тех пор, пока мы не подтвердили, что давление - главный фактор, который позволяет синтезироваться углеводородам, никто серьезно эту теорию не воспринимал.
При этом существует множество геологических данных, которые никак не может объяснить биогенная теория. К примеру, геологические запасы нефти одного из крупнейших в мире месторождений Боливар-Прибрежное (Bolivar Coastal) в Венесуэле оцениваются в 32х10¹² куб. м. Исходя из модели органического нефтеобразования для концентрации такого объема нефти размеры нефтегенерирующей площади должны в три раза превышать площадь всей Венесуэлы! Однако реальная площадь нефтематеринских пород гораздо скромнее. Откуда же тогда идет подток нефти? На эти вопросы мы пытаемся ответить.
- Где происходит экспериментальная часть работы?
- Сам эксперимент по направленному синтезу углеводородов в мантийных условиях уже несколько лет проводится группой ученых в Институте физики высоких давлений в Троицке, я являюсь координатором этой работы. В Академии тонкой химической технологии вместе с моими аспирантами мы обрабатываем и анализируем полученные данные. Все это я сейчас пытаюсь объединить в одном проекте под названием “Глубинная нефть”.
- Проект развивается в России, а что происходит в Швеции?
- В Швеции проходит очень интересная часть работы. В метеоритном кратере Сильян Ринг, расположенном в центре страны, в 1990-х годах были пробурены две скважины, которые нам крайне интересны. Дело в том, что в результате падения метеорита там образовались трещины почти до земной мантии. Это своего рода миграционные каналы, по которым могут подниматься глубинные нефть или газ. Американский астроном Томас Голд, мягко говоря, скомпилировал российские идеи. Без каких-либо предварительных исследований он пробурил скважины и нашел признаки нефти и газа, но не обнаружил крупных запасов. Мы тоже изучили образцы нефти и убедились, что там нет нефтематеринских пород, которые могли произвести их. То есть нефть, если она там обнаружится, будет иметь неорганическое происхождение. Надо бурить глубинную скважину и попытаться найти промышленный резервуар. Если это удастся, можно будет считать, что мы сделали революционное открытие.
- Эти работы финансируются правительством Швеции?
- Нет, исключительно частным образом. Участники проекта вкладывают свои личные деньги, в том числе и я.
- Неужели нефтяные гиганты не проявляют интереса?
- Они не хотят подключаться на такой ранней стадии. Пока мы только отбираем пробы. О промышленном месторождении речь еще не идет. Есть оно там или нет, только предстоит узнать.
- Вы говорили в своей лекции о вероятных местах залегания неорганической нефти, называли Колумбию, Мексиканский залив. Как вы определяете эти территории?
- Методом морфоструктурного моделирования, основанным на анализе географической информации, которую отражает структура земной поверхности. Вся земная кора состоит из блоков, которые идут до границ мантии. Эти блоки, в свою очередь, делятся на более мелкие, а те - на еще более мелкие. Границы блоков - это наиболее вероятные места миграционных каналов, по которым может подниматься нефть. Мы разработали метод, позволяющий определить, где же они расположены. В кратере Сильян Ринг есть несколько таких вероятных каналов, причиной образования которых 360 млн лет назад был метеорит. В принципе, нам нужны только географические карты для того, чтобы определять значимые с точки зрения абиогенной теории места.
- В России тоже есть такие?
- Конечно, и немало. Особенно интересна Восточная Сибирь. Мы изучили также арктическую часть России и получили предварительные данные, которые уже сейчас позволяют сказать, где может обнаружиться наиболее вероятное скопление углеводородного сырья.
- Вы так щедро делитесь этой информацией. Не боитесь, что ее используют конкуренты?
- Если я говорю, что мы знаем очень интересные места в Северном море, то не выдаю никакого секрета: эта территория и так под пристальным вниманием заинтересованных сторон. Другое дело, что мы определили наиболее перспективные зоны для залежей углеводородов и в малом масштабе - 2-4 км. Эту информацию мы не раскрываем.
- Нынешние методы добычи нефти позволяют черпать ценное сырье из миграционных каналов, о которых вы говорили? Может быть, абиогенную нефть уже добывают?
- Конечно, это происходит, к примеру, на Ромашкинском месторождении в Татарстане. Оно состоит из целого ряда площадей и, на наш взгляд, “сидит” на глубинном разломе. Месторождение практически исчерпано, но продолжает давать нефть благодаря подтоку из глубины. Если удастся определить, сколько нефти поступает в год по его миграционным каналам, можно будет столько же и отбирать и разрабатывать это месторождение сотни и даже тысячи лет. Правда, потребуются совершенно другие технологии и новая техника.
- То, о чем вы говорите, звучит фантастически. Но такие проекты требуют иных человеческих, научных, денежных ресурсов, чем те, которыми вы располагаете. Десятка человек, которые работают в вашей команде, явно недостаточно.
- Я приведу пример американцев, которые в науке отличаются особым чутьем. В мае 2008 года в США (Вашингтон, геофизическая лаборатория Института Карнеги) состоялось международное совещание, посвященное глобальным процессам, протекающим в глубинных слоях Земли с участием углерода. Это знаковое мероприятие было организовано Фондом Альфреда Слона (Alfred Sloan Foundation) и призвано объединить усилия мирового научного сообщества для координации действий при изучении глубинного кругооборота углерода. Созданный по его итогам глобальный (а по сути - американский) 10-летний проект Deep Carbon Cycle уже получил финансирование в размере нескольких миллионов долларов. Центральной задачей проекта является объяснение происхождения углеводородов. Американцы рассчитывают, что сумеют “подтянуть” в общей сложности до миллиарда долларов на его реализацию. Если аналогичная программа хотя бы на начальном этапе не будет создана в России, то через 10 лет теория абиогенного происхождения углеводородов будет называться американской теорией глубинного происхождения, американцы получат Нобелевскую премию и, может быть, не одну...
Но пока мы впереди на два-три шага, потому что в стране есть специалисты, есть понимание того, что нужно делать. Это одно из немногих направлений науки, развитое в СССР, которое сегодня является передовым и может принести России огромную практическую пользу. Через 10 лет начинать серьезную работу будет поздно.