През последните години вълната от публикации, посветени на борбата с глобалното затопляне, става подобна на вълна от цунами, която обхвана всички видове международни конференции, а след тях и огромното мнозинство от новините и дори аналитичните портали. Само мързеливите не пишат по тази тема - темата е търсена от читатели и зрители „в целия цивилизован свят“. Кавичките са по простата причина, че те старателно се опитват да ни убедят, че глобалното затопляне тревожи всички, от малки до големи, във всички страни, градове и градове. Толкова старателно, че подозрение неволно се промъква - не е ли да повторим пред очите ни история, подобна на тази, която вече се е случила с „вредния фреон, който пробива дупки в целия озонов слой на планетата, от който всички ние ще умрем“.
Борбата срещу глобалното затопляне се стесни до силни искания за декарбонизация на енергийния сектор, всички други проблеми отшумяват на заден план. Няма звяр, по-страшен от въглеродния диоксид и пещите на електроцентралите, които го генерират! Следователно - надолу с всякакъв въглерод, под каквато и да е форма, в противен случай всички ще се удавим, докато се задушим от липсата на чист въздух и ще го направим с невероятна скорост - най-вероятно след следващия дъжд в четвъртък.
От научен подход - обратно към популизма
Въглерод, ако някой изведнъж забрави какво означава този термин на латински - просто въглерод, химичен елемент, обозначен с буквата С. Фактът, че въглеродът е въглища, това е графит и диаманти, това е графен и въглеводородни влакна, сега чуваме доста често, но си струва да припомним, че въглеродът също е в основата на всяка органична материя, тоест е основата на протеиновия живот на третата планета от Слънцето. Ако имаме това предвид, тогава терминът „декарбонизация“престава да бъде симпатичен, но латентната антипатия има по-убедителни причини.
Припомнете си, че предшественикът на Парижкото споразумение за климата от 2015 г. беше Протоколът от Киото, подписан през 1997 г. и този протокол беше научно много по-обоснован. Целта на споразумението от Киото беше да се стабилизира концентрацията на парникови газове на ниво, което да не позволи антропогенно въздействие върху климатичната система на планетата. Парникови парни газове в множеството, не само въглероден диоксид, и списъкът на газовете, които потенциално могат да доведат до глобалния парников ефект, се определят не от политиците, а от учените. Има шест такива газове: въглероден диоксид, метан, азотен оксид, хидрофлуоровъглеводороди, перфлуоровъглеводороди и серен хексаторид. Преувеличеното внимание изключително на въглеродния диоксид няма нищо общо с научния подход към проблема - не можете да извадите един компонент от един набор и да декларирате,че тя е в основата на всички проблеми.
През последните години втечният природен газ, който се произвежда и консумира в все по-голям брой страни, се превърна в най-„модерната“посока в енергийния сектор. Уверени сме, че ВПГ е най-екологично чист, отклонявайки вниманието от факта, че по време на транспортирането и съхранението му изпаряването на метан е технологично неизбежно и метанът е включен в „списъка на Киото“, заедно с въглеродния диоксид. Уверени сме, че въглищата в пещите на електроцентралите и котелните са "адско зло", отклонявайки вниманието от факта, че технологията на нейната преработка, технологията на неговото изгаряне може не само да намали значително вредата за околната среда, но и да реши икономическите проблеми на развиващите се страни, в които проблемът с наличието на електроенергия все още не е решен. Друга „история на ужасите“пред очите ни е маслото и неговите продукти - за да се освободим от вредните вещества, т.е.образувани в резултат на работата на двигателите с вътрешно горене, ни се предлага незабавно да превключим цялата планета на електрически превозни средства. Да не развиваме технологията за почистване на моторното гориво от вредни примеси, да не създаваме нови видове гориво, да не разработваме нови видове филтри, а да вземаме и дори да забраняваме - така ни предлага да разберем думата „прогрес“. Да забранят, да не призная, да се затварят - така изглежда магистралата към един блестящ свят, в който никой не е откраднал детството на Грета Тумберг.да се затвори - така изглежда магистралата към блестящ свят, в който никой не е откраднал детството на Грета Тъмберг.да се затвори - така изглежда магистралата към блестящ свят, в който никой не е откраднал детството на Грета Тъмберг.
Промоционално видео:
Показателно е, че авторите на този вид текстове ги въвеждат, като щракват върху пластмасовите клавиши на клавиатурата, а тази ценна информация се втурва по проводниците, надеждно покрита с подходяща изолация и много читатели получават достъп до нея благодарение на смартфоните в елегантни, но издръжливи пластмасови калъфи. Декарбонизираният свят съществува в непосредствена близост до света на Хари Потър и планетата Нарния, а вие и аз живеем на място, където не можете без въглища и въглеводороди, където използването им беше резултат от развитието на цял куп науки - геология, наука за материалите, неорганична и органична химия и много други. И просто няма истинска причина да се откажат от по-нататъшното си приложение и развитие в името на феновете на фантазията, колкото и изненадващо да звучи.
Пишем "декарбонизация", като имаме предвид, че държим "Отказ от прогрес"
Основното западно зелено движение ни призовава да изоставим съществуващите технологии, без да предлагаме адекватна подмяна, опитвайки се да поставим количката пред коня. Първо - рентабилни технологии и чак след това - опити за масовото им разпространение, в противен случай няма да се получи нищо разумно. Ако искате да разработите изключително „зелени технологии“за производство на електроенергия от възобновяеми енергийни източници - намерете начин за съхранение на тази енергия и рентабилен метод в индустриален мащаб. Но ние упорито се налагаме от необходимостта от масово въвеждане на слънчева и вятърна генерация в режим "тук и сега", веднага, бързо и дори по-бързо. Да вярвам сериозно, че това се прави единствено от любов към природата? Можете, разбира се, но за това трябва да притежавате изключителна степен на наивност.
От 2014 г. пазарът на енергийни ресурси се превръща в пазар за купувачите - след падането на цените не само страните от „златния милиард“могат да ги придобият, но и страните, както се казва, от Третия свят. Потенциално това създава шансове, така че от категорията на развиващите се страни в Африка и Азия, те да могат бързо да преминат към категорията на развитите, догонвайки държавите от колективния Запад. И именно поради тази причина Европа и нейните съюзници налагат на тези страни отказ от въглеводородна и ядрена енергия, като ги призовават да се развиват само за сметка на възобновяемата енергия, от която строителството на ВЕЦ също е „заличено“. Какъв може да е резултатът от споразумение с прословутата „световна общност“?
Слънчевата и вятърната енергия на езика на професионалистите е периодично алтернативно поколение, тъй като нито едното, нито другото могат по принцип да се раздават. Не знаем как да контролираме облачността, силата и посоката на вятъра, нямаме технология за натрупване на електричество в индустриален мащаб. Слънчевите и вятърните електроцентрали, които не разчитат на основата на традиционното поколение, не правят възможно създаването на унифицирани енергийни системи, не позволяват да се осигури надеждна доставка на електроенергия. Последицата от този подход неизбежно ще бъде невъзможността да се развиват енергоемки отрасли, а именно те осигуряват основното развитие на всяка развиваща се икономика. Няма надеждно снабдяване с енергия - няма възможност за развитие на цветна металургия, няма възможност за развитие на химическо производство, т.е.няма възможност за създаване на предприятия с непрекъснат цикъл.
Ако без „умни думи“, тогава ето най-простият пример: туристите няма да отидат в градове, където няма електричество през нощта, водоснабдяването и канализацията не работят. Ако не отидат, това означава, че няма да донесат пари, няма да осигурят продажби за кафенета, ресторанти и притокът на пари в музеите няма да расте. Те няма да отидат там, където няма начин да стигнат до исторически или природни забележителности, различни от конски транспорт или при наличието на добра роза на вятъра и слънчево време. Африка ще развива изключително енергия от възобновяеми източници - тези страни ще продължат да търгуват изключително с минерали, обменяйки получената валута за стоки от първа необходимост и ще продължат да се „развиват“, докато все още има население.
Това, което се представя като неистова борба за екология и любов към природата, е просто нов, неизползван досега начин на нелоялна конкуренция, нищо повече. Следващият, не по-малко логичен извод: това може да се противопостави само на по-нататъшното развитие на технологиите за преработка и използване на традиционните енергийни ресурси и най-широкото им разпространение. Когато доставят енергийни ресурси, руските износители трябва да могат да предлагат услугата като цяло, както прави само Росатом сега. Ако се предлагат въглища, трябва да можете да предлагате ултра-свръхкритична електроцентрала под налягане и котли с кипящ слой и най-новите системи за филтриране на термичен газ и технологии, които позволяват екологично чиста и рентабилна обработка на пепел и шлака.
Понастоящем само 42 държави използват втечнен природен газ - няма достатъчно терминали за регализация, няма тръбопроводи, водещи от бреговата ивица, не всички региони по света имат подземни хранилища за газ, няма електроцентрали и т.н. Въглищата, газът, нефтът са конкурентни стоки на всички пазари и само през последните години Росатом подписа договори за гориво до края на експлоатационния живот на АЕЦ „Рооппур” в Бангладеш, АЕЦ „Беларус”, АЕЦ „Акую” в Турция и Ел-Дабаа в Египет … Срокът на експлоатация на АЕЦ, базиран на реактори VVER-1200, е 60 години, през това време ядрената корпорация има гарантирана продажба на ядреното си гориво, има възможност да планира дейностите и развитието на своите поделения за добив и гориво и да прилага дългосрочни логистични схеми. На фона на Росатом нашите въглищни и газови компании все още са изложени на риск: в момента само ГазпромЕнергохолдинг е започнал да реализира първия си чуждестранен проект за изграждане на електроцентрала в Сърбия, докато местните въглищни компании нямат нищо подобно.
Санкциите на колективния Запад срещу Русия не са за Украйна
Ситуацията с петрола изглежда още по-сложна. Делът му в световния енергиен баланс през 2018 г. беше 32%, но в редица страни има активна работа по заместване на нефтопродукти като моторно гориво с втечнен въглероден газ, сгъстен газ и втечнен природен газ и тази тенденция наистина е способна да изглежда, че може да доведе да се намали значението на петрола като енергиен ресурс. Въпреки това прогнозата, дадена от ОПЕК през 2018 г., звучи различно: според оценките на тази организация, високото търсене от нефтохимическата промишленост и поради растежа на моторизацията в развиващите се страни, световното търсене на петрол до 2040 г. ще нараства с 14,5 милиона барела на ден, до 111, 7 милиона барела. В същото време петролът, добит от страните от ОПЕК за същия период, ще заеме малко по-голям дял - ще нарасне от 34 на 36 процента. За да могат да произвеждат петрол страни,не членки на ОПЕК, включително Русия, успяха да запазят пазарните си дялове, те трябва да се подготвят за по-нататъшно увеличение на дела на трудно възстановими запаси от нефт, средно до 25%. Краткият извод е очевиден - в следващите 20 години Русия ще трябва да се бори за производството на петрол, овладявайки нови производствени технологии.
С други думи, индустрията по обективни причини ще трябва да стане по-интензивна, да овладее иновативни и цифрови технологии. В контекста на едностранни ограничителни мерки от коалицията, ръководена от САЩ (припомнете си, че използването на думата "санкции" е умишлено заместване на понятията, в съответствие с международното право, само Съветът за сигурност на ООН има право да вземе решение за използването на санкции), това означава, че създаването и разработването на технологии за извличане на трудновъзстановими запаси от нефт, технологиите за добиване в морето и в открито море, добивът на нефт в Арктика е все по-на дневен ред. Ако не сме в състояние да решим и двата проблема - поддържаме и дори увеличаваме производството на енергийни ресурси, като същевременно създаваме собствени проекти на електроцентрали от ново технологично ниво,не е възможно да се говори за някакво стабилно развитие на Русия.
Европейският съюз, използвайки разпоредбите на Третия енергиен пакет, полага всички усилия да гарантира, че пазарите на енергийни ресурси остават пазари на купувачи, повишената нестабилност на световните цени на нефт и въглища прави невъзможно планирането на приходите от държавния бюджет на Русия. Тук вече можете да чуете латентния шум на гласове:
Отговорът е аритметично прост: само Роснефт преведе над 4 трилиона рубли данъци в руския бюджет през 2018 г., компанията плати още 112 милиарда рубли на държавата под формата на дивиденти, а средният брой на компанията през 2018 г. беше 308 хиляди души. Ако добавим към тези числа подобни показатели за останалите петролни компании, тогава отговорът на емоционалните думи става ясен - запазването и развитието на петролната индустрия е важно и необходимо за Русия. Строго погледнато, този факт не зависи от това как се е наричала и наричана нашата държавна система - социализъм или капитализъм, а износът на суров петрол започва през 60-те години на миналия век.
Не можеш да живееш без масло, не
Но всички тези разсъждения са доста общи, те ще имат солидна основа, само ако продължим да разширяваме знанията си за най-важното за нашата цивилизация - за енергийните ресурси. „Замяна на импорт“е интересна дума, която звучи красиво, но да се работи с нея без да се разбира смисъла е стилът на астрологията и магията, аналитичното онлайн списание Geoenergetika.ru не може да си позволи това по дефиниция. И отново изпадаме в истински парадокс: в страна, която е призната от целия свят за един от лидерите в газовия и петролния сектор, има минимум знания за тази индустрия сред онези, които не са пряко ангажирани в нея. Успяваме да се наречем културни хора, живеещи с увереността, че електричеството се взима от изхода, а петролът - от подземните резервоари, до които може да се стигне чрез енергично издухване на тръба в земята, т.е.след което гореспоменатото масло ще изтича оттам в продължение на няколко години и ще отиде от само себе си до всяко място, от което се нуждаем.
С разкази за електрическия компонент на електроцентралите, за това какъв вид работа и притеснения струва появата на електричество за крайните потребители, веднъж бяхме безценни от професионалиста от индустрията, инженер с главна буква Дмитрий Таланов, благодарение на който в библиотеката на сайта се появи отделна поредица от статии. И малко преди новата година, 2020 г., имахме истинска празнична изненада - да ви помогнем да се запознаете с нефтената индустрия, скъпи читатели, се съгласи инженерът по петрол Анжелика Смирнова, възпитаничка на основната руска „ковашка на човешки ресурси“в нефтената и газовата индустрия - университета. И. М. Губкина, специалност сондаж на нефт и газ.
Черно златно планета
Всички статии за петрола, които се появяват в медиите, могат да бъдат разделени в два големи класа - някои говорят за петрола от гледна точка на бизнеса, борсовата търговия и геополитиката, други са изпълнени с професионални термини, които авторите дори не се опитват да дешифрират.
„Котировките на WTI намаляват, Brent нараства, иранските танкери са изчезнали в мъглата, Китай се доставя от Саудитска Арабия, американският шистов нефт отива в Европа“или нещо от рода на „В дълбоководната част на палеобазина дебелината на ахимовите находища намалява поради намаляването на слоевете ила“. Няма „златна средна“и затова ще се опитам да го намеря - да разкажа какво всъщност е производството на петрол и да се опитам да науча да не се страхувам от терминологията, използвана в индустрията. И, да - подгответе се предварително за факта, че ще трябва да се разделите с огромна купчина от всякакви митове, които са се развили около петрола. Има толкова много от тези митове, че дори изброяването им ще отнеме няколко страници текст, така че няма да ги записвам една по една, само много „изключителни“. Да започнем с "детските" въпроси,отговорите на които ще бъдат доста „зрели“.
Какво е масло?
Маслото е минерал, запалима течност с мазен цвят, докато няма единна химическа формула за масло, може да бъде коренно различна по състав, качество и дори цвят. 90% от нефта се състои от въглеводороди, а останалите 10% съдържат до хиляда различни химикали, цветът на маслото се влияе от процента на асфалто-смолистите вещества - колкото повече има, толкова по-тъмно е маслото. Има дори бяло масло, в което изобщо няма асфалтени, а съдържанието на катран е минимално - кондензира се с голямо количество бензин. Но този пример е изключение от правилото, за да се получи печеливш нефт от въглеводородите, извлечени от земята, са необходими редица сложни технологични мерки - комбинирани в рафинирането на петрола.
Как се образува маслото?
Въпросът е толкова „детски“, че учените все още не могат да дадат окончателен отговор на него. Цялата световна петролна общност е разделена на два неизказани лагера: привърженици на органичната и неорганичната теория. Същността на спора е проста - маслото произлиза или от органични останки от животни и растения, или в резултат на химични процеси на неорганични вещества. Всеки геолог или петролен човек е избрал една от теориите за себе си и живее в тази парадигма. Вярно е, че все още има каста от неопределени - които не отричат нито една от теориите. Този спор е изключително труден за разрешаване - никой не може да каже със сигурност за процесите, протичащи преди милиони години, и двете теории имат много плюсове и минуси. Като практичен инженер предпочитам органичната теория - тя ви позволява по-точно да определите местоположението на находищата и находищата. Учените по геология могат да продължат споровете и споровете си, а петролът е необходим всеки ден и в прилични количества.
Къде живее маслото?
„Нефтени езера под земята“е най-разпространеният мит, който съм чувал. Казват, че под слоевете скали има определено езеро с масло, до което просто трябва да стигнеш и това е всичко - чешма като в карикатури и всеобщо веселие. Но в действителност всичко е съвсем различно. Слоевете скали лежат като матраците в „Принцесата и граховото зърно“, като един вид скала следва друг. Ето типичен пример за появата на скали:
Това, разбира се, е приказна история, но има места на планетата, където можете да се възхитите с просто око на такива „живи илюстрации“:
По-рано образуваните скали се срутиха или по време на химични реакции на повърхността се утаи седимент или се натрупаха атмосферни продукти - в резултат на всички тези процеси натрупването на твърди частици се утаи и при потапянето им под горните слоеве претърпя значителни трансформации под въздействието на високи температури и налягане. Като част от уводната статия няма да навлизаме в детайлите за формирането на продуктивните слоеве, но си струва да споменем, че по-голямата част от мазните скали са от седиментен произход.
В резултат на това най-често нефтосъдържащият резервоар е съвкупност от отломки, сгъстени под натиска на надлежащите слоеве - това е възможно най-опростено, но е напълно достатъчно за по-нататъшно разбиране. Между споменатите отломки има празно пространство - маслодаите го наричат порно пространство, а самите празнини са просто пори и именно в тези пори може да се съдържа масло. Съотношението на порно пространство към обема на скалата, изразено като процент, характеризира способността на скалата да съдържа нефт и газ и се нарича порьозност, която от своя страна се разделя на обща и ефективна. За всеки по ред. Порите в резервоара могат да съществуват, без да комуникират помежду си по никакъв начин, общата порьозност взема предвид всички пори без изключение. Ефективната порьозност взема предвид само тези порипо протежение на което, хипотетично, може да се случи движението на нефт и газ. Голяма грешка е да се прецени способността на резервоар да пропуска въглеводороди през него по отношение на ефективността на порьозността, тъй като порьозността е само характеристика на резервоара.
Филтрацията се характеризира с напълно различен параметър - пропускливост. Представете си скална проба, например размерът на тухла, с определена стойност на ефективна порьозност, а сега психически я изрязваме и разглеждаме секцията - площта на всички пори в този участък е проницаемостта, тоест зоната на порно пространство, през която потенциално може да се извърши филтрация на маслото и газ при диференциално налягане. Този параметър е друга характеристика на резервоара, но тук всичко е много по-сложно, отколкото с порьозност. Проницаемостта се влияе не само от свойствата на скалата, но и от свойствата на наситените с нефт и газ - например, маслото може да бъде толкова вискозно, че дори при висока пропускливост с незначителни спадове на налягането, то ще „откаже“да се движи по тях. Конвенционалната логика диктува кои скали имат по-висока пропускливост, кои са по-ниски,тук не се изисква геоложка теория. Добре пропускливи скали - пясък, пясъчници, доломити, доломитизирани варовици и т.н. Слабо пропускливи скали - глини, шисти, пясъчници с глинеста циментация и други подобни.
Преодоляхме толкова два нефтени термина, сега можете да въведете третия, който вероятно сте срещнали в несъществени статии за нашата индустрия - резервоара. Тук няма нищо сложно: нефтен и газов резервоар е скала, която има не само достатъчна порьозност, за да съдържа въглеводороди, но и пропускливост за тяхното филтриране.
Но за образуването на нефтено находище не е достатъчен само резервоар, тъй като природата им нефт и газ се придвижват нагоре и за натрупването им на едно място е необходима скала, която ще ги задържи. Тази функция се изпълнява от скала, пропускливостта на която е близка до нула, тя се намира над резервоара и се нарича уплътнение, доста цветен термин. Събирането на резервоара, нефта и газа, които съдържа, и уплътненията се наричат капан за нефт и газ. Трудно ли е да се сравни с нещо познато? По време на сезона на ваканциите можете да си позволите илюстративен и добре познат пример в тесни кръгове: за да получите самогон вкъщи, се нуждаете от контейнер с домашна вара и много плътно поставен капак, в противен случай няма да видите късмет.
След като разбрах какво представлява резервоарът и какви свойства на скалите са от първостепенно значение за нефтеносците, си струва да разгледаме по-подробно под каква форма, в какво състояние се намират нефт, газ и вода в порно пространство на резервоара. В природата нефтът и газът не могат да съществуват отделно един от друг, в порите те винаги са в състояние на вид "компот", който променя свойствата си в зависимост от налягането. Основният индикатор в този случай е налягането на насищане - това е налягането, под което газът започва да отделя от нефт. По същата причина, при условия, когато налягането, под което са разположени въглеводородите, е по-високо от налягането на насищане, газът винаги се разтваря в масло. И отново празничен пример: докато бутилка шампанско е затворена, ние виждаме само течност в нея,откъсвайки жицата - получаваме памук поради налягането на газ и чешма над масата с чинии. Мислено ли сте се разтреперили, представяйки си Оливие, изпълнено с шампанско? Ако само знаехте колко са разстроени петролните работници, когато получат струя петрол от кладенеца!.. Обаче определено ще се върнем към историята на този ужас.
За простота, експертите не казват, че резервоарът съдържа нефт и газ, или само нефт, или само газ - наричаме целия флуид на произведения продукт, включително пластовата вода.
Характеристики на резервоара в реалния живот
Не напразно започнах първата си статия с подробен анализ на характеристики като порьозност и пропускливост. Те не само се изучават някъде в лабораторията, но наистина имат голямо значение при анализа на обекта за разработка и в по-нататъшното производство. В съвкупност порьозността и проницаемостта се наричат порьозност и резервоарни свойства на резервоара - съкратено до свойства на резервоара. В доклади и на конференции този термин постоянно се появява, например, „делът на производството от резервоари с ниски резервоарни свойства през тази година възлиза на толкова процента от общото производство“. Постигайки малко по-напред от себе си, ще изясня, че производителните образувания с критично ниски резервоарни свойства са един от типовете така наречени трудновъзстановими резерви, самите ТРЕ, които напоследък са на устните на всички.
Нека да преминем директно към числата, към какви параметри се използват за оценка на колко високи или ниски свойства на резервоара на нефта. Единицата за измерване на проницаемостта е кръстена на френския инженер Анри Дарси, който през 1856 г. експериментално доказа зависимостта на филтрацията на течности през пореста среда от градиента на налягането. Но нека не задълбаваме в науката за хидравликата, ще се съсредоточим върху това, което е пряко свързано с производството на нефт. Проницаемостта на резервоара, както вече беше споменато, е зоната, през която преминава филтрацията; съвсем логично е да се измери в квадратни метри. Размерите на порите са толкова малки, че приетата стандартна единица 1 Darcy е 0,000,000,000,001 квадратни метра, една хиляда милиарда от квадратен метър. Тук си струва да се отбележи, че резервоар от 1 Дарси е най-добрата мечта за всеки нефтен работник.в живота човек трябва да се справи със стойности средно 40 - 80 mD (milliDarcy, десет до минус три), а проницаемостта на сензационната формация Баженов, според различни оценки, варира в рамките на 0,001 - 0,5 mD.
С порьозността тя все още е по-ясна - тя е просто посочена като процент. В момента пясъчниците със стойност на порьозността 20-30% се считат за добри резервоари, резервоари с по-високи стойности са били видени само от пионерските петролни работници в средата на миналия век.
Запознахме се подробно с най-основните понятия, с които работят нефтяните, като същевременно се разделиха с редица митове и приказки. Може да се окаже, че встъпителната статия изглеждаше малко суха, но няма друг начин да се доближим до историите за случващото се в нефтени находища и находища, отколкото ние, нефтяните, обикновено по нашите петролни находища. Вече завоювахме основата за нови истории, ще продължим да действаме така, както ни учеха - ще се задълбочаваме.
Статията е подготвена в сътрудничество с Борис Марцинкевич.
Автор: АНГЕЛИКА СМИРНОВА