Нефть образуется глубоко под Землей из ископаемых организмов и растений. Со временем она перемещается по трещинам и порам в горных породах и скапливается в виде огромных резервуаров. Остается только пробурить скважину и качать.
Так образовалось большинство крупных нефтяных провинций мира, включая месторождения Западной Сибири — главной энергетической житницы нашей страны. Считается, что большая часть западносибирской нефти произошла из баженовской свиты — слоя черных сланцев, залегающего на глубине два-три километра.
Баженовская свита занимает всю центральную часть Западно-Сибирской низменности. По разным оценкам, в этом слое толщиной всего двадцать-шестьдесят метров, содержится от 18 до 170 миллиардов тонн нефти. Вопрос в том, как ее оттуда добыть: если из обычных месторождений она вытекает сама, то из черных сланцев ее надо вытягивать разными хитрыми способами.
Впервые баженовскую свиту описал в 1959 году советский геолог Фабиан Гурари, один из первооткрывателей нефтяной провинции в Западной Сибири. Он предположил, что она может служить источником углеводородов, что подтвердилось в 1968 году, когда на Салымском месторождении в пробуренных к баженовскому горизонту скважинах стали получать нефть.
Ученые написали десятки тысяч статей и монографий о баженовской свите, однако главные вопросы, которые помогли бы ее освоению, остаются спорными. К примеру, до сих пор нет надежной методики поиска месторождений. Рядом расположенные скважины могут давать разный результат: одна фонтанирует, другая окажется «сухой».
В баженовской свите нет обычных коллекторов — участков с большим количеством пустот, трещин, проницаемых для нефти. Углеводороды там удерживаются в порах, мелких прослойках или входят в состав горной породы в виде органического вещества (керогена).
Исследовать их в лаборатории в неизменном виде не получается: при поднятии с глубины образец распадается на мелкие чешуйки. Ученые пытаются смоделировать разные типы коллекторов баженовской свиты, но стройной системы, которая бы помогала их поискам, пока не создано. Отсюда и различающиеся на порядок оценки запасов нефти.
Еще одна особенность баженитов (одно из названий этих пород) — аномально высокая температура, достигающая в некоторых скважинах 134 градусов Цельсия, и пластовое давление. Об их природе нет единого мнения, что тоже затрудняет поиск коллекторов.
Как же образовались такие интересные горные породы? Сейчас геологи более или менее могут восстановить историческую картину. Примерно двести миллионов лет назад, в конце юрского периода, согласно геологическому летоисчислению, распадался суперконтинент Пангея.
Участки, где земная кора растягивалась, заполнились водой. Обширные пространства Западной Сибири оказались заняты теплым морем. Осадки накапливались медленно, тысячи и миллионы лет, в основном это были илы из отмерших микроорганизмов, фито- и зоопланктона, наземных растений.
Это было время сильного вулканизма на Земле. Именно с ним связывают аномально высокое содержание урана и редкоземельных элементов в баженовской свите. Климат менялся, вымерли многие виды флоры и фауны. В истории планеты произошла смена геологических периодов.
В такой обстановке в разных частях земного шара образовались черные сланцы. Они есть в США, Канаде, Венесуэле, Алжире, Средней Азии. Но только в Западной Сибири эта порода занимает гигантскую площадь — 1,2 миллиона квадратных километров — и непрерывна на всем ее протяжении.
Технологии добычи из нетрадиционных источников отработаны в ходе сланцевой революции в США в 1990-е. К пласту бурят скважину, отклоняют ее горизонтально, создавая — подачей воды или вязкого раствора на большой скорости — в нескольких местах гидроразрывы. В результате горные породы сильно дробятся и становятся проницаемыми для углеводородов.
Еще один способ заставить породу отдать нефть — закачать в скважину воздух и дать керогену окислиться и даже загореться. Эксперименты показали, что таким образом удается значительно повысить дебет скважин.
Татьяна Пичугина