Газогидраты (умершая органика), смешиваясь с осадками на дне морей и океанов, образуют губчатые слои…
Глубинные течения кое-где добираются до этих залежей, размывают их. Они взрываются, и водогазовая смесь бьет вверх! Не эти ли неожиданные удары «морского дьявола» губят корабли, к примеру, в районе Бермудского треугольника!»
— Это тот случай, когда наука не может сказать «да» или «нет». Это тот случай, когда наука говорит «может быть».
Запомните это интервью: оно подтвердится или будет опровергнуто совсем скоро, еще в этом веке.
И тогда станет ясным, что это: или самое невероятное, самое крупномасштабное предсказание, открытие XX века, триумф науки или… миф, самообман.
Такое заявление сделал для нашего журнала кандидат технических наук Рюрик Петрович Повилейко. Автор «Уральского следопыта», сегодня он выступает в качестве нашего корреспондента и берет для нас интервью у Владимира Петровича Царева, другого нашего автора, доктора геолого-минера логических наук, заместителя директора но науке Института проблем и освоения Севера Сибирского отделения Академии наук СССР (Тюмень).
Его заслуга перед наукой состоит в том, что он в содружестве с другими учеными разработал новые представления о процессах образования и накопления углеводородов в земной коре, иначе говоря, обосновал существование нового мощного источника энергии — газогидратных залежей.
На эту тему и беседуют Р. Повилейко и В. Царев.
— Проблема во всех отношениях нова. Так что давайте, Владимир Петрович, поговорим об азбуке понимания и освоения природных газогидратов. Да и вообще, есть ли они в природе? Одни говорят, что это — открытие века, другие, что это — миф XX века. И вообще: газогидраты— вред или польза? Ведь газовая промышленность столкнулась с проблемой образования гидратов в трубопроводах достаточно давно…
— Впервые газовые гидраты в качестве причины, осложняющей эксплуатацию газопроводов, назвал в 1934 году американец И. Г. Гаммершмидт. А в 1948 году советский ученый И. Н. Стрижов, описывая примеры образования гидратов в узлах сбора газа, в призабойной зоне скважин, пришел к теоретическому заключению, что в природе могут существовать газогидратные залежи. Но о практических масштабах своего предположения он не задумывался и размеров их даже не представлял.
В 1971 году Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие советских ученых под № 75 «Свойство природных газов находиться в земной коре в твердом состоянии и образовывать газогидратные залежи». Я хочу назвать этих людей: академик А. А. Трофимук, академик Н. В. Черский, доктор геолого-минералогических наук В. Г. Васильев, доктора технических наук Ф. А. Требин и Ю. Ф. Макогон.
— Они предсказали газогидраты, в сущности, на суше. А мы были в числе коллектива авторов, которые предсказали газогидраты морские. Среди геологов и нефтяников все популярнее становится ваша статья, опубликованная в дальнем 1973 году, ее все чаще вспоминают и цитируют спустя 15 лет. До вас предсказали газогидраты в природе вообще, а вы в своих предсказаниях вышли на гигантские морские залежи газогидратов.
— Да, все так. Нас, оценивших масштабы гидрообразования в Мировом океане в 1973—1975 годах, было трое: академик Андрей Алексеевич Трофимук — главный нефтяник страны, человек, ‘сохранивший нам озеро Байкал, академик Николай Васильевич Черский — крупный ученый, прокладывающий новые пути в науке, и — ваш покорный слуга, тогда совсем молодой ученый из далекого Якутска.
— Но для практического подтверждения, предсказания, а тем более открытия нужно, чтобы были обнаружены реальные месторождения газогидратов в природе. Разве они найдены?
— Да. Американские и советские исследователи во время специальных рейсов «Гломар Челленджер» и других судов действительно обнаружили под дном морей и океанов залежи гидратов, наличие которых было теоретически предсказано советскими учеными. Встал вопрос о возможности практической разработки газогидратных залежей, о технико-экономической оценке таких возможностей в качестве замены быстро истощающихся ресурсов нефти и газа. Достаточно сказать, что освоение этих нетрадиционных видов топливно-энергетического сырья позволит в десятки раз (!) увеличить обеспеченность Советского Союза ресурсами и запасами углеводородов.
— Но по некоторым оценкам даже в сотни раз!
— Это еще требует серьезного подтверждения. Ведь мы предсказывали все на кончике пера, ориентируясь на теоретические модели, без всякого фактического материала. Многие рассматривали нашу гипотезу как забаву.
Весь парадокс в том, что та наша статья 1973 года подтолкнула американцев. Они пошли на поиски газогидратов в природе и нашли их. Потом это вернулось бумерангом к нам: журнал «Наука в СССР» заказывает нам проблемную статью. Нет пророка в своем отечестве — это же дело известное!
И сегодня, как и вчера и завтра, нужно защищать приоритет советской науки. В этом я вижу смысл сегодняшней нашей с вами беседы.
— Так что же это такое — газовые гидраты?
— Это белесые, быстро распадающиеся от тепла кристаллы, структурой похожие на обычный снег. Ну, а если говорить просто, то это твердые соединения, источники углеводородных газов.
— Каковы масштабы распространения в природе газогидратов? Стоит ли о них говорить, как о серьезных источниках углеводородного сырья?
— В природе они образуются и сохраняются там, где живет вечная мерзлота, и прежде всего под мощными покровными ледниками Гренландии и Антарктиды — необычные места для мирового складирования тойлива. И топлива нетрадиционное и места его нахождения непривычны. Примерно треть суши, или, точнее, 27 процентов, и более 90 процентов площади Мирового океана содержат газогидраты. На суше они залегают на глубинах 200—2000 м, а в осадках дна их находят от поверхности до глубин 500—800 м. Газогидратные месторождения в нашей стране распространены на северо-западе европейской части в Сибири и на Дальнем Востоке — на площади 2,4 миллиона квадратных километров.
Зоны гидратообразования в морях, омывающих территорию СССР, распространены на площади 3,0—3,5 миллиона квадратных километров. В этих осадках сохраняются биохимические газы, образующиеся из поступающего из толщи воды органического вещества (растительные и животные остатки), и накапливаются газы, мигрирующие из глубинных зон земной коры и мантии, В сущности, здесь на дне Мирового океана сосредоточена сегодня четверть всего органического углерода оболочек Земли. А это значит, что на суше масштабы накопления этого «нового» газа сопоставимы с обычными газовыми месторождениями, а запасы их в Мировом океане в десятки, сотни и даже в тысячи раз превышают ресурсы всех горючих ископаемых Земли — углей, битумов, нефтей, свободных газов.
Запасы газогидратов гигантские. Но надо понять, как, во-первых, они формируются, во-вторых, как их искать и, в-третьих, как осваивать и эксплуатировать.
— Начнем, с земной тверди. Как проводить поиск газогидратов на суше?
— На суше месторождения газогидратов ищут так же, как обычные залежи нефти и газа. Но есть и свои особые приемы и признаки, выявляющие именно те зоны накопления углеводородов, которые могут считаться глобально значимыми и которые уже сегодня могут стать рентабельными в освоении. Если знать эти признаки (особые структуры, тепловые аномалии) и целенаправленно их использовать, то они позволяют выходить на крупные месторождения, которые уже были обнаружены в Якутии и сейчас уточняются в других районах Сибири, в частности, в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.
— А как искать газогидраты на море?
— При образовании гидратов в морских осадках скорость происхождения упругих волн возрастает в несколько раз. Вот почему в их поиске можно использовать стандартные сейсмо- и геоакустические методы разведки. Можно прямо отбирать пробы осадков герметичными и негерметичными пробоотборниками. Гидраты, насыщающие морские осадки, подняты из скважин в Мексиканском заливе и при глубоководном бурении с американского судна «Гломар Челленджер» в Атлантическом и Тихом океанах. У нас они подняты с осадками в Черном, Каспийском, Охотском и Балтийском морях, со дна озера Байкал.
— Ну, хорошо, предположим, месторождение газогидратов найдено и оценено, Но ведь это сотая, если не тысячная часть проблемы. Главное — освоение залежей…
— А суть освоения залежей проста — разложить гидраты на газ и воду, а затем отобрать образовавшийся газ. Если газогидраты занимают до 30—40 процентов объема пор в пласте, то говорят уже не просто о газогидратных залежах, а о газ-газогидратных залежах. Как только отбирается свободный газ и падает пластовое давление, то нарушается равновесие, гидраты начинают разлагаться, резко охлаждая пласт.
Отбираем новую порцию газа или добавляем тепла — новое нарушение равновесия. Температуру устойчивости гидратов можно довольно сильно снизить, если закачивать специальные реагенты. Расчеты показывают, что если не учитывать теплообмен с окружающими породами, то температура пласта должна при разрушении гидратов снизиться на 20 °С. Однако практически за 20 лет разработки температура снижается лишь на 3—10 °С.
— Неужели все так просто с добычей? Тогда почему же газовая промышленность страны по меньшей мере настороженно относится к проблеме газогидратов? Наверное, все не так просто. Наверное, есть и чисто технологические трудности, связанные со спецификой добычи газа из газогидратов?
— Конечно, все не так просто. Для разрушения газогидратов, выпадающих в призабойной зоне, в скважины закачивают метанол, используют забойные нагреватели. Эти и некоторые другие специфические операции увеличивают стоимость добываемого газа в два раза, а иногда и более.
— Перед тем как завершить беседу, позволю себе задать один не совсем научный вопрос. Недавно мировую прессу обошло новое сообщение о знаменитом Бермудском треугольнике в связи с природными гидратами. Связь гидратов с таинствами Бермудского треугольника — на чем это основано?
— Бермудский треугольник — это тропический участок океана. Очень много здесь органики, которая в конечном счете опускается на океаническое дно. Цикл такой: умершая органика — газы — газогидраты. Сколько? Невероятное количество газогидратов, которые смешиваются с осадком, образуя губчатую среду с плотностью 0,9 г/см3, то есть меньшей, чем плотность воды. А газогидраты в такой среде — штука непоседливая. Они перераспределяются в осадке, размываются глубинными течениями. А если слой газогидратов оказываются у самой кромки дна, то начинает действовать неизбежная выталкивающая сила. Громадные куски-площади отрываются от осадка. Поднимаясь в теплой воде, они начинают быстро, чуть ли не взрывообразно, разлагаться. Напомню, что один объем твердых кристаллов газогидратов дает 100—150 объемов газа. Образуется водогазовая смесь плотностью 0,1 — совершенно воздушной. Все это, конечно, на какое-то, очень короткое время, как справедливо считает американец Мак-Ивер.
— И что дальше? Захватывающая картина!
— А дальше, если в эту среду с плотностью 0,1 попадает лодка, плот или корабль, то они камнем уходят на дно. Да, как камень в океаническую яму, до самого дна. Облако метана мгновенно убивает все живое на борту. Образуются, у поверхности мощные гидродинамические потоки, вихри, воронки. Если невысоко летит вертолет или самолет, то он срывается с небес в воду, как картонная елочная игрушка…
— Сегодня в лабораториях всего мира найдется не больше одного-двух килограммов того, что мы называем нетрадиционно полученными образцами углеводородов. Но они получены не просто опытным путем за лабораторными столами. Их существование предсказано в природе, и они в природе найдены. Предсказаны теоретически советскими учеными, а найдены в природе в значительных количествах американскими исследователями. Парадоксальная ситуация: держим в руках граммы, а говорим об обеспечении человечества чуть ли не на века, по крайней мере на половину следующего тысячелетия. Не самообман ли это?
— Но вспомните ситуацию с супругами Кюри — Пьером и Марией — на пороге нашего века. В сарайчике на окраине Парижа они держали в руках миллиграммы радия. Даже через годы после его открытия во всем мире не набралось бы и десяти граммов смертельно-живительного радия. А ученые уже говорили об эре радиоактивности, об эре освобождения атомной энергии, о бесконечных запасах этой энергии в природе. И это подтвердилось!
Сегодня в науке сложилась аналогичная ситуация. Кризис есть, и кризиса нет. Энергетический кризис есть, если придерживаться традиционных взглядов и ориентироваться на традиционные источники нефти и газа. Но если в воззрениях использовать нетрадиционные источники углеводородов, то нет и не будет энергетического кризиса.
