Глава I. Все больше и больше нефти и газа!

Большое колличество нефти и газа

А начиналось все так. В холодное зимнее утро 3 февраля 1866 года в долине до этого малоизвестной речушки Кудако на Кубани из бурящейся неглубокой (70 м) скважины с шумом ударил фонтан нефти, дебит которого составил за первые сутки всего 36 м³, а за 57 дней около 1000 м³ (в среднем 17,8 м³/сут). В испуге разбежавшиеся рабочие, конечно, не могли думать о том, что они являются участниками исторического события - рождения новой отрасли промышленности - нефтедобывающей, развитие которой будет иметь столь огромное значение для народного хозяйства страны. В Соединенных Штатах Америки официальной датой "рождения" нефтяной промышленном считается 28 августа 1859 года, когда полковником Дрейком была пробурена скважина глубиной всего 21,03 м, давшая с помощью насоса от 1,4 до 4,8 т/сут нефти.

Однако, как всегда, каждое начало имеет свое начало. Указанные выше даты и у нас в стране и в Соединенных Штатах Америки являются в определенной степени условными, так как первые скважины на нефть бурились несколько раньше, а нефть добывалась за много десятков, а то и сотен лет до этого. Так, в России первая нефтяная скважина была пробурена еще в 1848 году вблизи Баку, а в 1855 году - в районе Ухты. В США первая нефть была получена из скважин, бурившихся для добычи рассола: в 1829 году скважина около Баркевилля (Кентукки).

В Китае за 200 лет до н.э. с помощью бамбуковых труб и бронзовой "бабы" проходили скважины глубиной до 1067 м. В Сычуане в 221-263 годах н.э. из соляных скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовали для выпаривания соли.

Почти во всех странах, где нефть или битуминозные порода выходили на дневную поверхность, местные жители использовали их с незапамятных времен. Археологические данные свидетельствуют о том, что если не сама нефть, то продукты ее окисления на поверхности использовались на Ближнем Востоке и на Индостанском полуострове за 3000-3250 лет до н. э., в долине Евфрата у г. Хита (западнее Багдада) они были известны даже более чем за 4000 лет до н. э. Сведения о выходах нефти и твердых битумов и их добыче на Ближнем Востоке, в северо-восточной части Африки (на территории Египта и Эфиопии^*), а также в Албании, на Балканском полуострове, в Италии, в том числе и в Сицилии, имеются в трудах древнегреческих историков, философов и медиков: Геродота (490-425 годы до н.э.), Аристотеля (384-322 годы до н.э.), Диодора (90-21 годы до н.э.), Страбона (64-24 годы до н. э.), а также в трудах римского архитектора Витрувия (вторая половина I века до н.э.), Плиния Старшего (23-79 годы н.э.), греческого врача Диоскорида (род. около 50 года н.э.), Тацита (58-117 годы н.э.) и др.

^*(Вероятно, имеются в виду черные обсидианы.)

При археологических раскопках, производившихся в 1937-1939 годах на Керченском полуострове в местах расположения городов древнего Боспорского царства Мирмекия и Тиритаки, была обнаружена амфора, заполненная нефтью, которая здесь добывалась в конце IV века н. э.

Хотя авторы многих работ указывают на то, что источники нефти на Апшеронском полуострове были известны Плутарху, Аристотелю и Плинию, прямых данных об этом в трудах названных ученых нет. Плутарх отмечает, что Александр Македонский видел "нефтяную реку", но, судя по описанию маршрута, это могло быть и на территории современных Ирака или Ирана. Аристотель также пишет о наличии нефти на территории Персии, в которую в то время входил и Апшеронский полуостров, но эта нефть могла быть встречена и за пределами полуострова. Наконец, Плиний отмечает, что "хорошего качества смолу привозят из Понта", но не исключено, что эта "смола" добывалась в Западной или Восточной Грузии. Правда, в различных легендах арабских историков (например, Искандер-Наме) упоминается, что Александр Македонский достиг Азербайджана и даже разрушил город Баилов, однако эти легенды не подтверждены более достоверными источниками.

Еще до VII века н.э. апшеронская нефть составляла одно из основных богатств Азербайджана и часть ее вывозилась в разные страны, включая Ирак и даже Индию. В летописи "Албания VII века" Моисея Каганкатваци отмечается, что в бассейне Куры добывались нефть и соль. Очевидно, в VII веке вблизи Баку было много храмов огнепоклонников, так как в исторических документах отмечено, что в 624 году византийский император Ираклий (575-641 годы) разрушил эти храмы. В 885-886 годах багдадский калиф Эль-Мутамид "пожаловал доходы" от нефтяных источников жителям города Баку, но через 18 лет он же лишил их этой привилегии. В 915 году Баку посетил арабский историк и путешественник Аль-Масуди, который писал, что только здесь имеются источники "белой" нефти.

В XIII веке в районе Баку побывали венецианский купец Марко Поло (в 1271-1273 годах) и арабские путешественники Мухаммед Булдан Якут (1179-1229 годы, точная дата посещения неизвестна) и Мухаммед Наджи Бекран (в 1230 году). Они описали добычу нефти с помощью колодцев и отметили наличие "белой" нефти, а также храма огнепоклонников^*.

^* (В Индии и в наши дни существует секта огнепоклонников которая, как полагают, пришла из Ирана.)

Афанасий Никитин, проезжавший через Баку в 1467 году, отметил, что "огонь горит неугасимый". Упоминания о добыче нефти в районе Баку имеются в записках многих путешественников, посещавших этот город, начиная с XVI столетия: немца Адама Олеария (Элыплегера) (1637 год), венецианца Джосафо Барбара (1543 год), английского миссионера Джона Картрайта (1600 год), английского фабриканта Джефри Дакетта (1574 год), секретаря шведского посольства в Персии Е. Кемпфера (1684 год), англичанина Джона Чардина (1735 год), сотрудника русского посольства в Персии, впоследствии члена Петербургской академии наук И. Лерхе (1733-1735 годы), одного из директоров Англо-Русской торговой компании И. Ганвея (1741 год), академика Г. Гмелина (1768-1769 годы) и др.

Страбон и Плутарх писали, что в 329 году до н.э. во время похода Александра Македонского (356-323 годы до н.э.) через Среднюю Азию на р. Амударья (Оке) быии обнаружены выходы нефти.

В 1692v году стало известно о выходах нефти на реке Ухте, в 1703 году - на реке Сок, в 1718 году - на реке Терек, в 1738 году - на реке Волге в районе Симбирска, в 1760 году - в Оренбургской области и в районе Эмбы. В 1769 году на реке Белой предпринимались попытки кустарной добычи нефти, которые вскоре были прекращены. Лишь в Средней Азии, в Туркмении, на Челекене и в Фергане в середине XIX века нефть собиралась с поверхности водоемов.

В XIV-XVIII веках существенно расширилась география нефти и других битумов. При этом иногда открытия производились дважды: о ранее обнаруженных выходах битумов забывали и "открывали" их вновь в связи с широким использованием для асфальтирования дорог. Так было, например, с выходами нефти на юге ФРГ, у озера Тегернзее, которые были обнаружены в 1450 году, и вновь "открыты" в 1828 году; выходы нефти вблизи Пешельброна были известны еще в 695-713 годах и вновь описаны Белоном и Агриколой в XVI веке. В XIV-XV веках окисленная нефть добывалась в Северной и Центральной Италии. Наиболее полное описание всех известных к середине XVI века нефтепроявлений и способов добычи нефти и других битумов было сделано не Агриколой, как принято в литературе, а французским исследователем П. Белоном (1517-1564 годы), который с 1542 года до конца жизни посетил все известные места добычи нефти и других битумов в Европе и на Ближнем Востоке. Кстати, он сообщил, что в Северной Италии уже тогда бурились скважины глубиной до 219 м (до соленой воды), а в Германии до 366 м.

В 1608 году были открыты выходы нефти вблизи Деревни Габиен на юго-востоке Франции, в 1500 году - у Ганновера (ФРГ), в 1626 году установлены битумы на территории Швейцарии, в 1749 году - в Швеции и т.д.

В Юго-Восточной Азии выходы нефти были известны еще до прихода европейцев. Так, португальцы и немцы, высадившиеся в 1596 году на островах Ява, Суматра и Борнео, услышали от местных жителей о нефтепроявлениях. Так же обстояло дело и в Новом Свете: индейцы Северной Америки и Мексики издавна с помощью одеял собирали нефть на выходах. После высадки испанцев об этих выходах стало известно в Европе: в 1526 году о нефтепроявлениях на о. Куба, в 1544-1551 годах - на территориях Перу и Боливии (в том числе и в районе озера Титикака), в 1855 году - Эквадора и Тринидада ("смоляное" озеро) и т.д. Таким образом, к XIX столетию стало известно о распространении нефти и других битумов в разных частях света (рис. 1).

Рис. 1. Нефтепроявления и районы добычи нефти, определившиеся к 1906 году: 1 - нефтепроявления и районы кустарной добычи нефти в 1860 г.; 2 - районы месторождений нефти, открытых к 1906 г.

В процессе расширения добычи нефти произошло еще одно событие, важность которого была оценена лишь более чем через 150 лет: в конце XVIII века в районе Баку впервые в мире стали добывать нефть из-под дна моря.

К 1860 году добыча нефти, в основном с помощью колодцев, производилась во многих районах, где были известны нефтепроявления (см. рис. 1). С 1860 года начался переход от колодезной добычи к добыче с помощью буровых скважин и собственно, и началось развитие нефтедобывающей промышленности.

В этот же период была установлена приуроченность нефтяных залежей к антиклинальным складкам (см. главу IV).

Круг нефтедобывающих стран значительно расширился, и к 1906 году добыча нефти производилась на всех континентах и на крупных островах, таких как Ява, Суматра, Новая Зеландия и других, особенно же широко - в пределах США (рис. 2).

Рис. 2. Районы добычи нефти и газа: 1 - в 1906-1932 гг.; 2 - в 1933-1949 гг.; 3 - в 1950-1963 гг.; 4 - в 1964-1979 гг.

Новый этап в расширении географии нефти начался после 1906 года. В России в это время стали добывать нефть на Новогрозненском месторождении (1913 год), в Урало-Эмбенском районе (1911 год), на Северном Сахалине (Охинское месторождение, 1921 год). Интересно, что все новые месторождения в течение данного этапа были открыты в районах, характеризующихся нефтепроявлениями на поверхности. Продолжались открытия в новых областях Европы, Азии, Северной и Южной Америки и Австралии. Из числа важнейших следует отметить месторождения, обнаруженные в Венесуэле (в районе лагуны Маракайбо и бассейне р. Ориноко) и на берегах Суэцкого залива (АРЕ).

Третий этап в открытии новых месторождений нефти начался с 1932 года и продолжался до 1950 года, исключая время Второй мировой войны. В течение этого этапа был сделан ряд открытий, предопределивших развитие нефтяной промышленности в последующие этапы. К их числу следует в первую очередь отнести открытия месторождений нефти в Волго-Уральской, Тимано-Печорской провинциях, первых мелких месторождений газа в Западной Сибири и нефти в Восточной Сибири, нефтяных месторождений в Саудовской Аравии, Кувейте и других странах (см. рис. 2). Весьма важным событием описываемого этапа явилось установление широкой нефтеносности двух крупных акваторий - Каспийского моря и Мексиканского залива. И все же новые месторождения в течение данного этапа были выявлены в основном в регионах, характеризующихся либо нефтепроявлениями на поверхности, либо уже открытыми нефтяными месторождениями.

Принципиально иной характер имели открытия новых месторождений на следующем этапе (1951-1964 годы), в течение которого на основании новых теоретических представлений поисковые работы проводили во многих регионах, характеризующихся отсутствием признаков нефти на дневной поверхности или известных ранее месторождений.

В СССР были открыты месторождения газа и нефти в Днепровско-Донецком регионе, Ставрополье, на севере Краснодарского края, в Средней Азии, мелкие газовые и нефтяные месторождения в Западной Сибири; в зарубежных странах - в Сахаро-Ливийском регионе, на побережье Гвинейского залива, на берегах и в акватории залива Кука на Аляске, на западе Индии (Камбейский регион), во многих регионах Китая (Сунляо, Цайдамском, Таримском, Турфанском и др.) и др.

В последний этап, начавшийся в 1964 году и продолжающийся в настоящее время, были открыты новые нефтегазоносные территории и акватории и установлены истинные масштабы нефтегазоносности областей, открытых в течение предыдущих этапов в СССР: в Белоруссии, в Восточной Сибири и Прибалтике, стали выясняться истинные масштабы нефтегазоносности Западной Сибири, Днепровско-Донецкого региона, Восточного Предкавказья, Средней Азии и Казахстана. Были открыты месторождения газа в Черном и Азовском морях, нефти - в Охотском море и т. д.

За рубежом были открыты месторождения газа и нефти в Северном и Средиземном морях, в прибрежных частях океанов - Атлантического (у берегов Африки и Южной, Центральной и Северной Америки), Индийского (в Персидском и Суэцком заливах, у берегов Индии и Австралии), Тихого (в Яванском, Южно-Китайском и других морях и проливах) и Северного Ледовитого (вблизи берегов и островов Канады). Были обнаружены гигантские месторождения нефти на севере Аляски, на юго-востоке Мексики, гигантские месторождения газа в Иране, Персидском заливе и других регионах мира (см. рис. 2).

Расширение поисков нефти и газа, охватившее не только все континенты и острова, но и океаны, моря, крупные озера, было обусловлено ростом потребности в этих ископаемых. Не будет преувеличением утверждение о существовании прямой и обратной связи между научно-технической революцией и использованием нефти и газа: чем полнее реализуются все потенциальные возможности этих ископаемых, тем интенсивнее развитие НТР, а, с другой стороны, развитие НТР позволяет существенно увеличить количество добываемых нефти и газа.

Интересно рассмотреть, как менялось использование нефти и газа в истории развития человечества. 4-6 тысяч лет назад на Среднем Востоке битум использовался для приготовления раствора при кладке стен и в качестве клея для закрепления кремней и аппликаций, а в бассейне Инда - для покрытия дна искусственных водоемов. Битум применялся в это время и как средство для предохранения деревянных частей зданий (балок, Дверных и оконных переплетов и т.д.) от гниения.

Геродот и Аристотель сообщали об использовании газа для варки пищи, а, судя по археологическим находкам, нефть для освещения использовалась еще в древнем Вавилоне. Нефтяные лампы применялись во времена Римской империи в Сицилии, Египте и других Районах.

За 2000-3500 лет до н. э. битум использовался в качестве цемента в различных скульптурных произведениях - украшениях колонн, статуях и др. С древнейших времен он применялся для предохранения деревянны; судов от воды, для защиты фруктовых деревьев и вино градников от вредителей и т.д.

С доисторических времен и до настоящего времени нефть использовалась в медицинских целях. В 1539 году для нужд медицины из Венесуэлы в Испанию было отправлено несколько тысяч бочек нефти. О применении нефти в медицине писали древнегреческие, древнеримские, средневековые арабские и европейские ученые Некоторые типы нефтей (например нафталанскую) используют в медицине и в настоящее время. Битум при меняли в древнем Египте для мумификации трупов, а в средние века - для получения тепла и света. Уже в тс, время применялись методы перегонки нефти для очистки ее от опасных легких фракций и тяжелых остатков, дающих много копоти. Методы очистки и перегонки неф ти были описаны в трудах Геродота, Аристотеля, Пли ния Старшего и др.

Битумы, в том числе и нефть, применялись в военные целях еще во времена Пелопонесских войн (в 431-404 годах до н. э.). Плиний Старший описал применение нефтепродуктов при атаке Лукуллой города Самосата (Тиграпоцерта), а Филостратус Старший (170-245 годы) - использование нефти индусами для поджог;) стен. С 650 года известно о применении "греческого огня" (смесь нефти, серы и селитры), секрет которого в Европе узнали лишь в 1250 году.

Одной из причин неудач похода князя Игоря на половцев в 1184 году явилось присутствие в войске хана Кончака специалиста, "умеющего стрелять огнем и зажигать грады". В 1253 году Кублай Хан создал специальный корпус (1000 человек) поджигателей нефтью. В арабском руководстве по военному искусству (1300 год) описывались катапульты для горящей нефти

Любопытно, что необычные свойства битумов использовались в черной магии и в древние (например, в Вавилоне за 4-1 тысячу лет до н. э.) и в средние (IX век) века.

С нефтью и другими битумами связано много легенд возникавших в разное время. Так, Плутарх пишет, что обнаружение выхода нефти на берегу Амударьи (древнее название Оке) во время подготовки места для царской палатки Александр Македонский расценил как одно из "величайших предзнаменований", полученных им от божества. Прорицатели же утверждали, что "оно предвещает поход славный, но тяжкий и суровый", и это предзнаменование положило конец колебаниям Александра и определило его решение о походе в Индию.

В начале VI века существовала легенда о том, что нефть, пропитывающая породы в районе озера Тегернзее (ФРГ), является кровью гиганта Тирзуса, который не пускал чужеземцев в долину Рейна. Статуя Тирзуса и в наше время имеется в церкви деревни Вильтен.

Значительно позже, в XIX веке, нефти приписывали вредное влияние. Так, по сообщению Н. И. Воскобойникова и С. Г. Гурьева, в 1832 году Черноморская войсковая канцелярия запрещала в течение лета открывать нефтяные колодцы и копальни и добывать из них нефть, считая, что "испарения оных во время росы иссушают хлебные растения и производят неурожай в окрестных местах".

Первым импульсом к возникновению индустриальных методов добычи битумов в XVIII-XIX веках было установление возможности использования их в качестве мастики ("сейшельская мастика") для покрытия сначала мостов, потом площадей и улиц в городах Париже, Лионе, Петербурге и др. Постепенно расширялась область использования нефти (сначала в целом, а затем ее средних фракций) в качестве источника света: уже в 1815 году ею освещали улицы Праги. Однако резкое увеличение потребления нефти связано с изобретением керосиновой лампы. Оно, в свою очередь, вызвало необходимость разработки методов перегонки нефти - выделения из нее керосиновой фракции. Интересно, что у нас в стране методы перегонки нефти разрабатывались самостоятельно, начиная еще с XVIII века, Ф. С. Прядуновым на Ухте (1745 год), Ю. Надыровым у г. Сергиевска (1754 год) и братьями Василием, Герасимом и Макаром Дубиниными в Моздоке (1823 год). На Западе этот метод был "заимствован" из технологии переработки битуминозных углей.

При получении керосина бензин и мазут рассматривались в качестве отходов. С изобретением форсунки мазут стали использовать в качестве топлива, а бензин сравнительно долго представлял собой вредный и опасный отход производства, от которого необходимо было избавляться. В Грозном, например, специально копали поглотительные колодцы, в которые сливали бензин.

Использование других нефтепродуктов для разных целей тоже внедрялось очень медленно. Так, еще в 1880 году, когда были разработаны методы получения из нефти смазочных масел, считалось, что для смазки трущихся деревянных деталей наиболее эффективным является деготь, а для смазки трущихся металлических деталей сало. Смазочные масла со временем вытеснили растительные и животные жиры, парафиновые свечи оказались более дешевыми, чем восковые, начали применять анилиновые красители и т. д.

Вторым импульсом к резкому увеличению потребления нефти явилось широкое использование двигателей внутреннего сгорания для наземного (в первую очередь автомобильного), водного и воздушного транспорта в течение первых десятилетий XX века.

Вторая мировая война, как известно, была "войной моторов". В ней участвовало 40 миллионов автомобилей и тягачей, 150 тысяч танков, 200 тысяч самолетов.

Третьим импульсом к значительному возрастанию потребления нефти, а затем и газа явилась их очевидная более высокая эффективность по сравнению со всеми существующими источниками энергии. До сих пор жидкое горючее не имеет себе равных как источник энергии для наземного и воздушного видов транспорта. А разве можно заменить природный газ в качестве источника энергии и тепла для крупных городов? В самом деле, сколько бы нужно было иметь котельных, чтобы согреть и снабдить теплой водой такое количество домов, как в Москве, и какое огромное стояло бы над городом облако дыма, особенно под новый 1979 год, когда столбики термометров опускались до - 38,4 °С. если бы все котельные топились каменным углем или даже нефтью? В действительности небо над Москвой было голубым и, в том числе, благодаря тому, что почти все ТЭЦ города отапливались газом.

Природный горючий газ обладает другими особенностями, облегчающими его использование в огромных количествах: его легко транспортировать и можно хранить в больших объемах вблизи пунктов потребления. Так, природный газ транспортируется из Сибири и Средней Азии в центральные районы европейской части СССР, а из Оренбургского месторождения - даже в разные страны Европы, В сжиженном виде газ с помощью специальных судов - метановозов перевозится через моря и океаны.

Вблизи крупных промышленных центров создают подземные хранилища газа, откуда он отбирается во время "пиковых" нагрузок и которые вновь заполняются газом во время снижения его потребления. Таким образом удается как бы исправлять "ошибки" природы и создавать искусственные газовые месторождения там, где это необходимо человеку.

Если в холодное время года и в холодных странах газ и нефтепродукты служат прекрасным источником тепла, создающим нормальные условия для жизни людей, то в тропических странах в теплое время года энергия этих полезных ископаемых используется для производства "холода" не только в стационарных, но и в передвижных установках - автобусах, грузовых и легковых автомашинах. Это во многом облегчает жизнь людей при высоких температурах, позволяет сохранять продукты питания и т. д.

В послевоенное время потребность в нефти и углеводородных газах существенно увеличилась в связи с тем, что они стали сырьем для целой отрасли промышленности - нефтехимической, без которой в настоящее время немыслим технический прогресс. Синтетические каучуки, спирты, строительные материалы, моющие средства, гербициды, инсектициды и многие другие вещества и материалы, применяющиеся во всех отраслях народного хозяйства и в быту, производятся из нефти и природного газа (рис. 3-5).

Производство различных синтетических продуктов позволяет не только получать вещества, не имеющие аналогов в природе (пластмассы и Др.), но и экономить огромные количества пищевых продуктов - зерна и картофеля при производстве синтетического спирта, растительных и животных жиров при производстве синтетических моющих средств и т. д.

Вот почему темпы роста добычи нефти и газа исключительно велики (рис. 6). В 1980 году в мире было добыто 3,06 млрд. т нефти и свыше 1,5 трлн. м3 газа.

Интересна динамика добычи нефти в России. В течение первой половины XIX века, вплоть до 1862 года, в стране ежегодно добывалось от 3200 до 6000 т нефти.

Рис. 3. Нефтепродукты

Рис. 4. Основная продукция нефтехимической промышленности

Рис. 5. Использование природных углеводородных газов в народном хозяйстве

Начиная с 1862 года, в течение 20 лет нефтяная промышленность России испытывала ускоряющийся подъем. Наибольшее количество нефти (11,5 млн. т) было добыто в России в 1901 году, затем оно начало снижаться.

В истории развития советской нефтегазодобывающей промышленности по абсолютной величине добычи нефти и газа и географическому размещению основных добывающих баз четко выделяются следующие главные эта пы: 1917-1928 годы - восстановление кавказских промыслов; 1929-1940 годы - рост добычи нефти в основном за счет открытий на Кавказе; 1941-1945 годы - сокращение добычи нефти в кавказских районах и ее развитие в Волго-Уральской провинции; 1946-1950 годы - послевоенное восстановление промыслов на Кавказе и рост добычи нефти в Волго-Уральской провинции; 1951-1970 годы - интенсивное наращивание добычи нефти за счет открытий в Волго-Уральской провинции, а с 1971 года - этап интенсивного наращивания добычи нефти за счет открытий в Западной Сибири.

Рис. 6. Динамика добычи нефти и газа. Добыча: а - нефти в России - СССР, США и в мире; б - газа в СССР

Всего же из недр нашей страны извлечено 8,7 млрд. т нефти и 3,85 трлн. м³ газа. Количество добытого газа больше, так как извлекавшийся вместе с нефтью попутный газ долгое время не использовался и не учитывался.

До революции в России добывали только попутный газ, добыча которого в 1913 году составляла 17 млн. м³. В 1940 году в Советском Союзе было добыто 3,2 млрд. м³ газа. В 1942 году началась эксплуатация Седьиольского газового месторождения (Коми АССР), а в 1947 году на базе Елшанского месторождения был построен магистральный газопровод Саратов - Москва. Особенно быстро стала развиваться добыча газа в пятидесятые годы, когда были открыты газовые месторождения Шебелинское, Северо-Ставропольское, Газлинское и др. В 1979 году в СССР было добыто 407 млрд. м³ газа.