Разноцветное чудо по имени Нефть

— Анатолий Николаевич, в академии наук многие считают, что ваш институт – один из самых богатых, а в вашей приемной уже с утра представители газовых и нефтяных компаний занимают очередь, чтобы выпросить у вас новую технологию. Правда, сегодня таких ходоков я не приметил, но ведь это исключение, не так ли?

— На такой вопрос, тем более заданный с юмором, ответить непросто. Ситуация складывалась по-разному, но я хотел бы выделить один период в жизни нашей науки. Начало 1990-х гг. Жизнь в академии наук трудная, безденежная. И в эти годы руководитель «Газпрома» Рэм Иванович Вяхирев – самородок, личность уникальная – согласился на финансирование программы, которую мы назвали «Фундаментальный базис новых технологий газовой промышленности». В ее реализации приняли участие 28 академических институтов. Так были поддержаны институты, которые могли что-то сделать для газовой промышленности.

 Программа развивалась. К ней подключались и нефтяники, и геологи, и добывающие, и перерабатывающие предприятия. Она и теперь актуальна, т.к. речь идет об инновациях, новых технологиях. Таким образом, в академии наук образовался уникальный центр, в котором работают группы из разных институтов. Нас объединяют не административные конструкции, а идеи, общая заинтересованность в деле, общие исследования, которые приносят вполне ощутимую пользу. Связи с родными институтами у групп не обрываются, а общая направленность на укрепление устойчивости нефтегазового комплекса страны цементирует нас. Так бывает, когда цель выбрана верно и известны пути ее достижения.

— Вы в основном опираетесь на достижения нашей науки?

— Да, это все делается на базе нашей науки. Мы участвуем во всех международных конференциях и конгрессах. Наши доклады ставятся на пленарные заседания. Могу сказать без ложной скромности, что наши технологии, особенно в газовой промышленности, часто революционные. 

— А это знают руководители отраслей? Или предпочитают заимствовать все зарубежное?

— Нельзя сказать, что слом произошел и руководители нефтяной и газовой промышленности полностью обращаются к нашей науке. Но могу утверждать, что и промышленники,и ученые, и чиновники уже достаточно созрели, чтобы опираться на собственные силы. Ситуация в отрасли существенно изменилась. Эпоха гигантских месторождений, которые кормили страну, ушла в прошлое. Конечно, они еще будут функционировать, и мы разработали рекомендации по продлению срока их эксплуатации на несколько десятилетий, но запасов маловязкой, легкой нефти, находящейся в хороших природных резервуарах, осталось немного. Нужно подключать трудноизвлекаемые запасы и нетрадиционные ресурсы, на которые мы до этого не обращали внимания.

— В молодости я интересовался рассказами о нефти. В то время происходило открытие нефтяных богатств Западной Сибири. Ученые спорили о генезисе нефти. Одни доказывали, что на планете были тропические леса, которые превращались в месторождения, другие утверждали, что нефть рождается из минералов. Обе гипотезы достаточно увлекательны. Какова их судьба?

— Итак, одна гипотеза – биогенного происхождении нефти. Другая гипотеза – минерального образования нефти на больших глубинах – абиогенного происхождения. Гипотеза, связанная с живым веществом и осадочными породами, в которых располагаются почти все месторождения нефти и газа, понятна и потому получила широчайшее распространение. Ее называют теорией органического происхождения нефти. В то же время около 400 месторождений, которые по классификации можно отнести к крупным и даже гигантским, размещаются в фундаменте, в коре выветривания древних пород, т.е. не вписываются в органическую теорию. Считать их исключениями из правил нельзя. Самое главное то, что изучение процессов образования нефти открывает возможности выявления новых месторождений. Приведу лишь один пример. Месторождение «Белый тигр» во Вьетнаме находится в толще магматических пород в гранитах, аналогичных тем, из которых построен Мавзолей. Прочные породы на глубине 3,8–4,9 тыс. м превращены в рассыпающуюся субстанцию, в которой содержится нефть. И скважины дают 2–2,5 тыс. т нефти в сутки. Гигантское месторождение с запасами свыше 500 млн т. Это помогло мне прийти к выводу, что нельзя навязывать природе постулаты и слепо им следовать. Фундаментальные исследования подразумевают широкий поиск новых направлений, что помогает лучше понять панораму процессов, идущих в природе. Все это привело меня к идее полигенеза нефти и газа.

— Что это такое?

— Нефть образуется при отмирании мельчайших организмов. Этот вывод подтверждается всем опытом поисковых работ. Однако вторая гипотеза происхождения нефти – минеральный синтез нефти – открывает новые возможности для геологических поисков. Например, мы никогда бы не стали бурить породы, которые не имеют отношения к осадочным, если бы были приверженцами одной гипотезы. Обращусь к истории того же «Белого тигра». Это месторождение открыли советские специалисты. Там работали 24 компании, в том числе транснациональные, и все потерпели неудачу. Владимир Степанович Вовк был руководителем советских специалистов, работавших в те годы во Вьетнаме. Он проводил бурение. Скважина прошла осадочные породы, следы нефти были, но незначительные. Дошли до магматических пород, до фундамента. Казалось бы, идти дальше не следует – по всем западным меркам он должен был остановиться. Но у нас были примеры месторождений в коре выветривания, а потому после консультации с учеными нашего института Вовк продолжил бурение. Буквально через десяток-другой метров он получил фонтан нефти. Так началась жизнь крупнейшего месторождения во Вьетнаме. Так что полигенез дает научные обоснования новым направлениям поиска нефти.

— Что такое нефть, какую роль она играет в жизни планеты?

— Вопрос чрезвычайно простой — и настолько же сложный. Была минеральная жизнь планеты, а потом появилось живое. Этот толчок, как считают некоторые ученые, дала нефть. Она везде разная. Нет ни одного месторождения, которое не отличалось бы от другого. Когда начинаешь работать над тем или иным месторождением, невозможно этим не увлекаться, т.к. появляются новые загадки и неожиданные открытия.

Итак, современные данные показывают, что обе гипотезы о происхождении нефти имеют право на существование. «Белый тигр» – это абиогенная нефть, а сланцевые углеводороды – бесспорный пример биогенных нефти и газа. В мощных сланцевых толщах находятся рассеянные органические остатки, преобразование которых приводит к формированию нефти и газа. Надо создать сеть мелких трещин, каждая из которых подходит к пузырьку газа и капельке нефти и выводит их к скважине. Это трудоемкая и весьма тонкая работа. 

— Обратимся к другой теме. История нефти – это история борьбы за повышение ее добычи. Насколько я помню, даже в Азербайджане, откуда все началось в нашей стране, удавалось добыть менее трети, а остальное недра не отдавали.

— Добыча там началась еще до революции, и сразу же Россия вышла на первое место. Нефтеотдача в среднем по стране, я имею в виду СССР, была 41%. Сейчас ниже. 

— «Тяжелая» нефть у нас? 

— Хочу подчеркнуть, что эпоха «легкой» нефти завершается и нужно искать новые пути развития отрасли. Дело в том, что ученые все время занимались интенсификацией добычи нефти. И одним из достижений науки в СССР стало то, что была разработана технология поддержания пластового давления, что позволяло интенсифицировать добычу нефти. Выглядит это так: нефть извлекается, давление падает, тогда в нагнетательную скважину закачивается вода, которая вытесняет нефть к добывающей скважине. Это технология добычи легкой маловязкой нефти. Доля тяжелой высоковязкой нефти постоянно вырастает. Нужны новые технологии для добычи трудноизвлекаемых запасов и нетрадиционных ресурсов нефти и газа.

— Насколько я понимаю, каждое месторождение требует научного обеспечения, причем такого, которое подходит только ему, т.е. необходим индивидуальный подход?

— Технологии создаются постоянно, и их авторы обычно выезжают на промыслы и следят за тем, как воплощаются их идеи. У нас работает Давид Аронович Каушанский, заслуженный изобретатель СССР. Он создатель ряда уникальных технологий, и он каждый раз выезжает на промыслы, чтобы осуществлять авторский надзор, хотя возраст у него весьма почтенный. Это традиции, и ученые-нефтяники им всегда следуют.

— Осуществлялся один проект по поиску новых технологий, о котором вы наверняка знаете. Я имею в виду ядерные взрывы на нефтяных месторождениях. Атомщики утверждали, что все было хорошо. А нефтяники считают так же?

— Да, в Губкинском институте у нас была закрытая лаборатория под названием «М-01». Результаты работ позволили по-иному рассматривать некоторые процессы, идущие в пластах. Однако масштабного развития эти работы не получили, и вскоре программа использования ядерных взрывов в нефтедобыче была закрыта. Но этот опыт был востребован для создания новых, более эффективных и безопасных технологий.

— Одна из них — «умная скважина»? Что это такое?

— Это модное название, и я не очень люблю этот термин. Дело не в том, что скважина «умная», а в том, что делается все, чтобы повысить ее эффективность. Каждая пробуренная скважина стоит очень недешево, а потому мы стараемся ее автоматизировать. Термин старый, советский, но весьма точный. Такие скважины появились, в частности, на Ямале. Для работы используется даже спутник, через который поступает информация и осуществляется управление. Востребованы все современные достижения науки и техники. Например, при бурении скважины встречаются разные породы, поэтому применяется цементирование. Однако со временем защита стенок разрушается. Создан реагент, который сам находит повреждения, каверны и заполняет их. Есть другие технологии, которые не только поддерживают скважины в хорошем состоянии, но и позволяют повышать добычу газа и нефти. Примеров могу привести множество. В скважине и пластах размещаются датчики, которые дают возможность контролировать процессы, идущие под землей, и прогнозировать их развитие. В этом смысле можно говорить об «умной скважине».

— А что такое нанороботы? Или это опять-таки погоня за модой?

— Это западные технологии. Нанороботы с реагентом закачиваются в продуктивный пласт, и таким образом специалисты получают информацию о его состоянии. Мы используем нанороботы для того, чтобы повысить нефтеоотдачу. Ученые нашего института вместе с коллегами из института нанотехнологий Канады установили, что вязкость нефти, определяется наличием в ней фрактальных агрегатов, внутри которых часто размещаются соединения железа. Воздействия переменных магнитных полей могут разрушить фрактальные агрегаты и тем самым снизить вязкость нефти. Но если фрактальные агрегаты не содержат частичек железа, их можно доставить туда с помощью нанороботов.

-Звучит фантастично. Как и ваши прогнозы по Арктике, не так ли?

— Нужно сказать, что в Арктике открыты гигантские ресурсы нефти и газа. Еще в советское время проводили геологические и геофизические исследования и были получены блестящие результаты. Бурились и скважины. Характерно, что первая же скважина открывала месторождение. Причем на одну скважину приходилось до 800 млн т условного топлива. Таких показателей не было ни в одной стране, а тут суровые условия, Северный Ледовитый океан… В Государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина была создана лаборатория по изучению арктического шельфа. В ней попытались создать автоматические системы – своеобразные роботы для эксплуатации нефтяных месторождений. И тут наступили лихие девяностые… Норвежцы решили всю добычу перенести под воду. Газопровод и нефтепровод расположены на дне, они собирают газ и нефть от скважин и транспортируют их на берег.

— Почему нам не сделать нечто подобное?

— Нам нужна не подводная, а подледная система, а опыта создания таких конструкций нет. Да и геологические условия совсем разные. Так что в любом случае необходимо провести обширные и тщательные исследования. Однако Арктику мы начинаем осваивать и, на мой взгляд, весьма успешно, хотя времена были и есть трудные. Платформа «Приразломная» сыграла важную роль. По сути дела, она спасла Северодвинск – там уникальный центр кораблестроения. В 1993 г., когда заводы по производству атомных подводных лодок стояли, город замерзал, Р.И. Вяхирев – я был тому свидетелем – не только дал заказ на строительство платформы, т.е. обеспечил людей работой, но и отправил два эшелона с мазутом, чтобы котельные на остановились и город не замерз. Безусловно, в Арктике надо работать, но не следует забывать, что там особые условия, а потому прежде чем организовывать широкую добычу нефти и газа, нужны новые технологии, созданные специально для арктических условий.

«Приразломная» — ледостойкая нефтяная платформа, предназначенная для разработки Приразломного месторождения в Печорском море. В настоящий момент МЛСП «Приразломная» — единственная платформа, ведущая добычу нефти
на российском арктическом шельфе.

«Приразломная» — ледостойкая нефтяная платформа, предназначенная для разработки Приразломного месторождения в Печорском море. В настоящий момент МЛСП «Приразломная» — единственная платформа, ведущая добычу нефти
на российском арктическом шельфе.

— Вы с любовью и даже некоторой грустью вспоминаете родной университет нефти и газа имени Губкина. Почему вы оттуда ушли?

— Действительно, родной. Я его окончил в 1961 г., защитил кандидатскую и докторскую диссертации, был проректором по науке. В 1980-е гг. мы начали перестраивать научную работу, которая шла в вузе. Решили объединить всю мелкую тематику, заключили крупные соглашения с министерствами и предприятиями. Однако настоящему ученому всегда мало выполнять только прикладные работы. У него накапливаются определенные экспериментальные результаты, рождаются новые идеи, в том числе фундаментального характера. А это уже локомотив, который тянет за собой решение прикладных задач. У нас было восемь бюджетных лабораторий, каждая из которых занималась крупной проблемой в соответствии с заключенными договорами. Вскоре было решено создать академический институт, способный решать фундаментальные проблемы, связанные с нефтью и газом, а также прикладные задачи. Но связь с вузом не прервалась, напротив, стала прочнее. Объединяет нас нефтегазовая наука, которая пополняется наиболее талантливыми выпускниками. Совместно с университетом мы выполняем многие перспективные научные исследования и создали нефтегазовый кластер.

— Однажды вы сравнили развитие нефтегазового комплекса с космическими исследованиями. Имелось в виду и решение сложнейших научных проблем?

— Могу подтвердить, что нефтяная и газовая промышленность сегодня использует все современные научные достижения. Я уже говорил, что 28 академических институтов сотрудничают с нефтегазовой отраслью, и каждый нашел себе эффективное применение. Взять то же Штокмановское месторождение. Оказалось, для его освоения нужны не только морские исследования, но и, например, новые всепогодные вертолеты. И связь нужна иная: требуются малогабаритные спутники, чтобы могли работать для высоких широт. Совместные геофизические технологии позволяют изучать большие глубины. На глубинах 200–250–300 км нами установлены энергоактивные и флюидонасыщенные зоны, которые в значительной мере определяют геологические и геодинамические процессы, а также нефтегазообразования и нефтегазонакопления в верхних горизонтах земной коры. Большие работы проведены и в сфере экологии. Мы не только смотрели, как отрасль воздействует на окружающую среду, но и определяли, что необходимо делать для обеспечения безопасности наших транспортных систем. Сложных и разнообразных проблем очень много, и решать их без научного обеспечения просто невозможно.

— Такое впечатление, что вы страстно влюблены в вашу «нефтяную науку».

— Конечно. Когда мой внук спросил, куда ему идти, я посоветовал наш университет нефти и газа. А специальность – геология, потому что эта профессия поистине безгранична. Если будешь заниматься строением планеты, то нужно быть палеонтологом, биохимиком, а если заинтересуют физические поля, то не обойтись без геофизики и смежных с ней наук. Геологическое моделирование – это уже и математика. К сожалению, мой сын рано ушел из жизни – ему было всего 35 лет, но он первым начал развивать геологическое и гидродинамическое моделирование. Сегодня его сын Станислав продолжает после окончания университета дело своего отца.

— У вас династия?

— Мы с женой учились в одной группе, на одной кафедре писали дипломы. Наши дети – сын Сергей и дочь Татьяна – тоже писали дипломы на этой кафедре. Внук и внучка тоже поступили в наш университет. Ну а те внуки, которые помладше, еще не определились со своим будущим…

— Уровень нашего благосостояния сегодня зависит от нефти и газа. Мы потому так внимательно следим, сколько стоит баррель нефти?

— И каждый раз говорим о «нефтяной игле». Хочу подчеркнуть, что США сели на «нефтяную иглу» и решили все свои экономические проблемы. Будущее страны напрямую связано с нефтяным и газовым комплексом. Но не в том смысле, о котором сейчас говорят. Дело в том, что в этом комплексе есть все, чтобы обеспечить хорошие стартовые условия для реализации инновационной стратегии развития экономики России.

— Вы говорили о программе «Фундаментальный базис нефтяной и газовой промышленности». В чем ее особенность и почему она так необходима именно сегодня?

— Начало этой программы – середина 1990-х гг. Ученые 28 академических институтов постоянно вели совместные работы, и сейчас пришли к созданию новых инновационных технологий в нефтяной и газовой промышленности.

— И конечный результат?

— Переход от экспертно-сырьевой экономики к ресурсно-инновационной, – то, о чем постоянно говорит наш президент. Мы предлагаем новые технологии, которые позволят улучшить деятельность нефтяных и газовых компаний по всей технологической цепочке – поиск, разведка, добыча, транспорт, переработка, а нефтегазохимия обеспечит переход к технологиям высоких переделов. 

Мы должны воспользоваться нашим конкурентным преимуществом. Нефтегазовый комплекс имеет все необходимое для реализации возложенных на него задач. Он по-прежнему обладает крупнейшей в мире минерально-сырьевой базой, развитой инфраструктурой, квалифицированными кадрами, значительным инновационным потенциалом и, что немаловажно, характеризуется масштабным, быстрым и эффективным возвратом вложенных финансовых ресурсов.

Целенаправленное и результативное внедрение инновационных технологий РАН уже с первого года позволит получить постоянно нарастающий финансовый поток за счет роста нефтегазодобычи и реализации инновационных технологий высоких переделов.

Значительные финансовые ресурсы дадут возможность поддержать развитие инновационных процессов в самых различных, в том числе несырьевых отраслях экономики.

В целом инновационные процессы обеспечат эффективную модернизацию российской промышленности. Они должны определять направленность преобразований в каждом кластере экономики, когда модернизация осуществляется прежде всего на тех предприятиях, которые работают на реализацию инновационных технологий. Масштабное развитие подобных процессов обеспечит реиндустриализацию экономики России.

— Хочу напомнить, что 12 лет назад было принято около 20 государственных программ, ни одна из которых не была выполнена. И только программы по фундаментальным наукам РАН были реализованы полностью. Кто сейчас способен воплотить в жизнь вашу программу?

— Российская академия наук, и только она! Конечно, при сотрудничестве с нефтяными и газовыми компаниями. Мы предлагаем вполне конкретные технологии, которые уже разработаны в институтах академии и в реализации которых заинтересованы нефтяные и газовые компании. Приведу такой пример. Два года назад в Санкт-Петербурге проходил научно-технический совет «Газпрома». Тема: «Что могут дать фундаментальные исследования газовой промышленности». Перед началом заседания председатель правления А.Б. Миллер говорит мне, что, когда буду докладывать об инновационных технологиях, я должен помнить, что у «Газпрома» денег на них нет. Я отвечаю: «Алексей Борисович, все, о чем я буду говорить, принесет вам прибыль. Причем немалую. Из этой прибыли целесообразно 50% отдать “Газпрому” а другие 50% тоже “Газпрому”. Но надо создать фонд инновационного развития, деньги которого вы будете тратить на новые технологии». На доклад мне дали 20 минут. Я говорил два часа и 20 минут. В конце заседания А.Б. Миллер дал указание изучить все предложения Российской академии наук. Через неделю он объявил, что «Газпром» увеличивает финансирование инновационных проектов в четыре раза, т.е. до $1 млрд.

У нас состоялись встречи с представителями всех крупных нефтяных и газовых компаний, и для каждой из них предложены инновационные программы. В большинстве своем они приняты к реализации.

— Понимаю, что есть коммерческая тайна, но хотелось бы приоткрыть хотя бы одну из них.

— Есть реагент, он называется «Темпоскрин-Люкс». Его производство налажено на экспериментальных заводах РАН. Вы закачиваете этот реагент в скважину, реакция начинается через полтора-два месяца. Резко увеличивается выход нефти – до 580% прибыли. Эта технология дает самую дешевую нефть в мире, ее стоимость меньше $1,2 pа баррель.

Технология «Темпоскрин-Люкс» дважды была отмечена золотой медалью: в 2011 г. на 63-й Международной выставке «Идеи – изобретения – новые продукты» (IENA-2011), которая проходила в Нюрнберге (Германия), и на 5-й Международной выставке изобретений на Ближнем Востоке (IIFME-2012) в Эль-Кувейте (Кувейт). Эта технология также была отмечена высшей наградой на Международной выставке инновационных технологий в Канаде в 2014 г.

Другой пример – технология плазменно-импульсного воздействия, которая позволяет добывать нефть в самых сложных условиях. Энергия плазмы преобразуется в ударную волну, которая воздействует на пласт. В зависимости от мощности образуется разрыв пласта или создается облачко из мелких трещин, которое увеличивает зону сбора нефти или газа. Эту технологию мы совместно с компанией Novas преобразуем сейчас для бурения горизонтальных скважин. С такой технологией мы сможем вытеснить США с рынка буровых работ на сланцевые газ и нефть. Там используется гидроразрыв, а вода, соединившись с глинистыми породами, увеличивает их объем иногда в 40 раз. Приходится использовать разные добавки, которые наносят непоправимый вред природе. У нас экологически чистые и более эффективные технологии.

Еще один пример. В Оренбуржье мы открыли месторождение матричной нефти с ресурсами более 2,5 млрд т. Там содержится почти вся таблица Менделеева. Переработка этой нефти даст возможность выйти на рынок с остродефицитной продукцией. Помимо редких и редкоземельных металлов это новое поколение катализаторов: нанотрубки, наносорбенты, новые композитные материалы и т.д. Это финансовые ресурсы, которые так нужны сегодня стране. Что необычайно важно — нефтяные и газовые компании, у которых есть материальная база и людские ресурсы, готовы работать с учеными и внедрять созданные ими технологии. 

Я убежден: именно такой подход даст возможность показать, на что способна Российская академия наук, которая, как доказывает наша история, в самые трудные времена спасала Родину.

ИЗ МАТЕРИАЛОВ ПОРТАЛА «НАУЧНАЯ РОССИЯ»

беседовал Владимир Губарев