книги из ГПНТБ / Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли

ческом и Тихом океанах при глубинах воды до 5981 м. Мак­ симальная проходка при этом ниже уровня дна составила 854 м. Получены достоверные данные о наличии промыш­ ленных скоплений нефти и газа в пределах материкового склона. Так, в Мексиканском заливе в одной из скважин при глубине воды 3572 м отмечались притоки газа и конденсата.

Задачей сегодняшнего дня является освоение ресурсов нефти и газа в пределах шельфов. В пределах материковых склонов работы в ближайшее десятилетие, видимо, будут носить опытно-методический характер.

Ширина шельфа у берегов различных морей и океанов и даже в пределах берега одного моря непостоянна. Вдоль западного берега Южной Америки, обрамленного горными сооружениями Анд, морское дно круто погружается и на большом протяжении берегой линии шельфа нет. В то же время на северо-западном побережье Австралийского мате­ рика шельф имеет ширину почти 300 км при очень неболь­ шой глубине. Широкий шельф имеет Северный Ледовитый океан, омывающий берега Советского Союза. Значительна ширина шельфа в Мексиканском, Сиамском и Бенгальском заливах. Целый ряд внутренних морей представляют собой целиком или почти целиком область шельфа. Таковы, на­ пример, Балтийское, Северное, Желтое моря. Вся северная половина Каспийского моря представляет собой шельф, на большой части площади весьма мелководный.

Мировая площадь шельфа по разным подсчетам колеб­ лется от 27 до 28,7 млн. км2. Это огромная площадь превы­ шает площадь Советского Союза (22,36 млн. км2).

Нашей стране принадлежит 8 млн. км2 шельфа. Причем большая его часть (примерно 75—80%) ограничена изоба­ той 100 м. Критерии оценки перспектив нефтегазоносное™ акваторий вообще и шельфов, в частности, в настоящее вре­ мя только разрабатываются и еще далеки от совершенства. Однако один критерий следует признать важнейшим и опре­ деляющим при оценке перспектив шельфов. В п е р в у ю о ч е р е д ь п е р с п е к т и в н ы д л я п о и с к о в н е фт и и

у с т а н о в л е н н о й п р о м ы ш л е н н о й н е ф т е г а з о п о е ­ но стью. Этот тезис базируется на объективно установлен­ ном многочисленными исследованиями тождестве в геологи­

119

ностью, составляет в пределах нашей страны 2,5 млн. км2. Большая часть этой площади характеризуется сложной ле­ довой обстановкой. Широкое освоение шельфов потребует значительных капиталовложений и окажется наиболее эф­ фективным в том случае, если будут в полной мере учтены закономерности пространственного размещения нефтяных и газовых месторождений на примыкающих к шельфам тер­ риториях, а также исторический и мировой опыт освоения ресурсов нефти и газа в акваториях и успехи, уже достигну­ тые в этом деле в нашей стране.

Важность использования шельфа для добычи нефти и газа в нашей стране подчеркнута XXIV съездом КПСС, ко­ торый поставил задачу «Развернуть поисково-разведочные работы в прибрежных шельфовых зонах морей и океанов с целью выявления перспективных подводных месторождений нефти и газа» («Материалы XXIV съезда КПСС», Полит­ издат, М., 1971, стр. 253).

Первые сведения о добыче нефти со дна морских водо­ емов относятся к середине XVIII в. В 1824 г. в районе Баку начали сооружать на Каспии на расстоянии 20—30 м от берега нефтяные колодцы, изолированные от воды, и произ­ водить тартание нефти из неглубоко залегающих гори­ зонтов. Примерно через полвека японцы близ города Идзумосаки намыли в море искусственный остров, на котором расположили буровые вышки. На калифорнийском берегу в 1906 г. началось бурение первых наклонных скважин, забои которых уходили на расстояние 230 м от берега, а затем перешли к бурению вертикальных и наклонных скважин со специально сооружаемых пирсов. Легендарен бакинский нефтяной промысел «Бухта Ильича», который сооружен в 1925 г. над бухтой, специально засыпанной для бурения экс­ плуатационных скважин. Первая скважина с плавучей бар­ жи пробурена в Мексиканском заливе в 1933 г. Глубина

воды под баржей составляла 3,7 м.

Массовое наступление на недра акваторий в широких масштабах впервые в мире было начато в нашей стране у берегов Апшеронского полуострова в 30-х годах. Здесь на­ чинают проводить геофизические исследования геологиче­ ское картирование морского дна, применяя бурение много­ численных морских крелиусных скважин. В 1935 г. у остро­ ва Артема забуривается первая глубокая скважина, давшая мощный фонтан нефти. Прерванные Великой Отечественной войной работы по освоению нефтяных богатств Каспия были продолжены в послевоенные годы. В 1948 г. вступило в строй первое морское месторождение нефти в нашей стране

120

промыслах до 60-х годов велась только в США (Мексикан­ ский залив и Калифорния), Венесуэле (озеро Маракайбо), Канаде (озеро Эри) и незначительно у берегов Японии. На­ чало 60-х годов ознаменовалось бурным развитием морской нефтедобычи. Во всех странах ежегодно открываются де­ сятки нефтяных и газовых месторождений в шельфовых зо­ нах, часто коренным образом меняющие баланс ресурсов, нефти и газа отдельных стран и целых континентов.

Бесспорно, интересны открытия, сделанные в Северном

углеводородов. Выявленные в разных районах Англии не­ большие нефтяные месторождения в основном в отложениях верхнего карбона давали ежегодную добычу до 1 млн. т.

В 1965 г. было открыто первое газовое месторождение у берегов Англии— Лемен Бэнк, давшее приток газа из отло­ жений нижней перми (ротлигендес). Вслед за ним были от­ крыты Вест Золе, Индефатигейбл, Викент и ряд других. Все названные месторождения однопластовые, приурочены к под­ нятиям, ограниченным нарушениями (блокам). Продуктив­ ные горизонты залегают на глубине 1800—2700 м. Газовые скважины характеризуются высокой продуктивностью. Рабо­ чие дебиты составляют 750 тыс. м3 — 1 млн. м3 газа в сутки. В составе газа 95—96% метана и незначительное содержа­ ние тяжелых углеводородов. Кроме газовых месторождений, приуроченных к отложениям нижней перми, открыты также месторождения, приуроченные к отложениям триаса: Хьюетт, Дотти и др. Месторождение Хьюетт многопластовое, текто­ нически экранированное, размеры 24X5 км. Продуктивны го­ ризонты пестрого песчаника, залегающие на глубинах 900— 1200 м. Мощность верхнего горизонта 30 м, нижнего 107 м. Пористость песчаников 25% при проницаемости 1 дарси. Притоки газа составляют 750 тыс. м3. В составе газа 92,4% метана 5% тяжелых углеводородов, в верхнем горизонте от­ мечается наличие сероводорода.

Открытие первых газовых месторождений в Северном мо­ ре, а также наличие в береговой части Нидерландов круп­ нейшего в Европе газового месторождения Гронинген (Слохтерен) создало впечатление, что акватория Северного моря является чисто газоносной провинцией. Однако на рубеже 60-х и 70-х годов в Норвежском секторе акватории были сделаны первые открытия нефтяных залежей и началась ин­

121

тенсивная разведка нефтяных месторождений, содержащих промышленные запасы нефти. За короткое время разведано около десяти месторождений, в числе которых Экофиск, За­ падный Экофиск, Фортис, Элдфикс, Код. Информация о ге­ ологическом строении и особенно о запасах разведанных месторождений хранится в архивах многочисленных ком­ паний. По наиболее достоверным сведениям запасы только трех первых из названных месторождений нефти оценивают­ ся в 1 млрд. т. Запасы месторождения Фортис оцениваются в 350 млн. т. На базе разведанных запасов планировалось

Бренд, запасы нефти которого якобы превышают суммарные запасы всех выявленных ранее месторождений нефти в ак­ ватории Северного моря.

Нефтяные месторождения Северного моря расположены в осевой части молодого кайнозойского прогиба, наложенно­ го на систему опусканий, образующих Североморскую впа­ дину. На месторождении Экофиск продуктивная часть раз­ реза вскрыта на глубине 3600 м и приурочена к трещинова­

мость от 1 до 12 мдарси. Суточные притоки малосернистой нефти (удельный вес 0,8498) составляют 1,5—1,6 тыс. т. На месторождении Код разведано три продуктивных горизонта, залегающих на глубине до 3900 м и приуроченных к низам третичных отложений.

Более значительные по запасам нефти месторождения, чем в Северном море, выявлены в акватории Персидского за­ лива. По данным исследователей, извлекаемые запасы нефти под дном Персидского залива составляют 12—13 млрд. т. Од­ нако, если разведка в Северном море началась от берегов, где неизвестны крупные скопления нефти и газа (за исключе­ нием месторождения Слохтерен), то разведка Персидского залива представляла собой на первом этапе оконтуривание морских продолжений нефтеносных структур, выявленных на суше. Территории, окружающие Персидский залив, содержат в своих недрах более 60% всех разведанных запасов нефти ка­ питалистических стран. В акватории Персидского залива от­ крыто более 30 нефтяных месторождений. Продуктивные го­ ризонты залегают на глубинах до 3350 м. Проявления нефти и газа отмечаются в широких стратиграфических преде­ лах — от перми до нижнего миоцена. Промышленно нефтенос­ ны горизонты юры, мела и особенно олигоцена (свита Ос-

122

мари). Нефтяные богатства Персидского залива являются причиной ожесточенной борьбы за сферу влияния различных компаний.

Значительные по запасам месторождения нефти открыты в прибрежной части акватории Тихого океана, омывающего зем­ ли Калифорнии, и в районе межгорной впадины Коста, у бе­ регов Атлантики и Индийского океана. Огромные ресурсы не­ фти выявлены в Северном Ледовитом океане, в заливе Кука

уберегов Аляски. Открыты первые нефтяные месторождения

уберегов Австралии в Басовом проливе. Причем интересно, что открытия у берегов Австралии послужили стимулом к развороту разведочных работ на территории материка и уже дали первые положительные результаты. Нефтяные месторож­ дения открываются не только под водами морей и у берегов океанов. Богатейшие залежи нефти открыты в озерах Мара­ кайбо и Эри в Америке.

Каждый год приносит сведения о новых крупных открыти­

ях морских месторождений. Прогнозные оценки запасов ак­ ваторий постоянно корректируются в сторону их увеличения. Еще в 50-х годах американцы оценивали запасы нефти и га­

сов нефти и газа акваторий не проводился. По мнению от­ дельных авторов, они составляют также огромную величину. Ясно, что все эти предположения пока преимущественно умо­ зрительного характера, хотя и имеющие в своей основе уже много практически доказанного. Задача будущего — деталь­ ное изучение запасов шельфов, которые могут стать важ­ нейшим источником нефти и газа.

4. ЗОНЫ УГЛЕНАКОПЛЕНИЯ ЗЕМЛИ

Несмотря на быстрый рост потребления нефти и газа, доля угля в мировом топливно-энергетическом балансе пре­ вышает 30%.

Существенные изменения в структуре потребления угля произошли в связи с острой конкуренцией со стороны нефте­ продуктов и газа. До окончания второй мировой войны круп­ нейшим потребителем угля являлся железнодорожный тран­ спорт, на котором сейчас в связи с внедрением электровозной и тепловозной тяги потребление угля резко сократилось. Так­ же резко сократилось потребление угля морским и речным транспортом, а в ряде стран и в бытовом секторе. Вместе с

123

тем за последние годы возрос удельный вес электростанций в общем потреблении угля, эта тенденция будет наблюдать­ ся и впредь.

Крупным 'потребителем угля остаются коксохимические предприятия, но доля их в общем его потреблении за по­ следние годы почти не изменилась, хотя мировое производ­ ство чугуна заметно увеличилось. Это обусловлено внедре­ нием новых способов выплавки чугуна и стали, строитель­ ством крупных доменных' печей, вызвавшим снижение удель­ ного потребления кокса.

Уголь имеет большое значение как химическое сырье; путем его переработки можно получить более 350 ценных продуктов, используемых в различных отраслях народного хозяйства. Неизменно возрастает использование угля для производства бездымного топлива, а также углеграфитовых материалов, необходимых для металлургии специальных сталей и алюминия, для ядерной и ракетной техники. Раз­ работан способ получения из каменного угля высокоазотис­ тых (до 25%) гуминовых кислот. По сравнению со стои­ мостью угля стоимость продуктов его переработки увели­ чивается примерно в 20 раз.

Одним из главных путей расширения использования угля является дальнейшее развитие производства из него экономи­ ческого синтетического жидкого топлива. Горное бюро США расходует ежегодно более 6 млн. долларов на исследователь­ ские работы по выявлению новых видов применения угля. Значительные средства выделяются на разработку рентабель­ ной технологии и проектирование предприятий, перерабатыва­ ющих уголь для получения бензина, дешевого газа, а также производства кокса, обессеривание полукокса и кокса.

В конце 1968 г. Министерство внутренних дел США сооб­ щило об утверждении проекта рентабельного извлечения неф­ ти из угля; для его реализации предполагалось начать соору­ жение опытного завода, а с 1975 г.—промышленное произ­ водство. Годовая мощность первого промышленного завода составит 4,5 млн. т нефти из 11,5 млн. т угля.

Мировая добыча угля возросла с 1550 млн. т в 1950 г. до 2900 млн. т в 1970 г., но этот рост обусловлен развитием до­ бычи в социалистических странах, где она за эти годы увели­ чилась с 380 млн. до 1600 млн. т (в том числе в СССР с 261 млн. до 624 млн. т). Добыча угля в капиталистических и развивающихся странах, достигшая 1560 млн. т в 1944 г., снизилась до 1180 млн. т в 1950 г. и в последующие годы ко­ лебалась в пределах 1190—1297 млн. т. Систематически сни­ жается добыча угля в Западной Европе и Японии, хотя в этих странах интенсивно осуществляются разнообразные меропри­ ятия для всемерного снижения издержек производства на

124

предприятиях угольной промышленности с тем, чтобы мак­ симально снизить стоимость добычи угля и сделать его кон­ курентоспособным с нефтью и природным газом в ряде от­ раслей промышленности. Для этой цели закрываются старые нерентабельные предприятия, модернизируются и оснащают­ ся высокопроизводительной техникой действующие предприя­ тия, внедряются автоматизация и комплексная механизация на горноподготовительных и очистных работах, погрузках и транспортировке, повышается удельный вес крупных шахт и карьеров'. Достигнутые успехи в повышении производитель­ ности труда рабочих заметно сказались на снижении себе­ стоимости добытого угля, но все же она остается более высо­ кой, чем себестоимость эквивалентного, в переводе на услов­ ное топливо, количества нефти и особенно газа.

Свертывание угольной промышленности в капиталистичес­ ких странах Западной Европы компенсируется ростом добы­ чи угля в США, ЮАР, Австралии и Индии, месторождения угля которых характеризуются более благоприятными горно­ техническими условиями разработки.

В США добыча угля стала возрастать с 1961 г. и за это время увеличилась с 380 млн. до 544 млн. т. Примерно 35% добычи осуществляется открытым способом, а при подземной добыче применяются высокопроизводительные системы со сплошной выемкой, комплексная механизация и автоматиза­ ция. Все это позволило достигнуть исключительно высокой производительности, составляющей в среднем на одного про­ изводственного рабочего 16,9 т за смену.

В ближайшем будущем вряд ли можно ожидать заметного роста добычи и потребления угля в капиталистических и раз­ вивающихся странах. Предполагаемое увеличение добычи в США, Канаде, ЮАР и Австралии, вероятно, только воспол­ нит ожидаемое снижение добычи в странах Западной Европы.

Согласно оценке Федеральной энергетической комиссии США, потребление угля в США, несмотря на конкуренцию со стороны других видов топлива, к 1980 г. достигнет 750 млн. т. При этом примерно 2/3 общего объема добытого угля будет использовано в производстве электроэнергии, где он отличает­ ся высокой конкурентоспособностью, обусловленной его срав­ нительно низкой себестоимостью (4 доллара за 1 т добычи). Осуществляются меры для снижения транспортных расходов. Применяются большегрузные специализированные железно­ дорожные составы (челноковые маршрутные поезда грузо­ подъемностью 6000—11000 т), модернизируется погрузочное оборудование и широко развивается транспортировка угля по трубопроводам. Так, проектируется сооружение трубопровода протяженностью более 400 км для транспортировки угля из

125

по сравнению с 1940 г. она увеличилась почти в 4 раза. Не­ смотря на преимущественное развитие добычи нефти и газа, угольная промышленность СССР остается одной из важней­ ших отраслей народного хозяйства и дальнейшее ее развитие будет осуществляться сравнительно ускоренными темпами. XXIV съезд КПСС поставил задачу «В угольной промышлен­ ности довести добычу угля в 1975 г. до 685—695 млн. т.... Опе­ режающими темпами развивать добычу угля открытым спо­ собом, довести в 1975 г. удельный вес добычи угля этим спосо­

ной прирост добычи будет осуществлен за счет месторожде­ ний восточных районов, особенно Западной Сибири, где пре­ дусматривается сооружение крупнейших карьеров мощностью до 50 млн. т угля в год. Угольные разрезы оснащаются обо­ рудованием непрерывного действия производительностью до 5000 м3 в час, что позволит увеличить производительность труда в 2—3 раза по сравнению с ныне применяемой техникой цикличного действия.

Разведанные запасы угля почти во всех угледобывающих странах позволяют значительно увеличить их добычу, разви­ тие которой лимитируется не состоянием минерально-сырьевой базы, а уровнем потребления, который в известной степени зависит от себестоимости угля и уровня цен.

Уголь — одно из наиболее распространенных полезных ис­ копаемых, угленосные отложения развиты в пределах всех континентов и большинства стран мира. Весьма интересными в практическом отношении представляются верхнепалеозой­ ские угленосные формации (карбона и перми), слагающие огромные площади в Европе, Азии, Северной Америке и ши­ роко развитые в Австралии. Они отличаются большой мощ­ ностью (до 8—9 тыс. м) и угленасыщенностью (до 100 и бо­ лее угольных пластов, из которых до 60—70 разрабатывают­ ся), а также высоким качеством углей, большая часть кото­ рых пригодна для производства кокса.

Крупные ресурсы углей заключены также в мезозойских отложениях, особенно в юрских и меловых, широко распро­ страненных в Азиатской части Советского Союза, в Север­ ном Китае и Северной Америке. По сравнению с палеозойски­ ми, мезозойские месторождения углей менее изучены и ос­ воены промышленностью. Они представлены преимущественно энергетическими разностями. По качеству углей, пригодных для производства кокса, выделяются Южно-Якутский бассейн и ряд бассейнов Северо-Восточного Китая. В кайнозойских

126

отложениях доминируют бурые угли и лигниты и сравнитель­ но редко встречаются каменные угли, часть которых пригодна для производства кокса.

Мировые (достоверные и вероятные) запасы каменных и бурых углей, соответствующие по степени разведанности ба­ лансовым запасам СССР и других социалистических стран категории А+ В+ С1 + С2 , на начало 1971 г. составили 3370 млрд, т (2426 млрд, т условного топлива). Большая часть (81%) этих запасов (в млрд, т) сосредоточена в США— 1415,

СССР — 425, ФРГ — 287, Китае— 180, Великобритании— 170, Индии— 166, Канаде— 126, Австралии — 77 и Южно-Афри­ канской Республике — 76. Следует отметить, что приведенные запасы углей США, вероятно, включают около 1000 млрд, т запасов по неразведанным угленосным площадям и по при­ нятой в социалистических странах классификации относятся к геологическим запасам.

Мировые достоверные запасы углей, соответствующие по степени разведанности запасам СССР и других социалисти­ ческих стран категорий A+ B+ Ci, увеличились с 871,1 млрд, т на начало 1951 г. до' 1169,5 млрд, т на начало 1971 г., запасы социалистических стран за эти годы увеличились с 118,9 млрд, до 455,6 млрд, т, а капиталистических и развивающихся стран уменьшились с 752,2 млрд, до 713,9 млрд, т (рис. 45). Боль-

ггтп 1 ш т 2 У7\з k \\i^

Рис. 45. Сдвиги в мировых достоверных (кат. A+ B+ Ci) запасах и добыче угля за 1950—1970 гг.:

I — социалистические страны; 2 — в том числе СССР; 3 — капиталистические и раз­ вивающиеся страны; 4 — в том числе США

шая часть достоверных запасов угля (в млрд, т) сосредото­ чена в СССР — 272, США — 215, ФРГ— 130, Великобрита­ нии— 127, Китае — 125, Индии — 96, Канаде — 54, Австра­ лии—50 и Южно-Африканской Республике — 25.

В отличие от многих других полезных ископаемых, осо­ бенно нефти и газа, основные ресурсы углей находятся в про­

I27

мышленно развитых странах, а .на долю развивающихся стран приходится лишь 6% общих и 2% достоверных запасов. При­ мерно такой же удельный вес эти страны занимают в миро­ вой добыче (рис. 46).

Рис. 46. Размещение запасов (на начало 1971 г.) и добычи угля (1970 г.) капиталистических и развивающихся стран:

Мировые ресурсы углей позволяют развивать их добычу в практически неограниченных масштабах. Общие запасы углей превысили достигнутый i b 1970 г. уровень мировой добычи с учетом 30% потерь при добыче в 900 раз, а достоверные за­ пасы примерно в 230 раз.

Кроме того, имеются значительные перспективы для рез­ кого увеличения общих и достоверных запасов за счет слабо изученных в ряде стран угленосных отложений. Мировые гео­ логические запасы углей в последние годы не подсчитывались, но, вероятно, они превышают 15 000 млрд. т. В связи с до­ стигнутыми успехами в повышении производительности тру­ да в угольной промышленности и перспективами ее дальней­ шего роста местный уголь в ряде районов становится вполне конкурентоспособным в сравнении с нефтью и газом, особен­ но с дальнепривозными. В частности, за последние годы за­ метно возросло использование углей на тепловых электро­ станциях. Даже при максимально возможном росте добычи угля в капиталистических и развивающихся странах, суммар­ ный объем которой за ближайшие 30 лет вряд ли превысит 80 млрд, т, в недрах этих стран будет использовано (с уче­ том потерь при добыче) не более 4% достоверных и вероят­

на многие годы за пределами текущего столетия.

128