Михаил Калинко - Тайны образования нефти и горючих газов
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.
Глава II. Тайна состава нефти и природных горючих газов
Тайна состава
Слово "тайна" неоднократно встречается в этой книге, так как многое из того, что касается нефти и природных горючих газов, действительно, окружено тайной. В первую очередь это относится к составу нефти и природных горючих газов, который за 150 лет еще не окончательно изучен. Однако многое из того, что известно, тоже стало понятным не сразу, и потребовались усилия многих поколений исследователей, чтобы приблизиться к познанию состава нефтей и природных углеводородных газов.
История раскрытия этой тайны тесно связана с историей развития химии вообще, а затем и органической химии и тоже полна догадок и заблуждений на пути к истине. Так, до начала XVIII века считалось, что нефть содержит горючее начало, которое связывали с наличием серы.
