Земля на прослушке

В начале декабря в Санкт-Петербурге прошел научно-популярный фестиваль Science Bar Hopping, организованный Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) и изданием «Бумага» совместно с компанией «Газпром нефть». На один вечер известные бары города превратились в лектории: сразу 40 ученых выступили с часовыми стендапами о своих исследованиях и последних открытиях. Редакция N + 1 посмотрела некоторые выступления и рассказывает о том, что об эволюции планеты могут сообщить ее недра и как коралловые рифы помогают добывать нефть, а также о том, как геологи «прослушивают» нефтеносные пласты.

Мария Кунцевич, эксперт по геологии Ближнего Востока

Правда ли, что нефть — это остатки динозавров?

Как любая органика, динозавры в процессе отмирания выделяют углерод и водород. Соединения этих элементов действительно могут формировать нефть. Однако даже если мы соберем и преобразуем всех динозавров, живших в течение миллионов лет, то все равно не создадим такое количество нефти, сколько реально существует на планете.

Нефть образовалась в результате распада большого количества разнообразной органики, в первую очередь — доисторического планктона. На дне доисторических водоемов умершие во времена юрского и мелового периодов примитивные организмы со временем покрыл слой глинистого сланца, а химические реакции в этих пластах привели к образованию нефти. Поэтому геологи в ходе исследований моделируют русла древних рек: по ним можно предположить, где найдут нефтеносные породы.

Что скрывают в себе морские рифы?

Практические все современные рифы сформированы коралловыми полипами. Эти морские беспозвоночные извлекают из воды необходимые компоненты благодаря пористой структуре и растут за счет карбоната кальция. Миллионы лет назад все происходило точно так же. Со временем древние рифы погрузились на глубину — от 3 до 5 километров. Выходившие к поверхности нефтяные компоненты, сформировавшиеся в ходе длительного отмирания органики в течение сотен миллионов лет, оказались заключены в их пустотных скелетах.

В порах доисторических рифов, которые изучают геологи, сейчас накопились большие запасы нефти. К примеру, в меловом периоде на Ближнем Востоке был океан, росли кораллы — теперь там одно из самых больших накоплений органики. До 80 процентов нефтяных запасов Саудовской Аравии — это бывшие рифы.

Оксана Мельникова, геолог-модельер

Что такое геологические породы-коллекторы?

На сегодняшний день крупнейший источник органики на Земле — это океаны, где обитает, умирает, хорошо сохраняется и накапливается планктон. Геологи внимательно изучают регионы, где раньше были океаны, внутриконтинентальные моря или озера. Важно также наличие пород-коллекторов, которые могли вобрать в себя нефть (к ним относятся, к примеру, пористые по структуре песчаник и известняк).

Как углеводороды извлекается из горных пород?

Месторождения находятся на глубине нескольких километров. Это значит, что на пласт сверху оказывается очень серьезное давление. Вскрытие пласта можно сравнить с открытием предварительно взболтанной бутылки с газировкой. Разница давлений выталкивает нефть из продуктивного пласта в ствол скважины, после чего она уходит на поверхность.

Александр Буторин, геофизик

Какие методы геологи используют для изучения горных пород?

Самый простой способ — это исследовать геологические породы, вышедшие на поверхность. Геологи изучают образцы горных пород, анализируют их минеральный состав и содержащиеся в них растительные или биогенные остатки, чтобы понять, как породы эволюционировали сквозь геологическое время.

Если нас интересует порода, залегающая под землей, геологи бурят скважины, и с глубины для изучения добывается образец (керн). Кроме того, в скважину можно опустить самые разные измерительные приборы. Например, с помощью счетчика Гейгера мы получим график естественной радиоактивности пород. Радиоактивные элементы хорошо абсорбируются органикой и глинистыми минералами. Это означает, что в местах, где отмечается повышенная естественная радиоактивность, будет выше глинистость и ниже содержание органики.

Однако бурение скважин становится дорогим предприятием, когда мы хотим исследовать не одно, а множество мест. Никто сегодня не бурит скважины через каждые 100 метров. На помощь приходит геофизика — наука, изучающая физические поля нашей планеты: естественные или индуцированные, то есть созданные человеком.

Сейсморазведочные машины разными способами «простукивают» землю или устраивают управляемую взрывную волну. Геологи смотрят на проводимость волн вдоль и вглубь месторождения. У глины отдача одна, у песчаника — другая, у газа — третья. Изучая скорость отражения вибрации на разной глубине, можно составить детальную картину всех пластов в разрезе. Процесс напоминает УЗИ, в котором ультразвуковые волны отражаются от поверхности внутренних органов, а информация преобразуется компьютером в изображение на экране.

Можно ли разглядеть скелеты древних животных на картах пластов Земли?

Здесь мы сталкиваемся с разрешающей способностью сейсмики. Динозавра мы на картах не увидим, разве что его скелет окажется больше 150 метров или по своим акустическим свойствам будет отличаться от окружающих его пород. Это в теории, на практике — наверное, нет.