Mani kövek

Spectator: Ígéretes volt, és egyelőre az is maradt

Közel másfél évtizedes bizonytalankodást követően 1960-ban kezdődött meg a nyugat-szibériai kőolaj lelőhelyek céltudatos felkutatása. Az ezt megelőző évtizedben mindössze 29 kutatófúrást mélyítettek az óriási kiterjedésű térség területén, azokat is a könnyebben elérhető települések környékén. A kutatások legfőbb akadálya a kevés geológiai ismeret mellett a mocsárvidék miatt szinte megoldhatatlannak látszó logisztikai probléma volt, a munkákat gyakorlatilag csak téli időszakban lehetett végezni. A Volga vidék akkor még bőséges olajtermelése,  az azerbajdzsáni és kazahsztáni kőolaj maradéktalanul kielégítette az ország szükségleteit, ezért nem látszott sürgetőnek új régió nehéznek és költségesnek ígérkező kutatása. (Ebben az időszakban az állami források is csökkentek, mert az ország fegyverkezésre, védelmi kiadásokra költötte  – nyugati becslések szerint – a GDP kb. 7-9 %-át).  A 60-as évek közepén az európai terület lelőhelyeinek termelése elérte a csúcsát, majd csökkenni kezdett.  A viszonylag kevés geológiai információ ellenére megkerülhetetlennek látszott a mocsaras, szélsőséges éghajlatú és gazdaságilag is fejletlen Nyugat-Szibéria kőolaj és földgáz lehetőségeinek vizsgálata. Az itt tervezett olajkutatást ekkor még csak néhány korábbi eredményes fúrás bátorította. A kedvezőtlen természeti környezetben végzett kutatás meglepően gyorsan igazolta, hogy az előzetes várakozásokat jóval meghaladó mennyiségű szénhidrogén lehet az óriási kiterjedésű medence területén. Számos nagy lelőhely felfedezése mellett 1965-ben a geológusok rábukkantak a világ egyik legnagyobb kőolaj előfordulására, a Szamotlor lelőhelyre. Ezekben az években az olaj utáni  kutatás teljesítménye messze meghaladta a felfedezések termelésbe állításának lehetséges ütemét, a nagyobbakat igyekeztek először infrastruktúrához kapcsolni és termelő mezővé fejleszteni. Ekkoriban a nyersanyagok kutatását és kitermelés megvalósítást külön minisztérium irányította. A gyorsabb ütemű kutatásnak köszönhető, hogy a mai Oroszország olajipara még évtizedekig a korábban felfedezett készletekre alapozhatta az iparág működését. A kutatások eredményeként világossá vált, hogy a nyugat-szibériai kőolaj nagyobb mennyiségét a földtörténeti középkorban (kréta időszak) lerakódott homokkő rétege tárolják, a kisebb mennyiségét pedig a  kedvezőtlenebb tároló tulajdonságú jura korú tengeri homokok. A két olajtároló rétegcsoportot egy 10-60 m  méter vastag tömör, fekete, szerves maradványokban gazdag agyagpala választja el, ami 140 – 150 millió évvel ezelőtt ciklikusan rakódott le tengerfenéken. A geológiai elképzelés szerint ez kőzet lehetett az egyik forrása a nagyjából 70 millió évvel ezelőtt képződött kőolajnak. A folyadék állapotú szénhidrogén azután a nyomáskülönbség hatására a környező homokkövekbe vándorolt.  Ezt a réteget már a kutatás kezdeti szakaszában 1959-ben felfedezték az Omszk környéki Bazsenovka nevű településnél mélyített fúrás rétegsorában. A réteg neve a földrajzi helyből származik: Bazsenov réteg.  A területileg mind kiterjedtebb fúrási tevékenység nyomán világossá vált, hogy a jellegzetes réteg nagy területi elterjedésű és kitűnő tájékozódási szakasz a rétegek sorozatában. 1968 nyarán Szalim község mellett kutatófúrást mélyítettek és elérték 2840 m-ben a Bazsenov réteget. A gyanútlan fúrómunkásokat azonban meglepte a kút, ugyanis a palarétegbe érve a fúrás addig még Szibériában soha nem tapasztalt nyomással kitört. Becslés szerint napi 700 m³ nyersolaj  szállt fel a megfékezhetetlenül a mélyből. Ugyancsak váratlan és példátlan volt a felszínre szökött kőolaj magas, 134°C hőmérséklete is. A baj ebben az iparágban sem jár egyedül, a kitört olaj kigyullad és négy nap után sikerült csak eloltani.  Az akkori földtudományi dogma szerint viszont a palából származó kőolaj együtt egyszerűen elképzelhetetlen, megmagyarázhatatlan volt. A fúróbrigádra hanyagság miatt jó eséllyel tehát súlyos börtönbüntetést várt. A tyumenyi pártbizottság első titkára, Borisz Scserbina felügyelte az ügyészségi nyomozást.  (B. Scserbina néhány évvel később miniszterként a nyugat-szibériai olajipari építkezések irányítása került hatáskörébe, politikai pozíciója dacára tényleges tekintélye volt az iparágban. Nemzetközi ismert akkor lett, amikor már miniszterelnök-helyettesként a csernobili katasztrófa következményeinek elhárítását szervezte meg. 1988-ban az örményországi pusztító földrengés után ő irányította Jereván újjáépítését. Két évvel később halt meg – nem megerősített hírek szerint – a Csernobilban szerzett sugárbetegség szövődményeiben.) Az olajipari szakemberek meggyőzték őt, hogy nem hanyagság, hanem természeti oka volt a kitörésnek. A pala az apró pórusaiba zárt szénhidrogén miatt túlnyomásos, ami azt jelenti, hogy az aktuális mélységi helyzetéhez mérten kétszer nagyobb nyomás van a rétegben. Normál nyomással találkozva (pl. amikor fúró megüti vagy más módon atmoszferikus körülmények közé kerül) a kőzet hirtelen lemezekre, pikkelyekre robban szét. Részben ez a tulajdonság, részben pedig az okozta  kitörést, hogy mélyítés közben valószínűleg törésvonalat harántolt a fúrás. Az elszerencsétlenedett fúrás ellenére a szakemberek 1969-ben újabb kutatófúrást mélyítettek az előző környezetében. Ennek eredménye biztató volt, ismételten bizonyította Bazsenov üledékréteg olajföldtani értékét.  Már ellenőrzött körülmények között – bár rövid ideig – napi 300 – 400 tonna felszálló olajat adott a réteg. (Ez a napi hozam tízszeres a felette elhelyezkedő homokkövekből termelt mennyiségnek, viszont hosszú távon egyenletesen termelnek.) A Szalim lelőhelyek környékén végzett kísérletek a továbbiakban már változó eredménnyel és vontatottan haladtak.  1974-ben itt még tovább 72 kutat fúrtak a lelőhelyeken, de ezek közül mindössze 19 kút eredményezett nagyon szerény mennyiségű olajbeáramlást. A Bazsenov formáció tanulmányozása ezután az ellentmondásos és kedvezőtlen eredmények miatt elég gyorsan már csak a geotudományi szakemberek játszótere maradt. (Az elmúlt fél évszázad alatt készített összes szovjet (majd orosz) tudományos fokozat megszerzésére készített geológiai tanulmány 10 %- a Bazsenov réteget elemzi.) A kormányzat és iparág figyelme azonban a 70-es évek elejétől teljes mértékben a nyugat-szibériai hagyományos olajmezők fejlesztése felé fordult, a műszaki erőforrások súlypontja ezekre helyeződött át.  Ma 70 különálló előfordulás ismert Nyugat -Szibériában, ahol kísérleti jelleggel a Bazsenov rétegből termelnek olajat, ennek összes mennyisége évente azonban mindössze 10 millió tonna.

A Bazsenov pala elterjedése máig sem ismert pontosan, geofizikai mérések és fúrások adatai alapján legvalószínűbben 1 millió km² kiterjedésű (másfélszerese Franciaország területének), ám néhány kutató szerint ennek akár duplája is lehet kiterjedése. A vastagsága mindössze 10-60 m (átlagosan 35 m). Nyugat-Szibéria vastag üledéktakaróján belül 1500 – 3800 m mélységben helyezkedik el délről észak felé egyre nagyobb mélységben a jellegzetes réteg.  A viszonylag kis vastagságú és egységesnek látszó kőzet nem egyidejűleg, hanem hosszú idő alatt (∼10 millió év) rakódott le és képződése térben is elhúzódó volt. A földtörténeti jura és a kréta korok határán tengerben leülepedett agyag szemcsék keveredtek az elhalt mikroélőlények anyagával. (A jura időszak vége bolygónkon a tenger parányi egysejtű élőlényeinek egyik virágkora volt, ekkor halmozódott fel azoknak az üledékeknek jelentős része, amiből később kőolaj és földgáz a Föld más nagy medencéiben is képződött.)  Az oxigénmentes, hidrogénszulfid tartalmú (reduktív) mélytengeri környezetben az agyagba zárt szerves anyag a felette lerakódott üledékek  nyomása és az eltemetési mélységgel növekvő hőmérséklet hatására fokozatosan szénhidrogéncseppekké alakult a palakőzet kis átmérőjű pórusaiban. Nagyon kicsi pórusok (mikromilliméterekről van szó) esetén a szerves anyag folyadékká alakulása korlátozott volt. Az elpusztult lényekből származó szerves anyag mennyisége jellemzően alulról felfelé növekszik a Bazsenov rétegekben. A szerves maradványokhoz kapcsolódóan számos elem (vanádium, réz, cink, nikkel, szelén, stb) jelenik meg a palában és ezek koncentrációja egyértelműen az egyenetlenül eloszlott szerves tartalomhoz kötődik, tehát abból származik. Első látásra a Bazsenov pala homogén kőzetnek látszik. Valójában azonban rendszerint 4 -5 vékony, cm-től méteres vastag, az egykor egysejtűek milliónyi parányi héjából álló mészkő réteg tagolja. Ezek a közbezárt rétegek azonban nem követhetők hosszabb távolságra, ezért maga a Bazsenov réteg  vastagsága és összetétele is helyről helyre változik. Részben a változatossága okozza, hogy nehezen lehet termelő fúráshelyeket tervezni benne.

A hatalmas kiterjedésű, ám elterjedési területén csak szórványosan tanulmányozott pala üledékek potenciális kőolaj mennyiségére vonatkozóan érthető módon roppant eltérő becslések láttak napvilágot. A kőzetben helyben feltételezett olaj mennyiségét orosz központi olajipari hatóság és külföldi intézmények 1,2 és 2 trillió hordó között becsülik. A technikailag kitermelhető ebből   -ugyanezen intézmények számítása szerint –  22 – 74 milliárd hordó. Az ebből gazdaságosan kitermelhető olaj mennyiségét a kísérleti kutak roppant eltérő és bizonytalan adatai miatt jelenleg reménytelen megbecsülni. A jelentős geológiai bizonytalanságok és csekély számú adat miatt ezek a olajmennyiségek végül nagyon eltérhetnek a valós mennyiségtől (mint a világ más hasonló területein is). Nem lehet számításon kívül hagyni, hogy a Bazsenovban  feltételezett kőolajnak jó esetben is mindössze 5-7 %-a termelhető ki a kísérleti területeken szerzett tapasztalat szerint. A vékony, több rétegből álló palából kinyert kőolaj viszont kitűnő minőségű könnyű olaj, alacsony viszkozitású és csekély kéntartalmú. Tulajdonságai  lényegesen eltérnek a felette települt hagyományos rétegek kőolajától. A kitermelése azonban nehéz feladat. Tapasztalat szerint a többszáz tonna napi hozamú kutak a kőzet mélybeli repedéseivel lehetnek összefüggésbe hozhatók, ezeket a helyeket azonban egyelőre lehetetlen elegendő megbízhatósággal előre jelezni. A nagy hozamú kúttól nagyon kis távolságon belül mélyített fúrások már csak csekély olajat adnak vagy éppen meddőnek bizonyulnak. (A legjobban tanulmányozott Szalim mezőcsoport területén belül is a meddő kutak aránya 35 %.)  Ráadásul a sikeresnek tekintett olajtermelő kutak nagyon hamar kimerülnek, hozamuk rövid időn belül drámai mértékben lecsökken. Ennek magyarázata, hogy rétegen belül korlátozott méretű a tápterület és a palában levő túlnyomás termeltetés következtében gyors ütemben lecsökken. A Bazsenov réteg olajának kitermelése speciális technológiát igényel, az amerikai palaolaj technológia ebben a formációban eredményesen egyáltalán nem alkalmazható, de az orosz szakemberek sem találtak egyelőre még gazdaságosan és műszakilag eredményesen kivitelezhető eljárást. A nem-hagyományos olaj termelésének módszerét három orosz nagyvállalat, egyikük egy  külföldi olajvállalat bevonásával igyekszik kidolgozni. A kísérleti munkálatok egy évtizede tartanak viszonylag kis ráfordítással „technológiai vizsgálati helyeken”.  A Bazsenov réteg kis vastagsága és kőzet jellemzői miatt vízszintes fúrások technikáját alkalmazzák, mert műszakilag ez teszi lehetővé jelentős hatásfelület elérését.  A kísérleti módszerek változatosak; általában termikus és kémiai módszerek kombinációja, folynak kísérletek a ciklusos hidraulikus rétegrepesztéssel is. A célréteg sajátosságai azonban bizonyos korlátokat jelentenek. A hagyományos rétegrepesztés pl. önmagában kontraproduktív, mert a pala túlnyomásos és a réteglapra merőleges nyomás a vízszintes kútban azt eredményezi, hogy levelekre, vékony lemezekre hullik a kőzet és a remélt repedéshálózat azonnal el is tömődik. A Szurgutnyeftyagaz vállalat mélyben, helyben történő (in-situ) égetéssel is kísérletezik. A GazpromNyefty eredeti és újszerű technikai megoldással tervezi a kitermelés megvalósítását. Szuperkritikus (373°C hőmérsékletű, 220 bar nyomású) vizet préselnek a kőzetbe, ami optimális esetben a szénhidrogént mobilizálja. A módszer azonban roppant érzékeny a fázisegyensúlyokra, mert felszakadhatnak a szerves anyag kötései, oxigén hatására a szerves anyag egyszerűen elég és a végtermék víz és széndioxid lesz. A kísérletek egyelőre gazdaságosan megvalósítható megoldást még nem eredményeztek. A Bazsenov olaj kitermelése jelenleg 95 – 100 dollár hordónként még úgy is, hogy minden adókedvezményt megkapnak a vállalatok. Az oroszországi palaolaj képződmények (több is van Oroszországban, de messze a legnagyobb a Bazsenov pala) ma még gyakorlatilag legfeljebb csak jövőbeli forrásként vehetők számításba. Az ország jelenlegi olajtermelése egyelőre még  nem sürgeti a nem-hagyományos lelőhelyek nagyléptékű termelésbe állítását. Azzal tisztában vannak az orosz olajipari szakemberek, hogy ha szükséges lesz ezeknek a tartalékoknak a fejlesztése az sokkal hosszabb menetelés lesz, mint  hagyományos források esetén volt. 2020. 05. 19.

Iratkozz fel most!

Ha tetszett a cikk, de még olvasnál, ha esténként van időd leülni a gép elé, akkor légy az előfizetőnk a Szalonnázón. Naponta 18 órakor élesedő további 3 cikket ajánlunk, jellemzően szintén olyan magyar és nemzetközi közéletet, lényegében az életünket érintő témákról, amelyeket fontosnak tartunk, de nem férnek bele a Szalonna napi kínálatába. Szeretettel várunk!

Tovább