Życie pola naftowego, czyli czerpanie z zasobów nieodnawialnych

Zanim rozpocznie się eksploatacja złoża, najpierw trzeba je oczywiście odkryć i zinwentaryzować zasoby. Obiecujące geologicznie formacje bada się za analizując rozchodzenie się w skorupie ziemskiej sztucznie wytwarzanych fal sejsmicznych. Wykonuje się próbne odwierty, a następnie uruchamia się kolejne szyby wydobywcze. Z początku ropa jest łatwo dostępna i łatwo jest zwiększać wydobycie. Później ropa przestaje sama tryskać spod ziemi - trzeba ją pompować, wyciskać spod ziemi wprowadzając do złoża wodę i gaz - wydobycie stabilizuje się, a następnie maleje.

Rys. Fazy eksploatacji złoża ropy

Czytaj więcej o eksploatacji złoża w The Oil Drum

Zaawansowane techniki wydobywcze pozwalają na bardzo efektywne wyeksploatowanie złoża, pozwalając na wypompowanie nie 20% znajdującej się w złożu ropy, jak to było kilkadziesiąt lat temu, ale nawet ponad 50% (konkretne wartości zależą od rodzaju warstwy roponośnej, układu złoża i innych czynników).
Niezależnie od rodzaju i efektywności zastosowanych metod wydobywczych w miarę jak eksploatujemy złoże, pozostaje w nim coraz mniej ropy. W wydobywanej ropie jest też coraz więcej wody. Kiedy jej ilość staje się zbyt duża (np. 99%), szyb zostaje zamknięty. Stopniowo z eksploatacji wyłączane są kolejne szyby naftowe i części złoża. Typowy czas życia złoża wynosi kilkanaście - kilkadziesiąt lat i zależy w dużym stopniu od intensywności eksploatacji.

Przykładowe (typowe) profile eksploatacji złóż

Złoża intensywnie eksploatowane, szczególnie z wykorzystaniem odwiertów poziomych, umożliwiających szybkie pompowanie ropy, „kończą się” znacznie szybciej. Także spadek wydobycia z takiego złoża charakteryzuje się tempem kilkunastu procent rocznie, w odróżnieniu od kilku procent rocznie dla złóż eksploatowanych metodami „klasycznymi”.

To dość oczywista zależność - mając zbiornik o określonej pojemności (złoże) i czerpiąc z niego ropę w szybszym tempie - szybciej go opróżnimy.

Świat pełen jest starych, opuszczonych terenów naftowych. Kiedyś były tętniącymi życiem miejscami, dawały pracę tysiącom ludzi, zapewniały energię całym krajom. Dziś - pozostały po nich tylko opuszczone, niszczejące pozostałości starych szybów, pomp i opuszczonej, zniszczonej infrastruktury.

Rys. Stary szyb wiertniczy w Teksasie (USA)

Rys. Stare wieże wiertnicze, Morze Kaspijskie

Rys. Opuszczone pole naftowe w Maracaibo

Dla Europy kluczowe znaczenie ma ropa, która jest wydobywana na Morzu Północnym, głównie przez Wielką Brytanię i Norwegię. Ponad 90% wydobywanej w Europie ropy pochodzi właśnie z Morza Północnego.

Rys. Wydobycie ropy ze złóż na Morzu Północnym, źródło: The Oil Drum

Ropa na Morzu Północnym została odkryta w latach ’60 XX wieku, pierwszy szyb naftowy powstał w 1971 roku, a rurociąg w 1975 roku. Kryzysy naftowy z lat 1973 i 1979 i wzrost cen ropy spowodowały szybkie uruchomienie produkcji. Pomimo trudnych warunków pogodowych panujących na Morzu Północnym, udało się bardzo szybko uruchomić masową i efektywną eksploatację złóż. Jednak ceną tej wysokiej efektywności wydobycia było nadzwyczaj szybkie ich wyeksploatowanie.

W styczniu 2008 roku wielka Brytania wydobywała dziennie 1.2 miliona baryłek, w porównaniu z maksimum 2.7 miliona baryłek w 1999 roku. Roczny spadek wydobycia wyniósł odpowiednio: 8% w 2001, 4.6% w 2002, 8.2% w 2003, 10.9% w 2004, 11.6% w 2005, 11% w 2006 i 8% w 2007.

Poniższy wykres pokazuje zużycie i wydobycie ropy w Europie. Kolorem czerwonym pokazane są kraje importujące ropę, zielonym jej eksporterzy - Norwegia i Dania. W obu tych krajach wydobycie ropy spada, Norwegia w 2006 roku wydobywała 2.36 miliona baryłek dziennie, w 2007 wydobycie spadło do 2.21, na 2008 rok szacuje się 2.03 miliona baryłek, z dalszym spadkiem wydobycia w kolejnych latach.

Rys. Zużycie, wydobycie i import ropy w Europie.

Czarna linia pokazuje, że kraje europejskie zużywają dziennie ok. 15 milionów baryłek ropy, o wartości ponad 1.5 miliarda dolarów (przy cenie 100 dolarów za baryłkę - w połowie 2008 roku cena sięgnęła nawet 147 dolarów za baryłkę).
Wydobycie jest pokazane szarym kolorem - praktycznie odpowiada ono wydobyciu na Morzu Północnym. Różnica pomiędzy zużyciem a wydobyciem pokrywana jest oczywiście z importu, główne z Rosji, Bliskiego Wschodu i Algierii (kolor czerwony).

Polska nie ma znaczących zasobów ropy i importuje praktycznie całą zużywaną ropę, w roku 2007 import wyniósł 532000 baryłek dziennie - przy cenie ropy 100 USD/baryłkę oznacza to coroczne spalanie ropy o wartości blisko 20 miliardów dolarów rocznie).

Rys. Zużycie i import ropy w Polsce. Wydobycia praktycznie nie ma.

Na świecie, 54 spośród 65 państw-producentów ropy przekroczyło lub znajduje się właśnie w fazie szczytu wydobycia.

Rys. Kraje, mające za sobą szczyt wydobycia ropy lub, których wydobycie osiągnęło plateau, oznaczone są na czerwono, kraje, w których wydobycie ropy wciąż wzrasta - na zielono. Źródło: davidstrahan.com

Poniższy wykres pokazuje wydobycie w krajach, które mają za sobą szczyt wydobycia, lub których wydobycie znajduje się na plateau (określenie „szczytu wydobycia”, dla którego przez jakiś czas wydobycie nie zmienia się - już nie rośnie, ale i jeszcze zauważalnie nie spada).

Rys. Wydobycie ropy w krajach mających za sobą szczyt wydobycia bądź zbliżających się do niego.

Kraje spoza OPEC w ciągu 2 lat osiągną szczyt wydobycia. IEA, 2008

Czytaj więcej w Times

Dane na temat wydobycia i zużycia ropy, gazu i węgla dla wszystkich znaczących krajów świata można znaleźć w przeglądzie statystycznym British Petroleum (BP) z czerwca 2008 roku.

W 2007 roku 21 krajów wydobywało łącznie 68.9 milionów baryłek, czyli aż 84% z całości wydobycia 81.5 miliona baryłek. W 1997 roku 21 krajów wydobywało łącznie 61.4 miliona baryłek rocznie, czyli 85% z całości 72.1 miliona baryłek. To pokazuje, jak skoncentrowane jest wydobycie ropy i jak niewiele krajów liczy się w światowym wydobyciu.
Kraje zostały pogrupowane wg zmian w wydobyciu.

Tabela. 21 największych producentów ropy pogrupowanych wg wzrostu/spadku wydobycia, na podstawie danych British Petroleum (BP) z czerwca 2008 roku

W 1997 roku żaden z krajów nie cierpiał na szybki spadek wydobycia. Rosło wydobycie w krajach wydobywających 46.1 miliona baryłek dziennie, a spadało jedynie dla krajów wydobywających 15.3 mln b/d. W 2007 roku rosło wydobycie w krajach wydobywających 36.6 miliona baryłek, ale spadało w krajach wydobywających 36.6 mln b/d.
Osiągnęliśmy już punkt, w którym połowa wydobycia ropy 21 największych jej producentów, wydobywających łącznie 84% ropy, pochodzi z krajów, w których wydobycie spada.

Zobacz graficzną, opartą o dane BP, wizualizację dla krajów i regionów świata na Mazama Science.

Narzuca się pytanie - skoro kolejne kraje, jeden po drugim, wyczerpują swoje zasoby ropy, to jak długo kraje posiadające jeszcze rezerwy ropy i mogące zwiększyć ich wydobycie, będą w stanie zaspokoić rosnący światowy popyt na ropę? Jakie jeszcze są dostępne zasoby? Co z odkrywaniem nowych złóż? Co z zasobami ciężkiej ropy?

Wiemy już jak wygląda cykl życia pola naftowego. Wiemy też, że Oil Peak jest nieunikniony. Pojawia się pytanie kiedy zabraknie ropy?