Загадочные воронки. Теперь на Гыдане и Таймыре

Чтобы учесть все риски природных кратеров для газодобычи, исследования будут идти даже в космосе.

Опасны ли незнакомые геологические явления для освоения углеводородных кладовых?

Обнаружение новых кратеров заставило ученых, работающих в области нефтегазодобычи и геологии, активно искать ответ на этот вопрос.

Уже в ближайшие месяцы они намерены провести целый комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в непосредственной близости от обнаруженных на Ямале провалов.

– Природный феномен несет определенные риски обустройству ямальских месторождений. И мы понимаем, что это надо учитывать при дальнейшем освоении, – рассказал «КС» Алексей Осокин, член рабочей группы по исследованию воронок, заместитель директора инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Надым», основная производственная деятельность которого ведется в зоне расположения многолетнемерзлых грунтов. – Но не надо делать из него предвестника катастрофы. Во-первых, при освоении Арктики уже используются учитывающие климат технологии, а во-вторых, сейчас мы планируем новые шаги, что позволят определить горно-геологические условия, в которых подобные образования могут формироваться.

Осенью газодобытчики нашли возможность организовать экспедицию на кратер. Совместно с представителями Института нефти, газа, геологии и геофизики Сибирского отделения РАН десант работал на воронке пять дней.

ЗАВОДНЕНИЕ НЕ ПОМЕШАЕТ УЧЁНЫМ

Что же касается перечня работ наступившего года, то в него, скорее всего, войдет бурение исследовательских скважин рядом с провалами. Они позволят получить образцы грунтов, которые можно будет сравнить с теми, что взяли из прославившихся воронок.

Интересуют исследователей газовые вкрапления в верхней части ямальской тверди. Еще один пласт работы – геофизические исследования и изучение спутниковых снимков, которые позволили бы понять физическую модель процесса, который, как оказалось, зафиксирован не только на Ямале, но и на соседних полуостровах – Гыдан и Таймыр.

– Современная наука имеет в своем распоряжении достаточно широкий арсенал изыскательских методов, – констатирует Алексей Борисович. – Поэтому, даже если полость кратера наполнится водой (к зиме ее уровень поднялся выше половины), мы сможем продолжить ее полноценное изучение.

ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ «ЗАМОРОЗКА»

Одной из причин появления воронок ученые считают потепление климата и прогревание многолетнемерзлых грунтов. Поэтому при обустройстве БНГКМ, к примеру, предусмотрен целый комплекс мер для сохранения типичного для заполярных грунтов температурного режима.

– Основания фундаментов промысловых объектов БНГКМ выполнены с использованием принудительного охлаждения, – говорит Алексей Осокин. – Мы используем единичные и отдельно стоящие термостабилизаторы, комплексные трубчатые системы с укрупненными блоками теплообменников, а также теплоизоляционные краны. Кроме того, в условиях низкой несущей способности мерзлых грунтов широко используются винтовые сваи. Всё это для того, чтобы избежать снижения несущей способности фундаментов и развития их деформаций.

В дополнение к перечисленному для термостабилизации устьевых зон добывающих скважин также используется охлаждающая трубчатая система, что исключает оттаивание многолетнемерзлых грунтов в приустьевой зоне и формирование термокарстовых провалов, деформации крепи скважин и фундаментов трубопроводных обвязок.

МЕРЗЛОТА С «КАРМАНОМ»

Однако вернемся от производственных технологий к условиям, в которых они реализуются. Оказывается, толща арктической мерзлоты, в принципе, является газонасыщенной (вот такой у нас богатый край!).

– Когда при освоении бурились мерзлотные параметрические скважины глубиной от 150 до 450 метров, – вспоминает Алексей Осокин, – то на многих кустовых площадках мы фиксировали локальные природные коллекторы, наполненные газом.

Их дебит составлял порой до 10–12 тысяч кубометров и имел начальное пластовое давление до 14 килограммов, что вполне сопоставимо с данными добывающей скважины месторождения. Но через несколько дней или недель такой мерзлотный «карман» сдувался полностью.

Как считает ученый, в таких ловушках может скапливаться газ, который из продуктивных горизонтов поднимается по разломным нарушениям земной коры к поверхности. Если он не находит выход, то скапливается. Если же преграда, отделяющая его от выхода наружу, непрочная, газ вырывается на свободу.

– Вполне возможно, что наши появившиеся кратеры – выходы подобных залежей и связаны с потеплением климата и снижением механических свойств многолетнемерзлых пород, – констатирует Алексей Борисович.

Кстати, уже упомянутые изыскательские и параметрические скважины, которыми испещрена территория Бованенковского НГКМ, тоже могут сослужить добрую службу безопасности производства. По мнению ученых, они успешно дренируют внутримерзлотные и подмерзлотные газовые «карманы», что чисто статистически снижает вероятность рождения воронок.

АКЦЕНТЫ

Газ для Европы в безопасности?

Возможно, «договориться» с воронками промышленникам удастся,  не подстраиваясь под климатические условия, а управляя ими.

Бованенковское НГКМ, рядом с объектами которого и обнаружены воронки, напомним, находится на балансе ООО «Газпром добыча Надым». Сегодня два введенных в эксплуатацию газовых промысла БНГКМ дают стране ни много ни мало 90 миллиардов кубометров газа в год, а через четыре года уровень добычи увеличится до 115 миллиардов. Эти колоссальные объемы почти в два раза перекрывают годовые потребности Европы в «голубом топливе». Что уж говорить об особом режиме безопасности для уникального месторождения!

– Бованенковское НГКМ, – говорит Алексей Борисович, – как и весь Ямал, отличается беспрецедентными по сложности мерзлотно-геологическими условиями. На освоенных территориях севера Западной Сибири ничего подобного нет.

Здесь повсеместно распространены высокольдистые, засоленные многолетнемерзлые грунты, которые, во-первых, имеют очень высокую чувствительность к изменению теплообмена, во-вторых, низкую несущую способность, а в-третьих, характеризуются интенсивным распространением опасных экзогенных процессов.

Поэтому строительство здесь велось на основе детальных и внимательных проработок всех технологий, в течение многих лет накопленных на Севере. Именно на Бованенково газовики начали реализацию принципиально новой концепции: здесь инженерные сооружения не адаптируются, как раньше, к мерзлотно-геологическим условиям, а локально управляют ими.

Елена ПЕККА

ksnad@yandex.ru

Фото предоставлено Российским центром освоения Арктики