CC BY
206
ТРАГЕДИЯ КУМЖИ И УКРОЩЕНИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ КАТАСТРОФ
Академик Н. П. Юшкин
Последний год первого десятилетия нового века оказался потрясенным беспрецедентной техногенной катастрофой — колоссальным прорывом нефти из глубоководной скважины компании «British Petroleum» в Мексиканский залив. Журналисты уже окрестили ее самой большой катастрофой столетия. Нефть с глубины в полтора километра поднимается на поверхность воды, растекается по ней сплошным пятном, выплескивается на побережье.
Катастрофа в Мексиканском заливе далеко не первая в практике глубоководной нефтедобычи. До нее с 1975 г. случилось около 60 крупных аварий на морских нефтепромыслах мира. К сожалению, несчастья не всегда учат и ошибки повторяются.
А в Мексиканском заливе случилось следующее. 20 апреля 2010 г. на морской платформе компании Deepwater Horizon в 210 км к ЮВ от Нового Орлеана, эксплуатировавшейся «British Petroleum», вслед за выбросом раскаленного газа и мощным взрывом сдетонировавшего дизтоплива вспыхнул пожар, и платформа через 36 часов затонула, увлекши за со-
бой 11 человек. Полуторакилометровая толща воды скрывает устье скважины, а ее глубина до нефтяного пласта 5596 м. На дне залива ледяной покров газогидратов, на забое скважины нагретая до 240 °С нефть, сжатая давлением в 600 атмосфер. Возможно, причина в том, что горячая нефть попала в затрубное пространство и соединившись с газогидратами образовала огромный пузырь метана, который и взорвался. Превенторы — противовыбросовые устройства на дне моря у устья скважины — не сработали скорее всего потому, что агрессивная нефть размягчила легированную сталь.
Оценки объемов выбрасываемой в Мексиканский залив нефти очень противоречивы и разнятся чуть ли не в десяток раз. По последним экспертным данным выброс составляет 100 тыс. баррелей или 13.4 тыс. т в сутки. Он уже в несколько раз превысил объем в 100 тыс. т, занесенный в Книгу рекордов Гиннесса, потрясшей мир усинской экологической катастрофы в Тимано-Печорской провинции, связанной с прорывом в 1994 г. нефтепровода Возей—Головные сооруже-
Гибель нефтедобычной платформы в Мексиканском заливе. Фото Reuters / US Coast Guard
ния. И он продолжается, на ликвидацию прорыва потребуется еще несколько месяцев.
Катастрофа в Мексиканском заливе, как и любая трагедия, вызывает глубокое сострадание, и хотя ее оценка экологами, промышленниками, политиками, учеными разная, все мы ждем скорейшего завершения и благополучной ликвидации последствий.
Сейчас много упреков и даже обвинений шлется в адрес добытчиков нефти, но я бы воздержался винить их во всем. На пути в неизведанное степень риска очень велика, не всегда удается избежать трагедий. Так гибли в своих походах первооткрыватели новых земель и морей, геологи в трудных маршрутах, космонавты, но печальный опыт первопроходцев прокладывал пути тем, кто шел за ними. Английские нефтяники вышли с бурением на предельные глубины нефтеносного морского дна, и хотя в технологическом отношении нефтедобыча соответствовала требованиям необходимой безопасности, стечение целого ряда факторов нарушило устойчивость технических систем.
Разлив нефти планируется остановить устройством защитного саркофага над устьем скважины, бурением новых скважин до пересечения с аварийной на верхней границе нефтеносного пласта и консервацией основной скважины. На это потребуются многие месяцы.
Быстро и эффективно можно было бы заглушить фонтанирующую скважину атомным взрывом, но этот технически реальный, по мнению специалистов «Гидроспецгеологии» и Минатома РФ, проект не может быть реализован из-за международного ядерного моратория.
Ядерный взрыв для задавливания газового фонтана был в свое время применен, к сожалению далеко не удачно, в Тимано-Печорской провинции. Об этом событии, как одном из примеров непредвиденных трагедий на путях к освоению минеральных ресурсов, я и хотел бы напомнить. Тридцать лет назад, в 1980-м году, крупней-
План ликвидации мексиканской аварии
шая техногенная катастрофа произошла в дельте р. Печоры на скважине Кумжа-9 в 80 км к северо-востоку от Нарьян-Мара. О кумжинской катастрофе, известной в основном специалистам, писали мало, во-первых, вследствие секретности ядерного события в процессе ее ликвидации, во-вторых, из-за нежелания нефтяниками широкой огласки многочисленных грубейших технических нарушений при бурении и испытании скважины. Со многими неизвестными ранее фактами этой трагической страницы в истории освоения северных недр, пожалуй, впервые познакомил читателей талантливый нарьянмарский журналист и писатель В. Ф. Толкачев в своей книге «Дорога к нефти» (Архангельск, 2000). В последнее время секреты раскрыты и накапливается новая информация о последствиях катастрофы и перспективах освоения Кумжинского месторождения.
Неожиданные фонтаны на нефтегазовых месторождениях Тимано-Печоры прорывались нередко. Их укрощали и укрощают специалисты («давители фонтанов») довольно быстро. Газовые фонтаны возникали и на Кумжинском месторождении, но их ликвидировали за несколько дней. Ничто не предвещало катастрофических событий в подготовке к освоению этого огромного месторождения.
Однако случилось непредвиденное. В ноябре 1980 г. после испытания одной из скважин Кумжи-9 не удалось погасить мощный фонтан, выбрасывающий полтора миллиона тонн газа в сутки. Скважина эта была наклонной, бурилась для вскрытия карбоновой газовой залежи и определения ее запасов на глубине 2300 м по вертикали, а в связи с наклоном длина ствола составляла 2859 м. Попытка удер-
Газовые, нефтяные и газоконденсатные месторождения Нижней Печоры
ошибкой. Ствол перестали искать, хотя для этого имелась уникальная аппаратура, разработанная в ЦНИГРИ В. И. Векслером. Понадеялись на эффективность атомного взрыва, который готовился в глубокой тайне под кодовым названием операция «Пирит» с целью «смятия» аварийного ствола на глубине.
Использование ядерного взрыва для подавления фонтана на Кумже-9 не было новинкой. В Советском Союзе и за рубежом к тому времени уже накопился довольно солидный нефтеядерный опыт. Встряхивая природные резервуары атомными взрывами пытались интенсифицировать нефтедобычу в Башкирии, в Ставрополье, в Пермской, Тюменской и других областях. Нефтеотдача повышалась с 35 до 70 %, но через несколько лет опять падала. Проводились атомные взрывы с целью сейсмического зондирования, для создания подземных полостей-хранилищ газа и вредных отходов. Всего в нефтегазоносных районах СССР было произведено более 130 атомных взрывов: три из них в Республике Коми, четыре — в Архангельской области. В США также было проведено 27 хозяйственных взрывов, но потом эту программу прикрыли под давлением общественности. Успешно применялись атомные взрывы и для укрощения фонтанов. Например, вырвавшийся в 1966 г. на Урта-Булакском газовом месторождении в Узбекистане втрое более мощный, чем Кумжинский (в течение трех лет ежесуточно вылетало 12 млн куб. м газа), фонтан ликвидировали только взрывом ядерного заряда, доставленного к аварийному ство-
жать выброс газа закрытием заглушек и задавливанием тяжелым раствором хлористого кальция не удалась. Газ прорвался через затрубное пространство, грифоны. Ситуация грозила взрывом. Пришлось отключать электроэнергию, открывать вручную все задвижки, чтобы освободить путь газу по основной колонне. Но газ продолжал взрываться по затрубью с почти сверхзвуковой скоростью.
И началась семилетняя война с фонтаном, сопровождавшаяся исследованиями, расследованиями, разгонами, наказаниями виновных и невиновных, с оценками правых и неправых. Но главными в этом сражении были непрерывная энергичная работа научно-технической мысли, выработка и реализация самых смелых идей. Президент Академии наук СССР А. П. Александров, участвовавший со своими коллегами-ядерщика-ми в ликвидации аварии и хорошо знавший ситуацию, назвал фонтан на Кумже-9 фонтаном для интеллекта. Именно интеллект, профессионализм и героизм ученых, инженеров, нефте-разведчиков в высшей мере проявились в кумжинской эпопее.
Делалось множество разных попыток ликвидации фонтана, но все они не давали результатов. Грифоны разрушили приустьевую зону, превратив ее в кратер. Пришлось «завалить» буровую вышку высотой 45 м, чтобы обезопасить оборудование и расчистить площадку для дальнейших операций. Была пробурена серия скважин для поисков ствола Кумжи-9, инклинометрия которой, как оказалось, была проведена с 10-градусной
лу через наклонную скважину. Ядерную технологию использовали также на газопромыслах Туркмении, Украины, России.
На Кумже по данным геофизиков заложили наклонную скважину на 1.5 км глубины для доставки ядерного заряда к предполагаемому стволу аварийной. Уже догадывались, что ошибаются в пространстве, но отказаться от взрыва было поздно. Ядерный заряд подготовлен к взрыву и должен быть взорван лучше на глубине, чем на поверхности. Его погрузили на проектную глубину, зацементировали, вывели из зданий на улицы жителей Нарьян-Мара на всякий случай, взорвали заряд 25 мая 1981 г. Мощность взрыва была 37.6 кт в тротиловом эквиваленте. Генералы и начальники прилетели к кратеру, убедились в отсутствии радиации, обрадовались было, что кратер не кипит, но газ снова стал фонтанировать. И это понятно — взрыв был проведен почти в километре от аварийной скважины.
Пришлось вернуться к традиционным методам, но предварительно для предотвращения радиоактивного и углеводородного заражения Печоры кратер обваловали, отсыпали высокие дамбы. Бурили новые и новые скважины, и нашли в конце концов аварийный ствол. Его «нащупали» приборами Векслера в одной из поисковых скважин и вывели ее точно в аварийную на глубине 1003 м в марте 1987 г. Далее нефтяники уже знали, что делать, и в мае фонтан ликвидировали.
Операцию по ликвидации сверхфонтана по технической сложности, риску и затратам сравнивали с лунными экспедициями.
Каждые сутки в течение шести с половиной лет кумжинские недра выбрасывали по 2 млн куб. м газа, что в сумме составило почти 5 млрд куб. м. Чтобы представить объем этих потерь, напомним, что в 2008 г. общее потребление газа в Республики Коми и Архангельской области составило 4.2 млрд куб. м, а в те годы, наверное, одна скважина Кумжа-9 с годовым выбросом 730 млн. куб. м обеспечила бы почти всю Архангельскую область (сейчас-то область потребляет около 1 млрд куб. м). Да к этому нужно добавить еще ежесуточный выброс сотен тонн конденсата.
Естественно, при таких газовых выбросах происходило определенное загрязнение атмосферы, но экологические последствия благодаря принятым мерам не были столь катастрофическими, как технико-экономические. На месте катастрофы до сих пор ведется тщательный экологический мониторинг. Радиационный фон соответствует естественному. Кратер над устьем скважины превратился в озеро с на первый взгляд чистой голубой водой. Однако экологическая ситуация не очень благоприятная. На дне озера, вероятно, продолжают газировать грифоны, вода содержит аномальное количество углеводородов, местами начинается разрушение дамб паводковыми водами. Загряз-
ненная площадь составляет примерно 50 тыс. кв. м.
Ухудшение экологической ситуации на Кумжинском месторождении и опасность самопроизвольного взрыва вследствие повышения внутрипла-стового давления привели специалистов к решению о целесообразности промышленного освоения Кумжи. Запасы газа на месторождении более 100 млрд т, газоконденсата — 5 млн т. Проект освоения, предусматривающий, наряду с ликвидацией последствий всех предыдущих техногенных воздействий, проведение технической и биологической рекультивации нарушенных земель, уборку промышленного мусора, рассматривается администрацией Ненецкого автономного округа не столько экономическим, сколько экологическим.
Конкурс на право пользования Кумжинским месторождением выиграла московская компания «СН-Ин-вест», входящая в группу компаний прямого инвестирования «Аллтек» с активом более 2 млрд дол. А соседнее газовое месторождение, Коровинское, досталось другой компании этой группы — «Евросевернефть». Планируемые объемы добычи газа на Кумжинском месторождении 3.2, на Коровинском — 1 млрд куб. м в год. Продукция будет поступать на завод по производству сжиженного газа, который будет построен вместе с морским терминалом и транспортной инфраструктурой на берегу бухты Индига к 2015 г. Как известно, в планы развития транспортных коммуникаций на Европейском Севере входит строительство железной дороги «Баренцко-мур» от станции Тиман до Индиги, железной дороги Нарьян-Мар — Индига, нефтепроводов Западная Сибирь — побережье Баренцева моря и Харъяга — Индига. Считается, что конкуренции с газовым монополистом «Газпромом» не будет, поскольку месторождения для него неприоритетные, а рынком сбыта планируется Азиатско-Тихоокеанский регион.
Исследование опыта борьбы с геотехногенными авариями и катастрофами, их ликвидации, устранения последствий — сегодня крайне необходимо для России, выходящей для добычи углеводородов на шельфы морей Северного Ледовитого океана. Если на баренцевоморском шельфе в случае чего-то непредвиденного еще можно опереться на береговые инфраструктуры, то вдали от освоенных нефтегазовых районов бурение каж-
\
«Кратер в устье аварийной скв. Кумжа-9 производил жуткое впечатление. В замкнутом кольце обваловки, как в адском котле, шевелилось и чавкало, парило и булькало черное месиво. Так, наверное, рождалась Земля... По поверхности пробегали голубые огни вспыхивающего метана, а языки алого пламени то жарко рвались вверх, то прижатые ветром, жадно лизали кипящую лаву, всхрапывая и шипя. Хотелось уйти — а ну как стены кратера не выдержат и все хлынет? И тянуло смотреть. Вот она, мощь подземной стихии, вырвавшейся на волю!... И цена глупости человеческой, допустившей Это.
И сила дерзкого ума людей, решивших обуздать Такое.» Текст В. Толкачева
Кратерное озеро над устьем скв. Кумжа-9
дой исследовательской скважины на потенциально нефтегазоносных площадях связано с огромным риском. Например, серьезную тревогу вызывало несколько лет назад бурение на хребте Ломоносова в районе Северного полюса. Очень тяжелым технически и технологически будет освоение ледового карского шельфа. До добычи углеводородов на шельфах восточно-сибирских морей в обозримом будущем дело вряд ли дойдет.
Урок Кумжи-9 и других катастроф, несомненно, поможет избежать драматических событий при освоении арктических недр. Технические и гуманитарные трагедии, в которых мы не всегда властны, стимулируют поиски новых безопасных путей, новых научно-технических решений, прорыва развития науки, техники и экологически безопасных технологий.
