CC BY
138
/180 Civil Securitiy Technology, Vol. 7, 2010, No. 1-2 (23-24)
УДК 614.8
заполярный Ямал — стратегическая база добычи газа для россии
В. В. Кузнецов
Аннотация
В статье затронуты проблемы безопасности газодобычи и транспортировки добываемых ресурсов на «Большую землю». Ну и, конечно же, нельзя обойти вниманием и проблемы надежного технического обеспечения региона, что должно послужить дополнительным фактором в рамках дальнейшего успешного освоения региона.
Ключевые слова: газодобывающий район, запасы газа, газопроводы, месторождение газа, сжиженный газ, транспортный коридор, Бованенское месторождение, буровые установки, структура отказов, риски газодобычи, окружающая среда.
Arctic Yamal — strategic Gas Production Base for the Russian Federation
V. Kuznetsov
Abstract
Article touches upon the issues of gas production security and transportation of extracted resources to the «Mainland». There are viewed problems of technical safety provision, which will serve an additional factor in successful exploitation of the region.
Key words: gas production area, gas reserves, gas lines, gas field, liquefied gas, transport corridor, Bovanenskoye field, drill rigs, gas production risks, environment
Ямал (по-ненецки «конец земли») — полуостров на Севере Западной Сибири, в Ямало-Ненецком автономном округе. Омывается заливами Карского моря — Байдарацкой и Обской губами. Длина 700 км, ширина до 240 км. Площадь около 122 тыс. км2. Поверхность равнинная. Средняя температура января -26° С; июля — 10° С. Осадков 240—250 мм в год.
Ямал — газовая жемчужина России. Разведанные запасы газа на Ямале — более 12 трлн. м3, а общий объем этой «кубышки» с учетом морских месторождений превышает 50 трлн. м3. Проще говоря, в недрах Ямала скрыто больше газа, чем наберется в обеих Америках, вместе взятых.
Ямалу отводится ключевая роль в Энергетической стратегии России. Полуостров Ямал располагает подготовленными и разведанными запасами газа. Превращение его в крупный газодобывающий район позволит увеличить к 2030 году добычу газа на Ямале до 180— 200 млрд м3 в год.
Так что в течение ближайших 15—20 лет полуостров может подхватить эстафету месторождений-гигантов. И это станет «второй волной» освоения богатств ямальского Севера. Разработка месторождений полуострова,
во-первых, дает возможность нарастить объемы добычи. Во-вторых, предоставит временной ресурс для подготовки «третьей волны» — освоению шельфовой зоны Карского моря. Потенциальные газовые запасы полуострова и шельфа, где уже открыты 11 газоносных и 15 нефтегазоконденсатных месторождений, оцениваются в 50,5 трлн м3.
Природа позаботилась о том, чтобы добраться до сокровищ полуострова было непросто. Все 26 крупных месторождений Ямала расположены в сотнях километров от действующей системы газопроводов, которая заканчивается в районе Ямбурга и Уренгоя.
Чтобы доставить ямальский газ на Большую землю, нужно построить две нитки газопровода с Ямала до Уренгоя через Обскую губу, а также три нитки через Ухту до Торжка. Общая протяженность ниток — 16,7 тыс. км, а цена вопроса — 80—100 млрд долларов.
Стоимость так высока, потому что трубы диаметром 1,42 м придется тянуть сквозь топи и вечную мерзлоту. И это не все. Когда специалисты говорят о ямальском климате, часто приводят в пример годовой перепад температур в 100 градусов — от -60 до +40. В реальности это выглядит так: на Ямале самый сложный участок
572-километровой заполярной железной дороги Обская — Бованенково — мост Юрибей. Из-за температурных перепадов собственно мост — уникальное металлическое сооружение длиной 4 км в течение года будет менять длину на три метра. Опоры моста забурили в вечную мерзлоту на 20—40 м, и все равно они впаяны не в грунт, а, по сути, в «ледяной рассол».
Освоение месторождений полуострова и арктического шельфа непременно влечет за собой применение особых технологий, минимизирующих ущерб ранимой экологии Заполярья. Выход на Ямал требует создания новых маршрутов транспортировки природного газа. Поэтому наряду с подключением к существующей в округе системе магистральных газопроводов прорабатывается проект строительства морского терминала и первого в России завода по сжижению природного газа (СПГ) мощностью 30 млрд м3 в год с последующим вывозом СПГ по Северному морскому пути в страны Западной Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона.
Почему интересен именно сжиженный газ? Наша страна, обладая половиной всех запасов голубого топлива на планете, на мировом рынке СПГ занимает 1%. Объяснение простое. Заводов по сжижению у нас никогда не строили, из-за чего мы намертво привязаны к трубе и можем поставлять газ только ближайшим соседям по континенту. Между тем на СПГ приходится уже четверть мировой торговли газом, и эта доля постоянно растет.
Так что развитие СПГ в России — дело очень перспективное. В этом вопросе правительство предпочитает не рисковать, и понятно почему. СПГ — очень опасное производство. Взрыв на таком заводе — это не просто авария, это катастрофа. Американцы, например, разжижают газ в пустынных районах мексиканского полуострова Калифорния.
Правда, даже если мы начнем активно развивать производство СПГ, эта «жидкая» перспектива — далеко не самый светлый вариант нашего газового будущего. По-настоящему выгодно экспортировать не газ, а продукты его переработки — их стоимость примерно в 50 раз выше. Для примера: если газ сейчас стоит около 250 долл. за тонну, то полиэтилен — более 3 тыс. долл., а полиэтиленовые трубы — от 15 до 30 тыс. долларов. При этом для их продажи за границу не нужно строить дорогостоящие трубопроводы...
Таким образом, развитие промышленности по глубокой переработке газа — проект не менее значимый для страны, чем освоение Ямала.
Прогноз добычи газа на полуострове Ямал и в прилегающих акваториях (освоение перспективных объектов на приямальском шельфе в Карском море предполагается начать после 2025 года) представлен в табл. 1:
Таблица 1
Год 2011 2015 2020 2025 2030
Добыча газа, млрд м3 7,9 75-115 135-175 200—250 310—360
_Действующие
газопроводы
___Строящиеся
газопроводы
Месторождения ^^Месторождения
на материке
на шельфе
Отдельным направлением освоения Ямала является проект создания транспортного коридора с Ямала вдоль восточного склона Уральских гор. Перспективы
Схема обустройства месторождений акватории Обской и Тазовской губ и полуострова Ямал
реализации этой задачи выходят далеко за рамки сугубо газодобычи. Можно утверждать, что транспортная артерия Ямал — Урал станет мощным толчком к развитию экономики не только Уральского региона, но и страны в целом.
Для обеспечения транспортировки ямальского газа в период до 2030 года планируется создание уникальной, не имеющей аналогов в России газотранспортной системы нового поколения. Ямальский газ будет транспортироваться по направлению Ямал — Ухта (5—6 ниток) протяженностью около 1100 километров и далее по направлению Ухта — Грязовец, Грязовец — Торжок, Грязовец — Ярославль, Ухта — Починки. Общая протяженность транспортировки ямальского газа по новым газопроводам составит более 2500 километров.
Новая газотранспортная система, которая в будущем станет ключевым звеном единой системы газопроводов (ЕСГ) России, обеспечит транспортировку газа с месторождений полуострова Ямал в объеме более 300 млрд м3 в год и будет включать в себя 27 современных компрессорных станций. При этом общая протяженность линейной части магистральных газопроводов составит порядка 12—15 тыс. километров. Создание газотранспортной системы с полуострова Ямал будет способствовать полномасштабной реконструкции действующей Единой системы газоснабжения России.
Если Ямал — это газовая жемчужина России, то Бо-ваненковское месторождение с разведанными запасами более 4,9 трлн куб. м — жемчужина самого Ямала.
Ямало-Ненецкий автономный округ, где расположено Бованенковское месторождение, на долгие годы останется основным поставщиком природного газа
Г1
Й Бованенковское } ^
Новый ^ Уренгой
У
[ЫМ-ПУР-ТАЗОВСКИЙ
РЕГИОН РЕГИОН
О Сургут
Полуостров Ямал — регион стратегических интересов России
не только для россиян, но и для европейских потребителей. Отсюда берет начало система магистральных газопроводов «Ямал—Европа», мегапроекта «Северный поток» из России в Германию и далее в страны ЕС через акваторию Балтийского моря.
В реализации проектов первоочередным объектом освоения на Ямале являются газовые залежи Бованен-ковского месторождения. Проектный объем добычи газа на месторождении определен в 115 млрд куб. м в год. В долгосрочной перспективе проектный объем добычи газа должен увеличиться до 140 млрд куб. м в год. Для вывода добытого газа в ЕСГ строится система магистральных газопроводов «Бованенково — Ухта».
В 2008 году введено в эксплуатацию 29 объектов первоочередного строительства (базы дорожно-эксплуатационного управления, капитального ремонта скважин, службы эксплуатации, электростанция собственных нужд, линии электропередач и т. д.). Начаты работы по строительству базы бурения и базы геофизиков, а также объектов инженерного обеспечения эксплуатационного бурения и объектов подготовки газа.
Кроме того, в 2008 году на Бованенковское месторождение доставлены первые три буровые установки из планируемых девяти; проводится подготовка к началу бурения в текущем году эксплуатационных скважин. Первая буровая установка, которая начнет бурение скважин на месторождении, получила имя «Екатерина». Это буровая установка пятого поколения, которая воплотила в себе лучшие и самые прогрессивные отечественные конструкторские идеи.
При строительстве газопровода «Бованенково — Ухта» используются высокопрочные трубы диаметром 1420 мм с внутренним гладкостным покрытием, рассчитанные на рабочее давление 120 атмосфер.
В период летней навигации 2008 года уложено около 40 километров обетонированных труб диаметром 1219 мм на наиболее технически сложном участке системы — подводном переходе через Байдарацкую губу.
Байдарацкая губа отличается особыми природно-климатическими условиями — при незначительной глубине характеризуется частой штормовой погодой, сложными донными отложениями и промерзанием до дна
Буровая установка «Екатерина»
Рис. 4. Работа трубоукладочного судна MRTS Defender в Байдарацкой губе
в зимний период. Такие условия позволяют вести работы в Байдарацкой губе всего несколько месяцев в году.
Укладка труб проводится с помощью современного трубоукладочного судна MRTS Defender, предназначенного для строительства морских газопроводов и специально модернизированного для работы в Байдарацкой губе.
Прокладка газопровода в столь сложных природных условиях и с такими техническими параметрами является первым подобным опытом строительства не только в России, но и в мировой практике.
Газопроводы-отводы являются важнейшим звеном в системе надежного обеспечения природным газом потребителей. Аварии на газопроводах-отводах наносят огромный экономический ущерб и создают чрезвычайную ситуацию на территории, по которой они проходят: приводят к нарушению санитарно-эпидемиологического благополучия населения, охраны окружающей природной среды, экологической безопасности, пожарной безопасности. Несмотря на это, вопросам промышленной безопасности газопроводов-отводов уделяется недостаточно внимания.
Авария на газопроводе в Москве (2009 г.) привлекла внимание к аварийности на газопроводах и к рискам, повышающим вероятность подобных ЧП. Некоторые из этих рисков уже очевидны, другие могут возникнуть в будущем.
Долговечность газопроводов определяется двумя факторами: усталостной прочностью металла и коррозионным износом. Многочисленные экспериментальные исследования и многолетний опыт эксплуатации показывают, что металл труб при отсутствии поверхностных дефектов и других значимых концентраторов напряжений может выдерживать нагрузки в течение длительного периода. Срок службы полимерного пленочного изоляционного покрытия газопроводов-отводов составляет 10—15 лет.
Структура отказов системы по газопроводам-отводам на основе анализа других регионов может послужить основой при оценке надежности газопроводов.
Анализ структуры отказов свидетельствует о преобладающей роли коррозионного фактора. Конкретно о коррозионной активности грунтов на территории Ямала ничего нельзя сказать, так как вообще не существует единого каталога коррозионной активности грунтов по России. Но существуют так называемые зоны высокой и повышенной коррозионной опасности в местах пересечений газопроводов-отводов с естественными и искусственными преградами (переходы через автомобильные и железные дороги, реки, пруды, подземные коммуникации, глубокие балки).
Причинами отказов систем по газопроводам-отводам вследствие коррозии являются, во-первых, неудовлетворительное техническое состояние изоляции газопроводов, отработавшей фактический срок службы; во-вторых, неэффективная работа средств электрохимической защиты.
Исходя из вышесказанного, можно предположить, что большая часть объектов трубопроводного транспорта на Ямале будет нуждаться в надежном техническом обеспечении. Это участки газопроводов, оказавшиеся в зоне жилой застройки, переходы через дороги, взаимные пересечения газопроводов с другими трубопроводами, высоковольтными линиями электропередачи, подводные переходы, склоновые участки, а также участки с усталостной прочностью металла и коррозионным износом трубопроводов.
По основному свойству технического объекта — ремонтопригодности, характеризующему его надежность, газопроводы-отводы в отличие от магистральных линий обладают рядом технологических недостатков; в большинстве случаев это отсутствие резервных схем подачи газа потребителю на время ремонта газопровода и отсутствие технических средств внутритрубной диагностики, позволяющих вести выборочный ремонт.
При этом следует учитывать и сложности, общие для всего Крайнего Севера, — вечная мерзлота, суровые
климатические условия, глубокое залегание углеводородов, аномально высокое пластовое давление.
Основные риски, усугубляющие непростую ситуацию с безопасностью газодобычи, связаны с несколькими факторами.
Во-первых, это физическое устаревание оборудования. Если оборудование, объекты инфраструктуры устарели на 10 лет, то риск возникновения техногенных аварий возрастает в 3—5 раз. В российских условиях физическое устаревание объектов составляет 20—30 лет (!), больше 50 процентов из них никогда не реставрировались. Иными словами, риски возникновения чрезвычайных ситуаций в российских условиях возрастают на порядок.
Во-вторых, это плохая подготовка кадров, катастрофический дефицит высококвалифицированных кадров в отрасли. Отсюда возникают системные управленческие проблемы: у нас нет системного подхода, нет системного экологического аудита (за исключением ситуативного), нет системы оценки рисков и безопасности, нет соответственно и системы управления рисками на энергообъектах, хотя последняя должна являться обязательной составляющей частью системы управления любым энергообъектом. Данный фактор в полной мере подтверждается причиной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС в сентябре 2009 года.
В-третьих, к числу рисков относится объективное воздействие на объекты наземной энергетической инфраструктуры последствий глобального потепления. Это всевозможные погодные и природные аномалии и катаклизмы, приводящие к сбою в работе энергообъектов.
А если энергообъекты находятся в неудовлетворительном состоянии, то их слабая сопротивляемость и устойчивость к экстремальному природно-
климатическому давлению может спровоцировать техногенные аварии и катастрофы.
В-четвертых, отсутствие современных средств диагностики. Только в последние годы на это стали обращать серьезное внимание при выборе закупаемых отечественных технологий, а на дооснащение системами диагностики уже установленного оборудования просто нет денег.
В целом, можно предполагать, что аварии на трубопроводном транспорте в Ямало-Ненецком автономном округе избежать сложно, но позитивное отношение к факторам риска может существенно снизить их масштабы и количество.
С целью предупреждения чрезвычайных ситуаций на трубопроводном транспорте и смягчения их последствий основными мерами могут быть следующие:
— наращивание количества и возможностей аварийно-восстановительных сил, укрепление служб безопасности в Арктической зоне Российской Федерации;
— сокращение времени прибытия аварийных сил к месту аварии, приближение сил и средств к наиболее опасным участкам трубопроводов, особенно в местах пересечения водных преград, заблаговременное оборудование подъездных путей, защитных сооружений, отводов и ловушек для нефти в этих местах;
— реализация федеральной целевой программы «Надежный трубопроводный транспорт»;
— усиление охранных мероприятий в полосе отвода;
— повышение качества труб, сварных швов, переход на композитные материалы, пригодные к эксплуатации в условиях Крайнего Севера.
При обустройстве месторождений полуострова Ямал и создании новой газотранспортной системы должно быть предусмотрено использование передового отечественного опыта и ряда новейших технологий и технологических решений.
Ямал богат не только газом и нефтью. На сегодня ведущими отечественными научно-исследовательскими институтами разработаны долгосрочные программы развития и использования минерально-сырьевого потенциала Полярного Урала. На Ямале давно изучали и анализировали геологическую информацию северных хребтов, итогом чего стала постановка на баланс первых 10 млн тонн хромитовой руды (это более 50 % общих прогнозных ресурсов хромитов России) и начало их промышленной добычи. Кроме того, разведанные запасы Полярного Урала составляют: золота рудного — 15 тонн и россыпного — 0,5 тонны, баритов — 382 тысячи тонн, фосфоритов — 2,9 млн тонн, марганца, по самым скромным подсчетам, — 1,1 млрд тонн, железной руды — свыше 10 млн тонн, руд цветных и редких металлов — более 4 млн тонн. Суммарная стоимость запасов остродефицитных руд, бокситов, меди, золота, железа, платины, фосфатов оценивается по нынешним ценам в 220 млрд долларов.
Полуостров Ямал отличается низкой развитостью транспортной инфраструктуры. Масштабное промышленное освоение региона невозможно без соответствующего развития авиационного и железнодорожного сообщения. В настоящее время доставка значительного объема грузов на Ямал осуществляется морским транспортом в период летней навигации через порт Харасавэй.
Для обеспечения возможности круглогодичных грузопассажирских перевозок на полуостров Ямал ведется строительство новой железнодорожной линии «Обская — Бованенково» протяженностью 572 км. Железная дорога на отдельных участках уже введена в эксплуатацию.
Продолжается строительство линейной части, мостов, коммуникаций, объектов связи, уже уложено более 260 км пути от станции Обская до разъезда Хралов и 25 км пути от разъезда Хралов в сторону Юрибейско-го перехода, построено 15 станционных разъездов, 37 мостовых переходов, завершается строительство мостового перехода через пойму реки Юрибей.
Мостовой переход не имеет аналогов в мировой практике мостостроения как по особенностям конструкции, так и по климатическим и геокриологическим условиям строительства и эксплуатации. В частности, сооружение перехода ведется без традиционной при строительстве мостов отсыпки грунта, что позволяет сохранить экосистему поймы реки. Для обеспечения надежности опор перехода в вечной мерзлоте были пробурены скважины на глубину от 20 до 40 м.
Открытие сквозного проезда по железной дороге «Обская — Бованенково» намечено на конец 2009 года, доставка материально-технических ресурсов для обустройства Бованенковского месторождения в полном объеме будет возможна в 2010 году.
Кроме того, проектом освоения Бованенковского месторождения предусмотрено строительство аэропорта «Бованенково» к 2012 году.
При освоении месторождений Ямала предусмотрена реализация целого комплекса мероприятий по защите окружающей среды, предотвращению и минимизации возможного воздействия на экосистему в процессе проведения строительных работ и эксплуатации.
Одним из базовых принципов промышленного освоения Ямала является гармоничное сочетание развития индустрии на полуострове и бережного отношения к традиционному укладу жизни коренных малочисленных народов.
Такой подход позволяет обеспечить сохранение традиционных видов деятельности коренного населения: оленеводство, рыбный и охотничий промысел, сбыт продукции традиционной экономики в рамках долгосрочных договоров с предприятиями-недропользователями, осуществляющими свою деятельность на территории полуострова Ямал, гарантированное возмещение коренному населению ущерба от хозяйственной деятельности недропользователей.
Уверенное развитие экономики России, рост благосостояния страны невозможны без масштабного освоения богатейших природных ресурсов. Выполнение закладываемых в Энергетической стратегии России до 2030 года темпов и параметров увеличения добычи природного газа напрямую связано с освоением нового нефтегазодобывающего региона — полуострова Ямал.
Являясь наиболее изученным и подготовленным к освоению, Ямал близко расположен к существующей газотранспортной инфраструктуре, обладает значительными запасами и высокими добычными возможностями. Нигде более в России невозможно всего за два десятилетия (по плану) создать подобный нефтегазодобывающий комплекс. По этой причине именно освоение Ямала будет играть решающую роль в развитии газовой промышленности России в XXI веке.
литература
1. Акимов В. А., Быков А. А., Востоков В. Ю. Методики оценки риска чрезвычайных ситуаций. Проблемы анализа риска, 2007. Т. 4.
2. Чилингаров А. Н. Национальные приоритеты России в сфере освоения Арктики. Материалы пленарного заседания четвертого Северного конгресса. Сыктывкар, 2008.
3. Лаженцев В. Н. Экономика Севера и Национальная безопасность России. Сыктывкар, 2008.
4. Арктика. Интересы России и международные условия их реализации. М.: Наука, 2005.
5. Проблемы Севера и Арктики РФ. Научно-информационный бюллетень, 2007. Вып. 5.
Сведения об авторе
Кузнецов Виктор Владимирович, аспирант ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) МЧС России.
