Когда говорят об экологии в процессе человеческой деятельности, речь идет, прежде всего, о том, что находится на виду: местном рельефе, воздухе, воде, растительности. Как правило, забывают о геодинамических процессах, происходящих в недрах земной коры. Однако в последние годы все более актуальными становятся и вопросы геодинамического воздействия, вызывающие изменения в земной коре. В разных регионах мира стали сталкиваться с проблемой оседания почвы в результате техногенной деятельности. По мнению профессора КБТУ доктора технических наук Владимира Тетельмина, недра тоже окружающая среда, причем, весьма уязвимая. А что может сделать человек, чтобы предотвратить опасность? С таким вопросом наш корреспондент обратился к ученому.
— Владимир Владимирович, полезные ископаемые в мире добывают тысячи лет, а почему теперь стали говорить о геодинамических явлениях?
— Когда на протяжении нескольких десятилетий с одного месторождения извлекаются миллионы тонн руд, миллиарды кубометров газа и жидких фракций, Земля подвергается очень мощному воздействию и растет ущерб от природно-техногенных катастроф. По данным ООН, за последние три десятилетия ущерб увеличился в три раза. Оседание почвы после отработки рудных залежей — явление известное и учитывается при строительстве зданий и сооружений, различных систем коммуникаций. Но изобретая все новые технологии добычи, человек вторгается все глубже в недра земной коры.
Добыча нефти это извлечение жидкости и газов из пор, которые после их опустошения уплотняются из-за давления, т.е. как бы «схлопываются». Таким образом, пластовое давление уменьшается, но при этом усиливается давление на скелет горной породы, которая начинает оседать.
Такое явление отмечено в Калифорнии на месторождении Уилмингтон, где почва опустилась на девять метров, после чего населенный пункт пришлось защищать дамбой. На Северном море нефтяные компании столкнулись с похожей ситуацией. Мониторинг проседания земной поверхности стали проводить недавно. В Венесуэле на нефтяных месторождениях в районе озера Маракаибо опускание поверхности достигло четырех метров и сопровождалось образованием трещин шириной в несколько сантиметров и глубиной в несколько метров. В США в районе Хьюстона проседание почвы наблюдается на площади около 12 тысяч квадратных километров.
Вызывает настороженность и Каспий, где есть совокупность природных факторов и техногенного воздействия на земную кору десятков разрабатываемых месторождений таких мощных, как Тенгиз, Кашаган, Карачаганак. Сектор казахстанского Прикаспия относится к районам интенсивного техногенного воздействия. Из-за малого уклона поверхности суши и дна происходят затопления. Подъем Каспия на 2,4 метра уже затопил низменные участки, а при штормах вода может продвинуться по суше до 30 км.
— Такие проблемы связаны с морской добычей, а выдерживает ли давление земная толща на суше?
— Общеизвестны проблемы шахт, имеющих высокую аварийность. Угольный карьер занимает большую площадь, но находится в одном месте, откуда добыча осуществляется сплошной выемкой. В качестве председателя комитета по экологии в российской государственной Думе мне приходилось вникать в проблемы шахт Ростовской области, где их накопилось много. Я не был на казахстанских месторождениях, но в России, например, даже на Норильском комбинате, где я был и который считается образцово-показательным, требования по обратной закладке отработанных шахт нет. Это дорого стоит, поэтому никто не хочет закладывать расходы, которые дополнительным грузом накладываются на себестоимость конечной продукции.
При добыче нефти предусматривается обратная закачка попутного газа, но не сразу, а на каком-то определенном этапе, когда уже нефть все больше идет с водой.
Сначала нефть фонтанирует под давлением пласта, а потом, когда давление ослабевает и уменьшается дебит скважины, требуется обратная закачка газа или воды, которая фактически не пригодна, потому что грязная. Конечно, есть техническая документация, инструкции, в которых для недропользователя все жестко регламентировано. Однако в прежних регламентах нет того, что мы сегодня называем проблемой осадки поверхности.
Недропользователям не предписывается следить за геотехническими параметрами, проводить исследования, делать постоянные замеры геодезических, геодинамических изменений и т.д. Она только дорабатывается. Когда длина плавающего нефтяного пласта тянется на 20 км, необходимо делать геодезические замеры не мене чем на 3040 км, чтобы сопоставлять осадку в активной зоне с той, которая уже не реагирует на изменения.
Проблемы оседания, возможно, не так важны для мелких и средних месторождений, но для таких как Кашаган, который находятся на шельфе, это очень важно. Искусственные острова и платформы могут уйти под воду в результате оседания грунта. В Северном море платформы, в которые были вложены сотни миллионов долларов, осели на четыре метра, и нефтяным компаниям, работавшим там, пришлось вложить еще $500 млн., чтобы наращивать основание осевшей платформы. На Каспии эти проблемы надо изучать в конкретных расчетах.
— А можно ли как-то предотвратить возможные последствия?
— В Северном море, где нефть извлекали с глубины трех километров в течение 20 лет, осадка происходила постепенно. Волны нагоняются на осевшую часть суши и постепенно «съедают» конструкции. Однако резкие скачки могут происходить там, где есть разломы в земной коре. На Каспии накапливалось тектоническое напряжение, на которое накладывались техногенные воздействия. В Казахстане и в России со стороны Дагестана часть берега оказалась под водой.
Когда состояние горного массива находится в фазе сжатия, напряжение в земной коре достаточно высокое, пластовое давление нарастает. Нефть в этом случае как бы выталкивается сама, и тогда говорят, что дебит скважин высокий. До 1978 года в районе Азербайджана, Ставрополья, северной части Дагестана, где шла интенсивная добыча, дебит скважин был достаточно хорошим. А после, видимо, что-то произошло в земной коре: практически одновременно снизился дебит скважин по всему названному периметру. Это процессы, когда деятельность человека как бы снимает напряжение. Необходимо с высокой ответственностью отнестись к этому явлению.
Каспий это регион, где смыкаются две плиты аравийская и евразийская. По дну моря проходит много разломов. В совокупности природные особенности и явления тектоники, на которые будут накладываться мощные техногенные воздействия человека, могут привести к серьезным последствиям. Мы должны учитывать, что и Тенгиз, и Кашаган находятся в одном регионе, в одной зоне. В процессе добычи каждое месторождение имеет свою воронку оседания, поэтому различные сооружения, которые там строятся, должны быть защищены.
На Кашагане работает консорциум крупных мировых компаний, и можно надеяться, что они сделают все, чтобы предотвратить опасность, если все будет прописано в законодательстве. Когда нет положения в законе, то компании не будут тратить средства на дополнительные исследования или сооружения. Случится что-то — всегда есть соблазн свалить на стихию или другие необъяснимые природные явления. Доказать, что это мы, люди, виноваты в том, что своей деятельностью вызвали «возмущение» в земной коре, будет весьма сложно. Если нет никаких норм в законе, обязывающих проводить исследования геодинамических процессов, мониторинги, то тем более.
— Проблема оседания касается только месторождений?
— Я занимался в свое время вопросами воздействия гидротехнических сооружений — мощнейших плотин на четырех крупнейших в мире ГЭС: Красноярской, Братской, Усть-Илимской, Саяно-Шушенской, где создавались водохранилища — рукотворные моря. Земная кора не подготовлена к таким нагрузкам и она «откликается» подземными толчками.
В процессе жизнедеятельности человека есть разные явления, связанные не только с разработкой недр. Вот, например, в США, где в одном из регионов в течение 2-3 лет в почву нагнетали канализационные и прочие промышленные стоки, земля через время отреагировала. В земной коре постоянно происходят мантийные процессы, т.е. образуется «мантия» — жидкое состояние горячей магмы, которая перемещается постоянно. В земле порядка 15 таких «мантий». А мы начинаем воздействовать необдуманно. Нужно учитывать все процессы в совокупности.
Геодинамические аспекты и тектонику стали изучать после того, как человечество столкнулось с серьезными проблемами. Сейчас через геостационарные спутники из космоса можно отслеживать тектонику плит, изучать геодинамические явления. Движение плит влияет на напряженное состояние земной коры и позволяет изучать тектонические процессы. Но вот что касается воздействия напряжения в земной коре в результате техногенной деятельности, то этот вопрос требует изучения.
Интервью: Динара Сарсенова
02/06/06
Все самое актуальное, важное и интересное - в Телеграм-канале «Немцы Казахстана». Будь в курсе событий! https://t.me/daz_asia
