Бованенковское месторождение уже не первый год
осваивается нефтяниками и газовщиками. Однако внешние природные
воздействия создают различные опасности для строящихся инженерных
сооружений. Поэтому команда геофизиков изучила территорию Ямала с
помощью электротомографии (ЭТ), чтобы более подробно рассмотреть
экзогенные процессы.
Компания «Газпром» начала промышленную разработку Бованенковского
нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) на Ямале в 2012 году.
Активному освоению территории препятствует ряд экзогенных (происходящих
на поверхности) процессов. Они связаны с деградацией вечномерзлых пород,
из-за которой появляются оползни, овраги и другие образования. Это
обусловлено оттаиванием льда и его залежей в связи с изменениями
температуры, концентрацией стока поверхностных и грунтовых вод, а также
нагрузками на ландшафты при их освоении. Такие процессы опасны и для
инженерных сооружений, и для человека.
Решением этой проблемы занялись специалисты из Института нефтегазовой
геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН. Заведующий лабораторией
геоэлектрики
ИНГГ, доцент
НГУ кандидат геолого-минералогических наук
Владимир Оленченко вместе с коллегами исследовал 4 потенциально опасных
участка с помощью метода электротомографии:
— Поскольку мы работаем в Субарктике и Арктике, а точнее на Ямале, нас
интересуют экзогенные процессы так называемой криогенной группы: то есть
всё, что связано с мерзлотой, — рассказывает учёный. — Говоря простым
языком, солнце греет, мерзлота тает, и разрушение происходит с
катастрофической скоростью. Так бывает, потому что на территории Ямала
развиты пластовые льды, которые вытаивают из-за глобального потепления.
Вследствие этого образуются отрицательные формы рельефа под названием
термокарст, а также овраги, оползни и т.д. Зачастую подобные процессы
развиваются независимо от нас: периоды потепления и похолодания
многократно случались в истории Земли. Но когда это происходит вблизи
инженерных сооружений, появляется непосредственная опасность для
человека — техногенные аварии и катастрофы.
Вообще, действия геофизиков можно сравнить с медициной – и там, и там
применяется специальная аппаратура для того, чтобы заглянуть внутрь
объекта исследований. Только если врачи «сканируют» невидимые
повреждения человека, учёные занимаются проблемами Земли:
— Нашей задачей как геофизиков было оконтурить опасное место и
установить, насколько широко эти процессы могут развиваться, — добавляет
Владимир Оленченко. — Когда ты видишь овраг, то не можешь представить
масштабы его дальнейшего развития. Да, в этом месте есть лёд, а как
далеко он простирается, насколько разрастётся повреждение — совершенно
непонятно. С помощью геофизических методов мы способны достаточно быстро
это понять — буквально в течение одного дня.
Степень опасности экзогенной ситуации оценивается по определенным
критериям: близость к инженерному объекту, скорость развития в течение
года. Сами мероприятия по защите построек проводят другие специалисты.
Учёным же нужно только обозначить места возможной эрозии с помощью
специальных технологий:
— В нашем институте было разработано оборудование для электрических
зондирований под названием «Скала-48», где 48 обозначает количество
электродов, — поясняет
Владимир Оленченко. — Аппарат прежде всего
позволяет определить границы опасной зоны. Результаты зондирований
визуализируются в виде объёмных картинок или разрезов. Мы измеряем
электрическое сопротивление горных пород: так, у него есть зависимости
от литологии (состава, структуры, происхождения и изменения осадочных
пород). Пески, супеси, глина — у них разные показатели. Нам эти
зависимости известны, и когда мы получаем свои разрезы, можно понять,
что, например, пласт с высоким сопротивлением — лёд. Электрический ток
его обтекает, так что на разрезе мы видим некую аномалию.
Сейчас электротомография широко внедряется в практику инженерных
исследований, но такой подход реализован впервые: были проведены
площадные исследования и получены именно трёхмерные модели. Дело в том,
что один профиль зачастую плохо интерпретируется, а тут учёные получили
полную картину. Кроме того, это быстрее, дешевле и проще, чем бурение:
это трудоёмко и даёт точечную информацию. Но всё же оно необходимо для
заверки геофизических аномалий.
После того как геологи получают сведения о земле, они могут составить
3D-модель или её срезы по разным глубинам. Выделяя контуры аномалий
электросопротивления, вызванных льдом, учёные в состоянии
спрогнозировать, как будут протекать процессы и вероятные размеры
поражённой зоны, а также предложить мероприятия по защите. Конечно,
точную скорость развития экзогенного процесса указать невозможно, так
как это связано с климатом, а сейчас сценарий его состояния в будущем
совершенно непредсказуем: кто-то предрекает потепление, кто-то —
похолодание.
В рамках этого исследования
ИНГГ СО РАН сотрудничал с «Газпром Добыча
Надым» —дочерним предприятием «Газпрома», который и осваивает
нефтегазовые месторождения на Ямале. Специалистами компании было
выделено 150 проблемных областей, но учёные исследовали всего четыре.
— Мы, конечно, не сможем посмотреть все повреждённые участки, —
добавляет
Владимир Оленченко. — Исследование одного занимает день.
Поэтому команда учёных разрабатывает методики и учит специалистов, как
получать нужную информацию. Сейчас мы передали им технологию, так что
они сами могут исследовать остальные объекты, если возникнет острая
необходимость — это и было нашей задачей. Думаю, технология будет
востребована, потому что предотвращение опасных экзогенных процессов
актуальная проблема — причём не только для «Газпрома».
Данные ЭТ позволят точнее спрогнозировать степень опасности для
инженерных сооружений в зоне влияния экзогенных процессов, что снизит
степень риска. Такие методики могут применяться не только в Бованенково,
но и в любых других местах, где требуется приостановить опасное
развитие экзогенных процессов:
— Сейчас мы планируем исследования одного из стационаров Гыданского
полуострова, — рассказывает учёный. — Там, конечно, не такие опасные
внешние природные воздействия, потому что в этом месте никто не живёт и
нет никаких инженерных сооружений. Но всё же мы сможем искать новую
информацию и совершенствовать методические наработки для проведения
подобных исследований.
Алёна Литвиненко
