Территория Новосибирской области, как и практически всей России, содержит запасы полезных ископаемых. Какие полезные ископаемые можно найти в нашем регионе? Ведется ли их добыча? С какими трудностями сталкиваются как геологи, так и недропользователи? Каков потенциал нашей малой родины? Разбираемся вместе с сибирскими учеными.
Твердые полезные ископаемые
Традиционно полезными ископаемыми считается всё, что берется из недр и используется для ведения хозяйственной деятельности человека. Их можно поделить на четыре вида: горючие (нефть и природный газ), руды (черных, цветных и благородных металлов), гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды) и нерудные (строительные материалы). На территории Новосибирской области они распространены крайне неравномерно: центральная часть бедна на полезные ископаемые, однако северо-запад нашего региона имеет запасы нефти и газа, а юго-восток представлен в различном количестве остальными видами. Поиском и изучением последних занимаются специалисты Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН.
«Одной из главных проблем Новосибирской области является практически повсеместный осадочный чехол из глин, песков и других рыхлых отложений, из-за которого глубина залегания коренных пород существенно увеличивается. Поэтому на современном этапе развития техники разведывать и добывать полезные ископаемые в этой местности нерентабельно. Остаются лишь избранные участки, на которых и ведутся работы. Регионы, расположенные в горных районах, находятся в гораздо более выгодном положении, чем мы», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории петрологии и рудоносности магматических формаций ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Роман Аркадиевич Шелепаев.
Одно из главных направлений работы ученых института — поиск металлических полезных ископаемых и последующее их изучение, а также разработка новых способов применения уже известных науке. Непосредственно добычей институт не занимается, это роль частных компаний. Однако ученые-геологи принимают участие практически в каждом этапе работы с месторождением.
Процесс добычи золота в Маслянинском районе НСО (1)
Сама по себе добыча состоит из нескольких этапов. Начинается всё с прогноза, цель которого — понять, на каком крупном участке территории могут иметься запасы полезных ископаемых. Большое значение здесь играют уже существующие научные материалы, карты полезных ископаемых. К примеру, их можно найти в свободном доступе на сайте Всероссийского научно-исследовательского геологического института имени А. П. Карпинского. Геологические карты содержат общие данные по расположению полезных ископаемых и подсказывают ученым, в каком конкретно месте сосредоточить поиски. Опираясь на них, можно перейти к следующему этапу — поиску и разведке, благодаря которым определяются конкретные данные по месторождению: устанавливается, есть или нет на интересующем участке полезные ископаемые, отмечаются границы и собирается прочая полезная для дальнейшей добычи информация. На этом этапе активно применяются новые научные методы. К примеру, в НСО месторождения золота характеризуются наличием попутного компонента — ртути. Ученые при помощи газортутного анализатора (прибор, определяющий содержание ртути в воздухе), несмотря на толщину глины, лежащей на коренных рудах, могут установить и оконтурить место, в котором повышенное содержание ртути. Благодаря этому строится предположение, что под слоем глины имеется рудное тело с промышленным содержанием золота.
После сбора всей необходимой информации можно переходить к добыче, которой обычно занимается частная компания, однако и здесь требуется участие геологов. В некоторых случаях нужна разработка технологий добычи полезного ископаемого, поскольку характеристики руд могут различаться. Ученые также занимаются экологическим мониторингом, следят за тем, чтобы вредные компоненты, которые выделяются во время промышленной работы, не сбрасывали в почву и атмосферу, а утилизировали в соответствии с правилами.
Завершает исследование любого месторождения рекультивация. Компания, которая занималась освоением территории, после своей хозяйственной деятельности обязана восстановить природный ландшафт. За этим процессом также следят ученые.
На сегодняшний день участие в поиске новых месторождений рудных полезных ископаемых в регионе сибирские геологи принимают редко. Места концентрации твердых ископаемых уже известны, и идет их освоение. Основные районы добыч сосредоточены на юго-востоке области.
«Маслянинский район и окрестности Салаирского кряжа традиционно содержат россыпное золото, добыча которого ведется еще с середины XIX века, поэтому с каждым годом его остается всё меньше, глубина залегания растет вместе со стоимостью добычи. В Искитимском районе активно добывается каменный уголь для промышленности, Новосибирский электродный завод работает с местными антрацитами, качество которых позволяет производить электроды, здесь также хороший потенциал строительных материалов: щебень, глина для кирпича, известняк, необходимый для производства цемента. На Оби, в окрестностях Новосибирска, уже долгое время добывается песок. У нас есть места, где мы знаем о наличии полезных ископаемых, но их никто не добывает. К примеру, крупная Ордынская циркон-ильменитовая россыпь: когда-то здесь было море, и сейчас древние прибрежные морские отложения захоронены под слоем более молодых осадков. Теоретически севернее Новосибирска под поймой Оби возможны месторождения меди и никеля, однако это всё находится под большим “чехлом” и пока может быть фрагментарно исследовано только по данным, полученным при бурении», — добавляет Роман Шелепаев.
Известные науке полезные ископаемые зачастую получают интересное применение. К примеру, каменное литье. Добытую из земли породу плавят при определенной температуре и вытягивают «нитку», из нее создается ткань, которая способна заменить асбест (канцерогенное вещество), для создания огнеупорных и изоляционных материалов. Полученное волокно можно использовать для производства минеральной ваты, которая послужит наполнителем для сэндвич-панелей, широко применяемых в строительстве. На сегодняшний день существуют автоматические линии для создания подобного материала, поэтому теоретически возможно наладить на выбранной местности в НСО завод по производству каменного волокна.
Применение полезным ископаемым можно найти буквально во всем: при добыче щебня образуются камни разного размера — от крупных до пыли. Последняя обычно не находит применения, однако если подобрать пропорции и смешать ее с пенообразователем при высоких температурах, то получится силикатная пена, которая при остывании будет схожа по свойствам с пенопластом, только твердая.
«На самом деле, существует больше способов использования материалов, полученных в карьере, чем популярных в нашем хозяйстве. Известно, что Новосибирск расположен на гранитах, они в настоящее время служат источником щебня для строительства, например его добывают в карьере Борок, но эти же граниты можно использовать как облицовочный материал. Вопрос — способен ли он создать конкуренцию китайскому? Новосибирск — крупный город, строительство у нас не прекращается, так что облицовочные материалы нашли бы своего клиента, и это могло бы стать более рациональным использованием недр, чем добыча традиционных полезных ископаемых вроде золота. Как нас учили в университете, “стоимость облицовочного камня из кубометра породы всегда будет выше, чем содержание в нем любого полезного компонента в разумных пределах”. То есть всегда выгоднее будет добыть один кубический метр камня, распилить его на пластинки, отполировать и продать, чем выделять из него полезные металлы. Хороший камень дорого стоит», — говорит Роман Шелепаев.
Черное золото
Новосибирская область хоть и относится к традиционным регионам добычи нефти, но не является базовым. В структуре всего Сибирского федерального округа мы уступаем позиции Иркутску, Красноярску, Омску и Томску.
«На сегодняшний день наша область далеко не первая среди важных элементов обеспечения экономики нефтью, в сырьевой базе имеется семь месторождений, самое крупное — Верх-Тарское (в нем содержится примерно 60 % всех запасов) — постепенно вырабатывается. На пике здесь добывалось всего около двух миллионов тонн при среднем по стране количестве в 600 млн тонн. Однако географически Новосибирск находится практически в центре нашего государства, это крупный развивающийся город с хорошей транспортной обеспеченностью, кадровой и научно-исследовательской базой — всё это создает благоприятные предпосылки для участия в нефтяной жизни», — рассказывает заведующая Центром экономики недропользования нефти и газа Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука СО РАН доктор экономических наук Ирина Викторовна Филимонова.
Современный принцип недропользования в России был заложен в 1995 году с началом формирования класса частной собственности. До этого момента добычей природных ресурсов занималось только государство, была проведена повсеместная разведка континентальной части страны, нефтяные месторождения внесли в реестр, некоторые активно разрабатывались. После распада Советского Союза были выставлены под залог ключевые предприятия, но выкупить их не смогли. Так были сформированы крупные активы с частной собственностью. Запасы полезных ископаемых по-прежнему принадлежат стране, однако частные компании могут получить лицензию на добычу нефти на определенном участке. В Новосибирской области месторождения известны уже давно, в связи с низкими геологическими перспективами государство не заинтересовано в дополнительном поиске. А частная компания может заниматься поиском только в рамках территории, на которую получила лицензию, и то в течение 5—10 лет. Лицензия на разведку и добычу выдается бессрочно, до момента полного освоения месторождения. После завершения работы недропользователи обязаны провести консервацию и рекультивацию, восстановить природный ландшафт.
Поскольку все месторождения НСО слишком маленькие, крупные недропользователи не заинтересованы в их освоении, поэтому нефтедобычей в регионе занимаются только небольшие частные компании. По словам Ирины Филимоновой, малые компании сталкиваются с рядом проблем: они не попадают под закон о малом и среднем бизнесе, не всегда могут получить доступ к нефтепроводу, имеют сложности с переработкой нефти. Для повышения их эффективности необходима поддержка государства. На территории Новосибирской области отсутствуют крупные нефтеперерабатывающие заводы, а малые характеризуются низкой глубиной переработки, им не хватает технологичности, вследствие чего в конечной продукции большой процент мазута.
«Вместе с тем развитие мощностей по переработке нефти на территории Новосибирской области имеет важное значение для энерго- и топливообеспечения, а также экономики региона», — отмечает Ирина Филимонова.
При добыче нефти из скважины поступает не чистый продукт, готовый к применению в промышленности или к продаже, а смесь, которая состоит из воды, примесей (в том числе и механических) и попутного газа. Весь этот состав отправляется в установки первичной подготовки, в которых реализуют несколько базовых процессов: очистку от механических примесей породы, обезвоживание и дегазацию. Вода, во-первых, может находиться под землей в естественном состоянии и попадать в смесь, во-вторых, ее закачивают в скважину в процессе добычи для поддержания давления в пласте, чтобы нефть из замкнутого резервуара вышла на поверхность по аналогии с шампанским. Объем жидкости поддерживают постоянно, поэтому по мере истощения запасов полезного ископаемого в смеси начинают преобладать вода и примеси. Дегазация позволяет отделить попутный газ, который долгое время не имел полезного применения, а лишь сжигался, нанося ущерб экологии. Но в 2012 году в 30 раз подняли штрафы за сжигание газа, и недропользователи начали искать ему применение: либо на газовых ТЭЦ как энергетический ресурс, либо перерабатывать и продавать, либо использовать для поддержания давления в скважине.
«Главное месторождение региона — Верх-Тарское — уже сталкивается с проблемой обводненности продукции, высокой степенью выработанности запасов, следовательно, и высокой себестоимостью добычи. На сегодняшний день у нас объем добываемой нефти не превышает 350 тысяч тонн в год, при этом остаточные извлекаемые запасы составляют около 30 миллионов тонн. Возникает необходимость доразведки месторождений с применением новых технологий. В этом контексте крайне перспективным является изучение палеозоя, то есть нефтяных отложений, залегающих на глубине 3—5 тысяч метров. Сейчас уже “Газпромнефть” ведет проект по изучению палеозоя на месторождениях Томской области, не исключено, что этот проект затронет и север Новосибирской области», — рассказывает Ирина Филимонова.
Какова газоносность нашего региона?
«НСО не является главным регионом наших исследований в направлении поиска перспективных газоносных областей и прогноза добычи, основное внимание обращено на восток и Арктическую зону, где потенциал значительно выше. Добыча газа в Новосибирской области сегодня не ведется», — говорит Ирина Филимонова.
Классический в нашем восприятии газ — энергетический. Он залегает в месторождениях как свободный, является сложносоставным и характеризуется разным качеством. В состав газа примерно входят: 95 % — метан и остальные 5 % — этан, пропан, бутан, гелий и прочие. Наиболее востребованным является метан, остальные примеси можно использовать как сырье для химической промышленности. В России в основном выделяют метановую фракцию и реализуют ее на внутреннем и внешнем рынках. Основной центр добычи газа в нашей стране — Ямало-Ненецкий автономный округ. Для энергетики качество добываемого сырья здесь высокое, в отличие от продуктов месторождений на востоке, где содержится больше фракций, востребованных в нефтегазохимии.
В Новосибирской области добывается только попутный газ в составе смеси нефти, который долгое время никак не применялся и сразу после дегазации сжигался. Для нефтяных компаний его утилизация является большой проблемой. Недропользователи в этом случае зарабатывают на добыче и продаже нефти, а попутного газа при этом получают немного, он сложный по составу, его нельзя просто отправить покупателю. Необходимы установки для переработки, которые на сегодняшний день отсутствуют.
Еще одна проблема газовой отрасли — сложности с транспортировкой. Самый простой и дешевый способ — трубопровод. Нефть, например, можно возить в любой емкости, в которую она войдет. С газом всё немного сложнее: чтобы транспортировать на большое расстояние, допустим на другой континент, необходимо его перевести в жидкое состояние, что делается на специальных заводах. При этом получателю также необходимо иметь предприятие, на котором будет проводиться регазификация. В рамках одной страны газ можно перевозить и цистернами, но только после сжижения. Если же рассматривать транспортировку по трубопроводу, то возникает проблема недостаточных коммуникаций. Лучше всего обстановка в западной части России, где в относительной близости от месторождения широкая сеть трубопроводов, большинство труб достигают диаметра 1,4 м. Газовое направление на востоке страны пока что находится на ранней стадии развития.
«На сегодняшний день в нашей стране существует серьезная проблема газификации восточных регионов. Если центральная часть газифицирована более чем на 95 %, то на Дальнем Востоке не больше 5—7 %. В среднем по стране показатель близится к 70 %. Уровень газификации Новосибирской области составляет около 30 %, существуют проблемы с финансированием, однако активно идет строительство газораспределительных сетей и развитие региональных программ поддержки населения», — рассказывает Ирина Филимонова.
Андрей Фурцев
Фото предоставлено Романом Шелепаевым (1) и из открытых источников.
Природные ресурсы, по которым мы ходимНаука в Сибири (sbras.info), 3.09.2020
Природные ресурсы, по которым мы ходимНовости сибирской науки (sib-science.info), 3.09.2020