Scienty

— Модель помещается на столе. А какого размера в реальности этот кратер?

— Здесь глубина первоначально была 40 м. Это 17-й кратер, но это первый кратер, который мы сделали в цифровом виде. Когда мы только начинали работать в 2014 г., у нас не было технологий и беспилотников, но сейчас мы гораздо лучше оснащены. Мы теперь точно знаем, как это происходило: за счет теплового потока или флюидопотока соленых растворов в подземном массиве льда образуется полость, заполняется газом. Давление газа постепенно повышается, в итоге полость все еще продолжает расти, начинается пучение поверхности земли под газодинамическим воздействием. На пределе прочности пород верхняя часть полости взрывается и образуется кратер. Порода верхней части летит в разные стороны, разлет 300 м — это не предел. В одном случае, согласно свидетельству коренного населения, они встречали выброшенные образцы почти до километра. Крупные падают рядом, размеры измеряются одной-двумя сотнями кубометров.

— И они горячие?

— Нет, сначала холодные, как из холодильника. Летят мерзлый грунт и куски чистого льда. Они разлетаются на разное удаление. Если это летнее время, то от их падения образуются импактные структуры, подобия ударных кратеров. Одна из первоначальных гипотез других ученых была в том, что выбрасывается огромный массив, 10–20 тыс. м³. Некоторые члены академии пишут, что это соизмеримо с ядерным взрывом. На самом деле здесь гораздо меньшее давление, потому что взрывается только сводовая часть. Это нас кардинально отличает от других представителей науки, наших оппонентов. Первоначальную гипотезу я сформулировал, стоя на краю первого кратера. Мне было все понятно, но понадобилось десять лет, чтобы оппоненты начали признавать мою точку зрения. Они сначала шли по традиционному пути, что это разновидности, хоть и с газом, криогенных бугров, которые геологи называют булгунняхами, с примесью газа. А я доказал, что это газодинамическое пучение.  

— Насколько опасны такие явления на суше?

— Мы тесно сотрудничаем с представителями коренного населения Ямала, они нам часто поставляют оперативную информацию по интернету или телефону. В 2017 г. сообщили следующее. Семья пасла своих оленей у реки недалеко от поселка Сеяха, в русле которой образовался бугор. Мы потом это ретроспективно восстановили из космоса, когда разбирались, что и как произошло. Этот бугор достаточно активно рос в течение трех лет, стал плотиной на пути течения реки, река стала его огибать, проложив новое русло. Но еще она его размывала, ускоряя в итоге событие взрывного плана.

Это произошло 28 июня 2017 г. утром. Женщина из коренного населения часто поднималась на этот бугор, как на холм, и смотрела, где пасутся олени. В этот раз она тоже поднялась. Она сказала, что почувствовала, что бугор под ней дышит. Мы объясняем это по-научному тем, что, видимо, шли сотрясения перед взрывом, небольшие сейсмические события под действием дополнительных выхлопов газа в эту подземную полость.

Хорошо, что она не ученый, — так бы она стала анализировать, что происходит. Я бы точно никуда не побежал. А она испугалась и побежала. Отбежала метров на 200, и тут сзади — сильнейший взрыв. И она, и муж, и другие люди увидели огромное пламя. Полетели куски на расстояние больше 300 м. Слава богу, в нее не попало, но газ тут же воспламенился. Достаточно длительное время мы пытались разобраться, с чем связаны воспламенения газа. Михаил Николаевич Окотэтто, очень известный человек на Ямале, блогер и краевед, находился в 30 км. У него есть видеоаппаратура. И он мне позвонил и сказал, что наблюдает очередной взрыв, примерно в 30 км от него в северо-западном направлении, ведет видеосъемку.

— Такие явления они наблюдают регулярно?

— У них даже в легендах встречаются такие описания: земля разверзлась, огонь вышел… Конечно, это их пугало. Одно из таких упоминаний, которое нам было названо как раз Михаилом Николаевичем, — это озеро Сэрто, он услышал это от отца. Мы эту информацию проверили и увидели кратероподобный объект, который оказался не в озере, а на самом его краю. Просто когда люди смотрят издалека, им кажется, что этот выброс газа был прямо из озера. Мы считаем, что это тоже кратер, но, к сожалению, это событие было так давно, что космических данных еще не было, чтобы мы могли перепроверить по ретроспективным показателям.

— Что делать со всей этой информацией?

— Одна из основных причин, почему Россия активно развивает свою деятельность в Арктике, это добыча углеводородов — нефти и газа. Арктика невероятно богата нефтью и газом — и на шельфе, и на сопредельной суше. Правда, есть неперспективные зоны, но если говорить о севере Западной Сибири, это очень высокоперспективно, это нефтегазоносный бассейн мирового уровня. Там уже налажена добыча на нескольких месторождениях. Среди них я особенно выделю самые северные: на Ямале — Бованенковское месторождение, где в 2012 г. началась добыча; это Новопортовское и Южно-Тамбейское месторождения. Соответственно, работают компании «Газпром» и «Новатэк». Рядом с Южно-Тамбейским месторождением происходят такие выбросы. Конечно, руководство компаний должно оценивать все виды рисков и серьезно воспринимать эту угрозу мощных выбросов, взрывов газа. Они всячески содействуют науке — мы сотрудничаем, подписаны соответствующие соглашения. Они нам помогают в том, что организуют логистику. Логистика очень сложная, добраться непросто. Главным образом вертолетом. Один день вертолета стоит почти 3 млн руб. Для науки такие деньги не по силам. Да и нефтегазовые компании сейчас очень рачительны относительно финансовых ресурсов. Нам часто приходится использовать попутные вертолеты, нас куда-то забрасывают и улетают дальше, потом, через несколько дней, забирают. Мы очень благодарны руководству компаний, потому что исследования, которые мы проводим, крайне важны.

— В чем смысл ваших исследований? Вы хотите научиться прогнозировать такие взрывы или помогать нефтегазодобытчикам использовать эти бессмысленные выбросы в воздух?

— Я бы сказал, главная задача — не допустить катастрофу в Арктике. Экологическая задача — наш приоритет. Эти выбросы нефтяники наблюдают давно. Так, в советские времена при бурении скважин, когда шло открытие новых месторождений, подчас происходил неожиданный выброс газа, образовывались кратеры, диаметр некоторых кратеров достигал сотен метров. Самый большой кратер от выброса углеводородов мы обнаружили в Мексике, на побережье Мексиканского залива, где до сих пор больше 100 лет идет извержение подземных флюидов, которые попадают в море. Там диаметр кратера 500 м.

И у нас, и в Азербайджане таких выбросов было огромное количество. Тогда понятия «экология» не было, главное — добыча. Вообще происходили страшные вещи, когда брали легкие фракции от добываемой нефти, а тяжелые фракции были не нужны, их просто сливали в Каспийское море. Так что там на дне — огромная подушка из тяжелых фракций углеводородов. Но это отдельная история.

В 1980 г., когда шло бурение скважины на Кумжинском месторождении вблизи побережья Печорского моря, произошел выброс, с которым боролись все специализированные институты страны в течение шести с половиной лет, — все взрывалось и горело. Газ выходил не только через этот кратер, рядом образовались другие. В это же время, в 1980-х гг., такое же было и на Ямале, в том числе на Бованенкове, и мы изучаем последствия этих выбросов. В те времена все это не особенно афишировалось, интернета не было, а информацией в газетах можно было управлять.

— Нынешние взрывы не имеют антропогенного характера?

— Тут все сложно. Очередной взрыв 30 августа этого года произошел около Бованенкова. Коренное население, как мы видим в интернете, винит нефтяников.

— А на самом деле?

— Техногенные кратеры и природные визуально почти неотличимы. Тем более со временем они становятся кратерным озером, чаще округлой формы, хоть и не обязательно. С каждым объектом необходимо разбираться — мы и разбираемся. Нам доступны космоснимки начиная с 1960-х гг., в данном случае мы используем американские спутники KeyHole программы Corona. Главным делом было подсматривать за развитием наших военных дел в СССР, но сейчас они доступны для науки, и мы их с удовольствием, с благодарностью используем в нашей работе. Но и современные спутники тоже. Здесь есть возможность ретроспективного анализа: что было 10, 20, 30 лет назад. Кроме того, сейчас американцы построили трехмерные изображения, цифровые модели рельефа местности на всю Арктику. Это колоссальное для нас подспорье — мы используем эти модели, они находятся в открытом доступе. Мы можем видеть по цифре практически сразу же, что было в 2011 г., в 2013 г. на месте конкретного объекта. И видим, что это были бугры. Мы также анализируем, что находится рядом. Если бы рядом с этим бугром, в километре, была пробурена скважина, мы бы очень серьезно задумались, не техногенное ли это, потому что там может происходить просачивание по заколонному пространству. Качество цементирования ствола скважин, надо сказать, не очень высокое как раньше, так и сейчас.

— А почему так?

— Это мировая, глобальная проблема: множество специалистов работают над разработкой пластичных цементных растворов. Но сказать, что эта проблема снята и решена, нельзя. Мы в этом направлении тоже сотрудничаем с «Газпромом», в первую очередь разрабатываем технологии выявления этих опасных подземных процессов. А это перетоки, просачивания газа с глубокого этажа, куда мы дошли с помощью нашей скважины до менее глубоких уровней, в том числе самых приповерхностных, где в мерзлоту происходит впрыск этого газа с формированием природно-техногенной залежи. А дальше этот газ будет искать какой-то выход — могут образовываться те же самые бугры пучения за счет природно-техногенного фактора. Но когда расстояние выброса газа составляет десятки километров от скважин, то вероятность техногенного выброса близка к нулю. А вот если это происходит вблизи скважин, необходимо проводить комплексные исследования. Компании в этом, без сомнения, заинтересованы.

— Причем с точки зрения не только экологии, но и экономики, потому что они теряют газ.

— Теряют, без сомнения. Эти потери измеряются в десятках миллиардов кубометров газа. Это многие миллиарды долларов. Плюс наносится вред экосистеме, что означает прямые финансовые потери на ликвидацию этих нежелательных явлений. Теперь что касается вашего вопроса о предсказании таких явлений — с этим существуют большие сложности. 

— Почему? Ведь извержения вулканов научились прогнозировать.

— Это совершенно неверно. Извержения вулканов можно мониторить поштучно: если поставить, как на Везувии, датчики — на вершине, на кратере, вокруг вулкана, то мы можем следить за его поведением. Сейчас на вершине Везувия в реальном времени сидит специалист, у него лаборатория, все анализируется, сравниваются шумы, которые идут от вулкана. Это мониторинг. И если он увидит, что спектр шума или форма сигнала изменились, он поднимет тревогу, начнется анализ — вплоть до решения об эвакуации населения.

Но спрогнозировать, что завтра взорвется такой-то вулкан в Италии, а послезавтра — такой-то вулкан на Камчатке, никто не может и вряд ли сможет. Если каждый вулкан окутать сетью сейсмостанций, то, вероятно, через 50 лет мы и до этого доживем. Если следить за каждым объектом эксклюзивно, то можно спрогнозировать, что начались события и в ближайшее время, скорее всего, произойдет извержение.

Так и тут: подобных бугров на Ямале мы обнаружили из космоса больше 7 тыс. При этом мы ограничены — можем видеть и посчитать средние и крупные бугры, а маленькие — в пределах точности космоснимков, их сосчитать невозможно. На самом деле их в разы больше с учетом небольших бугров. Далеко не все из них опасны. Те, которые изучала наука в течение десятилетий, — это булгунняхи, или бугры криогенного пучения. Их природа более или менее понятна. Но мы изучаем новое взрывное явление — есть определенные признаки, по которым мы можем ранжировать бугры, что эти более опасны, а эти — менее. Этим мы занимаемся. Но все равно более опасных заведомо больше тысячи.

— Их и надо анализировать?

— Да. Имеет ли смысл нам сейчас анализировать какой-то бугор на удалении тысячи километров от районов жизнедеятельности человека? Важно это делать там, где города, промыслы, инфраструктура: трубопроводы, железная дорога и т.д. Сейчас на Бованенкове и не только там выделены наиболее опасные бугры. Этим летом там работал целый альянс нескольких академических институтов — кроме нас Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН и Институт криолитосферы Земли СО РАН. Каждое подразделение использовало свои технологии, в том числе сейсморазведку, электроразведку. Мы использовали БПЛА, на воде — георадарную сьемку, эхолокацию, также сейсморазведку, когда необходимо. Столь масштабные исследования по буграм пучения проводились впервые. Расстояние от одного из этих бугров до промыслового газопровода — 16 м. Если он взорвется, очень высока вероятность, что он повредит этот газопровод, произойдет как минимум аварийный выброс газа. На промысле это будет не столь большая проблема, все это быстро остановят, купируют, но тем не менее, конечно, это нежелательно.

Один из исследованных объектов был обнаружен на Ямале на Бованенковском месторождении как кратер взрыва в 2020 г. Мы там провели специальную экспедицию. Это была самая сложная экспедиция — вспомните, что было в это время: разгар пандемии. Мы все боялись даже подойти друг к другу. Произошел взрыв — из космоса отследили, координаты выяснили, а как поехать, еще и на промысел, еще и провести такие работы? Правительство ЯНАО поддержало, мы прибыли в Салехард, нас поселили в гостинице «Арктика», где мы были единственными жильцами. За дверями на нас поставили какие-то облучающие устройства — вдруг москвичи привезли COVID-19? Потом долго была нелетная погода, мы ждали вертолет… Тем не менее все состоялось, хотя мы дважды сдавали обратные билеты.

Мы были вознаграждены. Попали на объект С17, провели съемку, опубликовали результаты в России и за рубежом в очень высокорейтинговом журнале, были очень большой резонанс и высокая ссылаемость. Так что иногда приходится преодолевать колоссальные препятствия. Но упорство и труд все перетрут.

Особо важно то, что мы строим трехмерные цифровые и физические модели, в том числе в виртуальной реальности. Это позволяет сохранить цифровые двойники уникальных объектов взрывов газа навечно.

— Какие исследования вы проводите в настоящее время?

— Только что завершилась очередная экспедиция, вторая в этом году, а первая была в середине мая. Вблизи Бованенкова были успешно исследованы подземные пространства огромных полостей — пещер, до взрывов заполненных газом, а после взрывов бугров пучения образовались два новых кратера — С22 2023 г. и С23. Обработка материалов завершена, построены трехмерные модели, в том числе в виртуальной реальности, и уже опубликована статья. Второй кратер образовался совсем недавно — 30 августа 2024 г., при этом произошло самовоспламенение газа. Для этих двух объектов также были детально исследованы подземные пространства огромных полостей и построены трехмерные модели, в том числе в виртуальной реальности. Материалы этих исследований очень полезны для повышения безопасности недропользования.

— Перед вами лежит книга «”Газпром добыча Ямбург”: 40 лет инновационного развития». О чем она?

— Мы сотрудничаем с «Газпромом» по повышению эффективности, технологической и экологической безопасности функционирования промыслов с точки зрения мониторинга возможных заколонных перетоков и формирования природно-техногенных залежей. Совместно запатентовали эту технологию, она готова к реализации на месторождении Каменномысское-море в Обской губе. Цель — мониторить, контролировать возможные перетоки газа, чтобы предпринять определенные шаги, если это происходит, поскольку могут возникнуть неконтролируемый выброс газа и воспламенение всей платформы. Такие вещи были в мире многократно, многие десятки, если не сотни платформ погибли из-за этого, некоторые полностью с экипажем.

В этом году «Газпром добыча Ямбург», дочернее предприятие «Газпрома», добывающее около 20% газа страны, отмечает 40-летний юбилей успешной работы. Выход монографии приурочен к этому событию. Среди ее авторов есть несколько представителей науки, в том числе и я участвую с нашими совместными разработками. По сути, речь идет о внедрении наших разработок, которые могут тиражироваться на другие предприятия.

В своей научной жизни мне довелось довести многие результаты до практической реализации во множестве крупных компаний нефтегазового профиля, а также в сервисных компаниях, проводящих геофизические нефтегазопоисковые исследования. Во времена СССР это было легче делать: тогда было практически полностью внутреннее самообеспечение технологиями, техническими и программно-алгоритмическими средствами из-за действующих на Западе ограничений по отношению к нашей стране. После распада СССР был нанесен серьезный удар по отечественной фундаментальной и прикладной науке, приведший к засилью всего импортного, что подорвало в России и науку, и производство практически во всех отраслях. Но начиная с 2014 г. результаты наших работ постепенно становятся все более востребованными. Это очень отрадно и вселяет большой оптимизм.