В настоящее время исключительное значение приобретает освоение природных богатств Арктической области нашей планеты и, прежде всего, огромных минеральных и энергетических ресурсов ее недр. В решении этой задачи особая роль принадлежит бурению скважин. Бурение – наиболее эффективный и информативный метод изучения глубинного строения недр, поиска, разведки и добычи полезных ископаемых, а также освоения подземного пространства. Высокая производительность, низкая себестоимость, информативность, безопасность и целый ряд других преимуществ современных технологий проходки и сооружения скважин определяют все возрастающую роль бурения в научной и производственной сферах деятельности человечества.
В настоящее время исключительное значение приобретает освоение природных богатств Арктической области нашей планеты и, прежде всего, огромных минеральных и энергетических ресурсов ее недр. В решении этой задачи особая роль принадлежит бурению скважин. Бурение – наиболее эффективный и информативный метод изучения глубинного строения недр, поиска, разведки и добычи полезных ископаемых, а также освоения подземного пространства. Высокая производительность, низкая себестоимость, информативность, безопасность и целый ряд других преимуществ современных технологий проходки и сооружения скважин определяют все возрастающую роль бурения в научной и производственной сферах деятельности человечества. Сможет ли наша страна эффективно и безопасно использовать этот метод в сложнейших горногеологических и природных условиях Арктики?
Начальный этап бурения на Севере
Планомерное освоение северных, северо-восточных и арктических районов в нашей стране началось еще в 1930-х годах и было связано с поисками, разведкой и эксплуатацией континентальных месторождений полезных ископаемых (Кольский полуостров, Ухта, Воркута, Норильск, Якутия, Колыма, Чукотка). К арктическому шельфу мы вышли в 1962 г., когда на берегу Обской губы Карского моря было открыто Тазовское нефтяное месторождение. Спустя пять лет на арктическом шельфе в районе Аляски нефтяники США открыли месторождение Прадхо-Бей.
Существовавшая в СССР система профессиональной подготовки специалистов для нужд промышленности и эффективная деятельность научно-исследовательских институтов обеспечили развитие комплексной базы инженерных знаний для проведения исследований и опытно-конструкторских разработок с целью создания новых способов и технологий сооружения и оборудования скважин в районах распространения многолетней мерзлоты. В 1960–1980-х годах в нашей стране новые технологии и технические средства широко внедрялись при бурении поисково-разведочных и эксплуатационных скважин. Это бурение с гидравлическим и электрическим забойным приводом породоразрушающего инструмента: бурение с применением гидравлических и пневматических ударных машин; бурение с использованием специальных промывочных сред (низкотемпературных буровых растворов, сжатого воздуха и газожидкостных смесей); бурение наклонно-направленных скважин; кустовое бурение; бурение на депрессии; строительство глубоких скважин и т.д.
Первая программа систематического сверхглубокого континентального бурения с научными целями была разработана и осуществлена в Советском Союзе. Основополагающие идеи этой программы были сформулированы в 1960–1962 гг. В мае 1970 г. на севере Мурманской области в 10 км от города Заполярный началось бурение Кольской сверхглубокой скважины. Ее проектная глубина – 15 км. В 1991 г. бурение было прекращено на глубине 12262 м. Кольская скважина до сих пор остается самой глубокой в мире. В 1977 г. было начато бурение Саатлинской скважины в Куринской впадине на территории Азербайджана. Проектная глубина этой скважины – 11 км, но по некоторым причинам бурение остановили на глубине 8324 м, не выполнив всех научных задач.
Уникальным долгосрочным и крупномасштабным экспериментом того времени стала Континентальная научная программа бурения сверхглубоких исследовательских скважин, реализацией которой занималось Министерство геологии СССР при поддержке Госкомитета по планированию и Госкомитета по науке и технике в рамках централизованной системы экономики и бюджетного финансирования. В ходе реализации этой программы был установлен мировой рекорд глубины бурения при строительстве сверхглубокой Кольской скважины СГ-3 – 12262 м. Кроме того, были успешно опробованы следующие технологии:
- бурение скважин с использованием забойных редукторных гидравлических двигателей и высокопрочных легкосплавных бурильных труб;
- роторно-турбинное бурение скважин большого диаметра;
- бурение без подъема бурильной колонны с использованием съемного инструмента (керноприемников, породоразрушающих и специальных инструментов, забойных двигателей);
- технологии отбора керна в твердых абразивных породах.
Преимущества технологии применения забойных двигателей были настолько очевидны, что разведка и разработка практически всех сибирских и прибрежных шельфовых месторождений нефти и газа в нашей стране до сих пор ведутся наиболее прогрессивным методом кустового бурения скважин.
К сожалению, далеко не все результаты выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, несмотря на их потенциал, удалось довести до широкого практического применения. Производимые нашей промышленностью буровое оборудование и инструменты, системы механизации, автоматизации технологических процессов и операций, методы и аппаратура для получения промысловой информации и управления технологическими процессами, качество используемых материалов и пр. часто уступали зарубежным аналогам.
Обладая большим опытом бурения скважин в условиях вечной мерзлоты при поисках, разведке и разработке крупнейших месторождений углеводородов Сибири, Севера и Северо-востока нашей страны, Россия в настоящее время не готова самостоятельно эффективно осваивать огромные ресурсы, сосредоточенные в ее секторе Арктики.
Зарубежный опыт
Во второй половине ХХ в. зарубежные, в первую очередь, крупнейшие транснациональные нефтегазовые компании, озабоченные истощением разрабатываемых ими месторождений, прежде всего на суше, активизировали свою деятельность на морских шельфах и примыкающих к ним участках континентального склона и его подножия. Этому способствовал и существенный рост мировых цен на нефть.
В 1957 г. в США была начата реализация первой научной программы морского бурения «Mohole», позволившей создать такие технологии морских нефтегазовых работ, как динамическое позиционирование морских буровых судов и платформ над устьем скважины в процессе ее бурения, повторный вход в подводные скважины при глубинах воды до 3 000 м, отбор керна из отложений и пород морского дна для детального изучения продуктивных горизонтов. Эти исследования были успешно продолжены в рамках международных проектов «Deep Sea Drilling Project» (1966–1983 гг.), «Ocean Drilling Program» (1985–2003 гг.), «Integrated Ocean Drilling Program» (c 2003 г.) и др., способствуя новаторству в области развития буровых технологий, совершенствованию технических средств, решению сложных организационных и экологических проблем освоения ресурсов морей и океанов. Однако наша страна в этих проектах практически не участвовала.
За более чем сорокалетний период работы на арктическом шельфе США и Канады ведущие частные нефтегазовые компании при активной финансовой и научной поддержке национальных правительств, заинтересованных в освоении новых ресурсов углеводородного сырья, пробурили здесь более 200 исследовательских, поисково-разведочных и эксплуатационных скважин. Был накоплен огромный опыт сооружения таких скважин в акваториях с ледовым покровом. Такой же опыт есть у нашего соседа по арктическому шельфу – Норвегии. В настоящее время она ведет разведку и разработку нескольких крупнейших месторождений в Норвежском и Баренцевом морях, в том числе одного из самых продвинутых в мире газопромысловых объектов – глубоководного месторождения «Ormen Lange». Здесь впервые была широко использована новая технология бурения и эксплуатации скважин с обустройством их устья на морском дне, позволяющая в значительной степени снизить стоимость работ и уменьшить технические и экологические риски их выполнения. Надо отметить, что при проектировании технологии извлечения свободного и гидратного газов из этого месторождения был учтен российский опыт разработки Мессояхского газогидратного месторождения в Западной Сибири.
Освоение арктических ресурсов – залог нашей безопасности
Освоение шельфовых газогидратных залежей в арктических районах – важный шаг в научно-техническом развитии страны, осуществляющей эту разработку.
Обладая огромными запасами углеводородного сырья на континенте, мы поздно вышли с исследованиями и поисково-разведывательными работами на арктический шельф (1981 г.). У нас не было необходимого опыта, специальных технологий и техники для бурения скважин на шельфе в суровых условиях Арктики. В первую очередь не хватало специальных судов и морских платформ, даже для бурения на мелководье. Из-за отсутствия финансирования и собственных производственных мощностей аренда и строительство морских платформ, способных работать на арктическом шельфе, затянулись на многие годы. За период 1982–2003 гг. было пробурено всего 48 скважин, причем работы велись только в летний период, когда море освобождалось от ледового покрова.
Первая морская ледостойкая стационарная платформа (МЛСП) «Приразломная», предназначенная для бурения и освоения одноименного месторождения на нефть в экстремальных условиях Арктики, была заложена в декабре 1995 г. на ПО «Севмаш». Основу ее конструкции составили блоки прослужившей двадцать семь лет платформы «Hutton», которая была выведена из эксплуатации в Северном море и приобретена в Норвегии в 2002 г. компанией «Севморнефтегаз». Только за время перестройки платформы пять раз менялся ее проект. Сейчас она проходит испытания в северной части шельфа Печорского моря. Все буровое и вспомогательное оборудование, системы управления, механизации и автоматизации производственными процессами поставили зарубежные компании. Месторождение было открыто в 1989 г., проектный период коммерческой добычи составляет 22 года, такой же срок отведен на организационно-подготовительные работы.
Очевидно, что нынешний уровень организации и проведения буровых работ на арктическом шельфе не позволит России в ближайшее время успешно выполнить задачи по эффективному освоению его природных богатств, а это основное условие нашей безопасности в регионе. Ни военное присутствие, ни пограничные кордоны не обеспечат безопасное и стабильное развитие этого региона, предусматривающее обязательное сохранение уникальной арктической природы и ликвидацию экологических загрязнений, допущенных в предыдущие десятилетия, прежде всего, из-за нашего военного присутствия (свалки металла, ГСМ, радиоактивных и токсичных отходов и пр.).
Для решения этих задач необходима разумная и эффективная политика международного сотрудничества, которая позволила бы в полной мере использовать положительный опыт, имеющийся у наших соседей по Арктике. В международных соглашениях по совместной разработке природных ресурсов не должно быть ни субъективизма (вчера State Oil, BP, сегодня ExxonMobil), ни монопольного права на разработку шельфа нашими госкомпаниями без проведения аукционов, детальных проработок экологических проблем и оценок рисков безопасного проведения работ по освоению этих территорий. Катастрофа в Мексиканском заливе, произошедшая на одной из глубоководных морских платформ фирмы «BP», в условиях Арктики может достигнуть совсем других масштабов и иметь другие последствия, если учесть то обстоятельство, что и там, и здесь присутствуют мощные отложения природных газовых гидратов (с ними, например, связывают катастрофу, вызванную самым крупным в мире подводным оползнем Сторегга (возраст 8200 лет) площадью 90 тыс. км2, равной одной трети площади Норвегии). Совместное российско-норвежско-французское предприятие, созданное для разработки крупнейшего на шельфе Баренцева моря Штокмановского газоконденсатного месторождения, из-за сложных технических и экологических проблем до сих пор откладывает принятие окончательного инвестиционного решения по реализации разработанного проекта.
В настоящее время непременным условием нашей национальной безопасности является возрождение прежнего уровня профессиональной подготовки специалистов для работы в условиях перехода на энергосберегающие экологически чистые инновационные технологии бурения скважин во все усложняющихся горногеологических и природно-климатических условиях. А это невозможно без целевого долгосрочного финансирования научных исследований и разработок со стороны как государства, так и частного бизнеса, без кооперации с ведущими зарубежными научными центрами и компаниями, без практического участия в международных проектах и мероприятиях.
Наша страна уже сейчас представляет собой огромный рынок потребления зарубежных технологий, технических средств, новых материалов. Хватит ли у нас природных богатств, чтобы за все это платить? И на какой срок их хватит, если мы потеряем возможность активно участвовать в современном техническом прогрессе, и будем лишь грамотным потребителем зарубежных разработок? Вот где угроза нашей национальной безопасности и, возможно, нашей национальной независимости.
