Заведующий лабораторией физики землетрясений ИМГиГ, кандидат физико-математических наук А.Коновалов: "Пока нефтеразработки не повлияли на сейсмичность Сахалина, но такая опасность существует"

            - Это - проблема техногенной сейсмичности, или ее называют наведенной, индуцированной, стимулированной - это все синонимы. То есть сейсмичность, которая возникла в результате внешнего воздействия. Ее либо не было в данном районе или была, но гораздо позже в своем естественном цикле. А тут человек внедрился, вмешался в этот процесс, и сейсмичность ускорилась, при этом запустился триггерный механизм - еще один синоним. То есть появилась техногенная сейсмичность, связанная с нефтегазовой разработкой, с внедрением в недра, изменением каких-то свойств геосреды. В целом эта проблема давно известна, ученые активно ею занимаются.

            Много было дискуссий. Была доля скептицизма. Многие считали, что этой проблемы на самом деле нет, просто совпали разработка месторождения и сейсмическая активность, которая была в данном районе.

            Всем известно такое понятие как гидроразрыв пласта. Его применяют, чтобы повысить коэффициент извлекаемости нефтепродуктов. Обычно закачивают жидкость в пласт под давлением, которая создает там избыточное поровое давление и оно приводит к образованию микротрещины в пласте. По сути - это аналог техногенного землетрясения. Так вот эта микротрещина раскрывается, туда закачивается специальный раствор, удерживающий трещину. В результате увеличивается пористость среды и повышается таким образом извлекаемость нефтепродуктов.

            - Да. У меня нет сведений - применяется ли гидроразрыв на Сахалине при нефтеразработках. Но на многих месторождениях этот метод используют. В августе 2016 года произошло сильное землетрясение в Оклахоме в США, это тоже Клондайк, как Сахалин, где есть нефть и газ и сланцевые месторождения. Там как раз Геологическая служба США зарегистрировала землетрясение с магнитудой 5.6, это примерно такое же по силе событие как было у нас на севере Сахалина в этом году 14 августа в районе Онор. Но на Сахалине не было разрушений, слава Богу, но землетрясение было ощутимым, люди выскакивали из домов и боялись заходить обратно какое-то время. Но это событие произошло у нас на глубине 10 км. А в Оклахоме техногенное землетрясение было поверхностным, и оно вызвало гораздо большее сотрясение земной поверхности, где-то даже были разрушения, там ввели режим ЧС. И в США нет никаких разногласий среди ученых, что это было техногенное землетрясение, связанное с добычей сланцевой нефти, не смотря на то, что интенсивность операций по гидроразрыву там резко снизилась за последние годы.

            После такого события нет никаких сомнений, что этот эффект есть. Надо соответственно оценить возможный сценарий - к чему это может привести, для того, чтобы заложить техногенные риски еще на этапе изыскания и проектирования разработки месторождения. Соответственно нужно строить трубопроводы и всю инфраструктуру с учетом возможных сейсмических воздействий, которые могут быть вызваны разработкой месторождения.

            - Я работаю в институте с 2003 года и к этой проблеме подключился в 2006 году. Я сам ездил по северу Сахалина и искал места для установки автономных сейсмостанций, которые нам передали нефтегазовые компании для изучения сейсмичности в районе их месторождений. Мы тогда выстраивали новое направление, связанное с прикладным аспектом науки.

            Проблема в том, что если бы месторождения разрабатывались на большом удалении друг от друга, то для каждого из них можно было определить систему мониторинга, посмотреть фоновый режим, зафиксировать динамику начавшихся каких-то изменений. Но системы мониторинга недостаточно для таких экспертных оценок. Надо проводить моделирование, вводить исходные данные - сколько жидкости закачивается, сколько нефтепродуктов извлекается, задавать физические параметры среды и оценить таким образом какой это вызовет эффект через 1 год, 10 лет, 100 лет и т.д. В совокупности это даст экспертную оценку, какие могут быть максимальные магнитуды техногенных землетрясений, как может измениться период повторяемости. Такие работы отчасти мы реализовали.

            Мы взяли некие модельные консервативные оценки, например, для Пильтун-Астохского месторождения. На северо-восточном шельфе Сахалина расположены разломные зоны. У нас получилось, что сейсмичность этого района изменится не более чем на 5% от фонового режима. Вроде это не сильно большой показатель, который может повлиять на итоговые оценки сейсмической опасности. И данные наши пока показывают, что естественный фон там пока не изменился. Вроде как все нормально. Но мы понимаем, что в том районе месторождения натыканы одно за другим и с каждым годом какое-то новое вводится в эксплуатацию. Когда все эти месторождения будут одновременно эксплуатироваться, тогда как раз это может и привести к тому кумулятивному эффекту, который произошел в Оклахоме.

             - Ну да, когда месторождения друг с другом соседствуют.

            - Пока да. Мы неоднократно выступали на площадках правительства Сахалинской области и призывали компании объединить усилия и сделать одновременную общую оценку сразу по всем местам нефтеразработок. Пока каждая компания отдельно проводит оценку сейсмической опасности и других геологических рисков, учитывая влияние конкретного их месторождения на окружающую среду. А лучше сделать в разрезе всех компаний и всех месторождений, которые сейчас находятся в разработке.

            Мы в этом году опубликовали статью в международном научном журнале по этим исследованиям. И там была аналогичная статья иностранных коллег, которые наблюдали, что на сейсмичность влияет также утилизация промысловых вод, когда жидкость для захоронения закачивают в пласт под давлением. И это тоже может повлиять на сейсмичность. Сейсмичность, по данным иностранных коллег, в таком случае может измениться даже больше чем на 100%. Если, предположим, сейсмические события происходили с повторяемостью раз в 100 лет, что значит измениться на 100%? Изменить ее вдвое! То есть период повторяемости сократится, и следующее землетрясение произойдет через 50 лет. А если землетрясения происходили раз в 10 лет?!

            В разломах есть слои более пористые и более проницаемые для воды. А у нас на Сахалине таких слоев, коль среда вся состоит из разломов и микротрещин, - куда не ткни, всегда что-то есть. Большинство наших месторождений расположены в зонах разломов! Какие-то удалены, какие-то нет, какие-то зоны неактивны были долгое время и закачка может вызвать активизацию. Это экспертный прогноз и нужно учесть всевозможные оценки еще на этапе проектирования разработки месторождения. И мы выходим на компании с этим предложением.

            Мы создали свою технологию моделирования в рамках реализации федеральной программы Минобрнауки по прикладным научным исследованиям, которые должны быть коммерциализованы и представлены компаниям.

            - Возможно. Тоже об этом думаем. Сейсмическому мониторингу компании и так уделяют внимание.

            Мы стараемся объединить все возможные сети наблюдений, тогда эти услуги станут дешевле, и с разработкой нового месторождения не надо будет делать новую сеть станций, новую систему вычислений, хранения и обработки. Есть "ядро" и потихоньку его надо наращивать, нефтегазовым компаниям и заинтересованным организациям предоставлять данные по сейсмическому мониторингу.

            - Трудно сказать. Тот же Нефтегорск (разрушительное Нефтегорское землетрясение 1995 года на севере Сахалина - ИФ) до какого-то времени относили к техногенным событиям. И многие до сих пор считают его техногенным. И такая точка зрения имеет право на существование. Но по своим свойствам этот район ранее относили к слабой сейсмичности, он не был проявлен. Мы считаем, что пока на Сахалине происходят природные землетрясения.

            Но другое дело, что возможно период повторяемости землетрясений магнитудой 7 для нефтегорской зоны где-то порядка 1 тыс. лет. А мы тысячу лет не наблюдаем, сейсмические наблюдения в нашей стране ведутся 100 лет, более детально - последние 10 лет. Поэтому естественно не все зоны изучены. Опыт показывает, что все зоны у нас опасны, но у каждой зоны разный период повторяемости - где-то чаще, а где-то реже.

            - Да.

            Из-за небольшого периода сейсмических наблюдений не понятно, на какой стадии находится сегодня среда в районе разработок конкретных углеводородных месторождений, может она по своим природным циклам уже на стадии подготовки к землетрясению. Современная методология оценки сейсмической опасности учитывает все возможные неопределенности, различные мнения экспертов и закладывает их в общую модель, которая показывает вероятный сценарий для каждого района. Важно иметь это модельное представление и заложить туда уже реальные данные, которые мы сегодня получаем с нашей сети сейсмостанций.

            Поэтому мы продолжаем установку новых станций. И надеемся, что компании и власти поддержат нашу идею о комплексном сейсмическом мониторинге одновременно на всех месторождениях.