Выбросы газа из криолитозоны полуострова Ямал
Предварительные результаты экспедиции 8 июля 2015 г.
В.И.БОГОЯВЛЕНСКИЙ,
член-корреспондент РАН, д.т.н., заместитель директора по науке, заведующий лабораторией «Шельф»
Институт проблем нефти и газа РАН (ИПНГ РАН), профессор РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина
vib@pgc.su
A.В. МАЖАРОВ,
заместитель губернатора
ЯНАО
B.А. ПУШКАРЕВ,
директор
Российский центр освоения Арктики (РЦОА)
И.В. БОГОЯВЛЕНСКИЙ,
научный сотрудник
Институт проблем нефти и газа РАН
В статье приведены предварительные результаты экспедиционных исследований на ряде объектов, включая воронки газовых выбросов, расположенных южнее Бованенковского месторождения. Показано, что выбросы газа на Ямале являются недостаточно изученным явлением, которое происходило в далеком прошлом и будет повторяться в будущем.
Ключевые слова: выбросы газа, кратеры, воронки газового выброса, полуостров Ямал, озера Ямала, криолитозона, многолетнемерзлые породы, Бованенковское месторождение.
GAS EMISSIONS FROM THE YAMAL PENINSULA PERMAFROST AREAS
Preliminary results of the expedition dated 8th July 2015
V.BOGOYAVLENSKY, A.MAZHAROV, V.PUSHKAREV, I.BOGOYAVLENSKY, Oil and Gas Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Gubkin Russian State University of Oil and Gas, Government of the Yamal-Nenetsk District, Non commercial partnership «Russian Centre of the Arctic Development»
The article presents the preliminary results of field research in a number of facilities, including craters of gas emissions, located south of the Bovanenkovo field. It is shown that the emissions of gas on the Yamal Peninsula are poorly understood phenomenon that occurred in the past and will be repeated in the future.
Key words: Gas emissions, crates of gas blowout, Yamal Peninsula, lakes of Yamal, permafrost, Bovanenkovo field.
В 2014 - 2015 гг. мировую известность получил гигантский кратер, обнаруженный в Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО) в 30 км к югу от Бованенковского нефтегазоконден-сатного месторождения (НГКМ). Вскоре выяснилось, что данный объект, называемый в многочисленных научных и информационных публикациях «Воронкой Ямала», имеет ряд аналогов, от которых он отличается, в основном, своими размерами - средние диаметры
кратера и бруствера 26 и 37 м, а глубина - около 50 м.
Воронкам, обнаруженным на полуостровах Ямал и Гыдан, посвящены исследования авторов, опубликованные в ряде журналов, включая «Бурение и нефть» (№9 и 10 за 2014 г., №6 за 2015 г) [1, 2, 3, 4, 5, 6 и др.]. В созданной геоинформационной системе (ГИС) ИПНГ РАН воронка Ямала зарегистрирована как В1 [1, 2].
8 июля 2015 г при поддержке губернатора ЯНАО Д.Н. Кобылкина состоялась
Рис. 1. Воронка на Ямале. Состояние 8 июля 2015 г. (фото В.И. Богоявленского - из вертолета)
эксклюзив
щ
Рис. 2. Космоснимки объекта В2 вблизи Бованенковского месторождения до (а - Bing) и после (б - Here) серии выбросов газа [3, 6]
очередная экспедиция, организованная авторами этого материала - заместителем губернатора А.В. Мажаро-вым, директором Российского центра освоения Арктики (РЦОА) В.А. Пушкаревым и заместителем директора ИПНГ РАН В.И. Богоявленским. Основные задачи экспедиции заключались в проведении мониторинга воронки В1, первом наземном обследовании объекта В2 (рис. 1) и рекогносцировочных исследованиях из вертолета и с поверхности земли около 20 других объектов, расположенных южнее Бованенковского НГКМ и выделенных в результате анализа космоснимков в ИПНГ РАН. Экспедиция была оснащена газоанализаторами («Джин-газ» ГСБ-3М-07 ЗАО «Фирма ВЕМ» и др.), тремя эхолотами различных модификаций (включая компактный, забрасываемый спиннингом), моторной лодкой, беспилотным радиоуправляемым катером и другим необходимым оборудованием. Сразу отметим, что газовый состав воздуха (кислород, углекислый газ, метан и сероводород) на всех объектах оказался на уровне фона, а данные промеров глубины водоемов преподнесли сюрпризы, о которых говорится далее.
В 2Ю1 4 - 2Ю1 5 гг. мировую известность получил гигантский кратер, обнаруженный в Ямало-Ненецком автономном округе в 30 км к югу от Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения.
При визуальном анализе состояния воронки В1 из вертолета сразу бросилось в глаза значительное повышение уровня воды, произошедшее, главным образом, в весенне-летнее время 2015 г (рис. 1). На поверхности водоема В1 плавают остатки льда. Замеренная температура воды в воронке составила всего 2 0 С, в то время как в соседнем мелком озере (замеренный максимум 3 м) она достигла 9 0 С. Это обусловлено ледяным составом стенок кратера, что было доказано во время экспедиции РЦОА в ноябре 2014 г., когда в кратер газового выброса впервые в мире спустились специалисты и провели ряд важных исследований [5, 6].
- ---
т
Ж2
Ч
Исследование озера В1 с помощью портативного эхолота показало расположение дна на глубине 46 м (хотя он сертифицирован до 40 м), при этом уровень воды поднялся с 25 августа 2014 г примерно на 25 м и находится на 10 м ниже самой низкой части бруствера. С учетом того, что большая часть породы бугра пучения обрушилась в воронку и покрыла дно (по нашим представлениям на 5 - 7 м), дно пустотного пространства будущего кратера находилось на глубине около 60 м, что несколько глубже, чем представлялось ранее.
8 июля 2D 1 5 г. при поддержке губернатора ЯНАО Д.Н. Кобылкина состоялась очередная экспедиция к «воронкам Ямала». Ее основными задачами было проведение мониторинга воронки В1, первом наземном обследовании объекта В2 и рекогносцировочные исследования из вертолета и с поверхности земли около 2D других объектов, расположенных южнее Бованенковского НГКМ.
Одной из основных задач экспедиции 8 июля 2015 г было проведение первого наземного исследования уникального объекта, имеющего в нашей ГИС код В2. Этот объект расположен в 20 км к северу от воронки В1 и в 10 км к югу от Бованенковского НГКМ. Проведенный ранее анализ космоснимков показал, что на его месте, как и на объекте В1, первоначально существовал бугор пучения (рис. 2 а) [3, 6]. Кроме того, был сделан вывод о нескольких разновременных выбросах газа разной мощности, на месте которых образовалось одно большое (100х50 м) и более 35 малых озер (рис. 2 б). Судя по датам космоснимков (рис. 2) событие произошло между 4 июля 2009 г и 21 июля 2013 г На рис. 3 приведена фотография объекта В2 из вертолета, подтверждающая наличие многочисленных небольших водоемов вокруг большого озера неправильной формы. Стало очевидно, что за прошедшее время основное озеро претерпело существенное изменение по форме и увеличилось в
Рис. 5. Остаток ледяного ядра булгунняха объекта В2 (фото И.В. Богоявленского)
размерах (главным образом в северной части) из-за активной термоденудации. Разлет крупных фрагментов породы, сохранивших близкую к первоначальной форму, наблюдается на удалениях от озера до 60 м. Но, судя по космоснимку (рис. 2 б, белесый фон) и наземным наблюдениям, существовал еще и грязевой выброс (фонтан?), изменивший значительную часть поверхности земли. Кроме того, вокруг большинства небольших озер, глубина которых не превышает 1 -1,5 м, а диаметр меняется в широком диапазоне от 0,2 до 8 м, наблюдаются хорошо сохранившиеся брустверы (рис. 4). Особенно необычно выглядят достаточно крупные брустверы около маленьких водоемов диаметром всего около 20 - 30 см, очень напоминаю-
Координаты всех канадских пинго давно известны, а в России им не уделялось достаточного внимания, хотя они представляют интерес не только для науки, но и для безопасного функционирования нефтегазовых промыслов и их периферийной инфраструктуры, а также других промышленных и жилых объектов. □дин из таких объектов, обнаруженный в 2Ю1 4 г. в центре Ямбургского НГКМ, явно угрожает безопасному функционированию газопровода.
щие жерла грязевых вулканов. Отметим, что классические выбросы грязевых вулканов инициируются аномальными пластовыми давлениями, создаваемыми газом. Однако выбросы грязи возможны и за счет давления, создаваемого промерзающими породами.
Северная часть озера В2 прилегает к подковообразному крутому обрыву с максимальной высотой в центральной части около 7,5 м, что обусловлено сохранившейся частью крупного поднятия булгунняха. В нижней части обнажения залегает кристально чистый лед с многочисленными трещинами, мощность которого максимальна в центральной(северной) части и минимальна в краевых частях подковообразного обнажения (рис. 5). Верхняя кромка льда находится на глубине 1 - 3 м ниже поверхности земли, а нижняя -однозначно ниже уровня воды в озере, что подтверждается наличием над водой небольших ледяных козырьков, существование которых объясняется более быстрым таянием подводной части льда из-за относительно высокой температуры воды в озере (8 - 9 0 С). Западная часть крутого берега разрезана узким щелеобразным оврагом с отвесными стенками высотой до 2 - 2,5 м. Вполне вероятно, что этот овраг является приповерхностным проявлением разлома, уходящего на большие глубины. Существование такого разлома в районе В2 подтверждается результатами региональных геофизических исследований и отмечалось нами с картографическим приложением в работе [2]. Кроме того, в работе [1] нами показано, что воронки В1 и В2 расположены в районе аномально высокого теплового потока, благодаря которому здесь возможна повышенная интенсивность субвертикальной миграции газа, приводящей к его выходам или даже мощным выбросам через талики, существующие на дне рек, озер, включая бывшие озера - хасыреи.
Поиск на дне озера В2 глубокого канала (кратера), подобного воронке В1, не увенчался успехом. Максимальная глубина озера составила 6 м. В его центральной части при исследованиях эхолотом обнаружено наслоение донных осадков, которое может быть обусловлено отражением упругих волн от первоначального дна и упавших на него пород верхней части булгунняха (рис. 6). Также наблюдаемое локальное затемнение между двумя отражающими горизонтами может быть продолжением в центральную часть озера разлома, зафиксированного на западном берегу
Рис.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.