Інтерв’ю з доктором технічних наук, головним науковим співробітником відділу техногенної та екологічної безпеки Національного інституту стратегічних досліджень Яковлєвим Євгеном Олександровичем.
jakovlev
— Євгене Олександровичу, скажіть, будь ласка, з точки зору фахівця-геолога якими є найбільш небезпечні ризики при видобуванні нетрадиційного газу.

— Найбільш небезпечні ризики пов’язані із параметрами самої технології фрекінгу, яка є більш вдосконаленим процесом у порівнянні із традиційним гідророзривом. Адже відбувається не тільки розшарування пласта породи, а і його подрібнення шляхом утворення поперечних тріщин внаслідок попередньої перфорації породи. Як наслідок, збільшується проникність і здатність до поглинання технологічних хімічних розчинів. Крім того, тиск, з яким нагнітається рідина в свердловину близький чи навіть перевищує тиск порід, які розташовані вище. При довжині горизонтальної ділянки свердловини до 1,5 кілометра ми маємо підвищений ризик контакту із проникними тектонічними зонами, що перетинають всю товщу розташованих вище порід і можуть сягати глибини 10 кілометрів. Такі зони зазвичай проявляються на поверхні у формі балок або долин річок. Таким чином, коли відбувається нагнітання розчинів для гідророзриву високим є ризик формування гідравлічного фільтраційного зв’язку із виходом токсичних сполук в горизонти питних та мінеральних вод, а також в поверхневі водойми.

Крім того, я б відзначив ще два фактори ризику потрапляння небезпечних речовин в горизонти питних вод. По-перше, при фрекінгу відбувається активне виділення газу і утворюється емульсія, що має низьку вагу та в’язкість, а тому має здатність до швидкого руху і проникнення в області тектонічних розломів. По-друге, після видобутку природного газу в зоні проведення гідророзриву залишається від 30 до 50 відсотків технологічних розчинів. Ці розчини мають густину близьку до 1 тонни на метр кубічний, тоді як підземні води на глибині 2,5-4 кілометрів є високо мінералізованими, а їх густина складає близько 1,2 тонни на метр кубічний. Отже, вони на 20% важчі, а тому маса прісних вод в зоні фрекінгу має здатність до повільного, але стійкого руху у верхні горизонти. Цей процес є довготривалим і, за нашими оцінками, може тривати 30-50 років. Тим не менш, при високих обсягах закачування рідини для гідророзриву в процесі промислового видобутку нетрадиційного газу цей фактор становить серйозну загрозу забруднення водоносних горизонтів.

— А чи існують технології відстеження природних розломів в товщі підземних порід до етапу буріння? Чи можна визначити зони, які є небезпечними для проведення гідророзриву, і зони, де такі процеси є менш ризикованими?

— Такі технології існують – можна назвати принаймні три таких технології, а саме: космічна зйомка, сейсмічні дослідження і дослідження так званого газового дихання земної кори. Всі ці методи базуються на факті підвищеної проникності зон тектонічних розломів. Скажімо, якщо на поверхні пробурити неглибокі свердловини і взяти газові проби, то над зонами тектонічних розломів спостерігаються так звані газові аномалії із вмістом гелію, радону, метану, що проникають на поверхню із глибини земної кори. Цей метод використовується для перехресної перевірки результатів космічної зйомки та геофізичних досліджень.

— Ризик забруднення водоносних горизонтів залежить не тільки від наявності природних тектонічних розломів, але й також від довжини та глибини тріщин, які утворюються внаслідок проведення гідророзриву. Як оператори визначають довжину таких тріщин? Наскільки надійними є оцінки максимальної довжини тріщин, утворених після гідророзриву? І чи можливо, що в реальності тріщини будуть набагато глибшими, ніж передбачалося?

— Це дуже серйозний момент. Ефективність технології фрекінгу не залишає сумнівів. А от питання вірогідності виходу тріщин від гідророзриву на контакт із природними тектонічними розломами залишається доволі дискусійним. Це питання може бути вирішене на основі аналізу параметрів фрекінгу. Справа в тому, що при подрібненні породи внаслідок фрекінгу виникають акустичні хвилі, які фіксуються на поверхні сейсмографами. Чутливість сейсмографів залежить від довжини хвиль, що виникають при утворенні тріщин. Статистика стверджує, що 1-2% горизонтальних тріщин в товщі пласта, які утворюються в зоні фрекінгу, мають довжину 600-700 метрів, а основна їх частина – довжину 200-300 метрів. Однак, це ті параметри, які фіксуються приладами. Зі свого власного досвіду проведення гідророзривів у вугільних пластах, де спустившись в лаву можна наочно оцінити ефективність гідророзриву і довжину тріщин, і обговорення цих питань з іншими фахівцями можна стверджувати, що фактична довжина тріщин може бути на 20-30% чи навіть на 50% довшою. Таким чином, вірогідність виходу на контакт із тектонічними розломами ще більше підвищується.

— Як Ви оцінюєте ризик виникнення землетрусів, спричинених проведенням гідророзриву?

— При закачуванні рідини для гідророзриву і проппанту виникає деформація природного масиву підземних порід. Якщо утворення тріщин відбувається інтенсивно і з ривками, то це може проявлятися у формі землетрусів на поверхні. Такі техногенні землетруси можуть мати силу 2-3 балів, тобто це сила, при якій починають, наприклад, розкачуватися люстри. Такі техногенні землетруси не є вкрай ризикованими, але для залізниць, мостів, нафто- та газопроводів і інших лінійних споруд вони є додатковим фактором небезпеки.

— Ще одне питання, пов’язане із геологічними структурами. В США використану для гідророзриву воду часто закачують у спеціальні утилізаційні свердловини. Чи можливий такий спосіб утилізації в Україні? Чи існує в Україні подібна практика утилізації забруднених вод?

— Така практика в Україні є. Саме в межах Юзівської ділянки розташований Первомайський полігон для закачування залишкових розсолів Первомайського хімічного комбінату. Ці стічні води закачували на глибину близько 1,5 кілометри в обсягах близько 1 мільйона метрів кубічних на рік. За всіма попередніми оцінками це був надійний спосіб утилізації, однак десь після 15 років такого підземного закачування помітили, що на прісному водозаборі міста Первомайська, який використовував значно вищі водоносні горизонти на глибині біля 700 метрів, почало простежуватися засолення. Тобто розсоли по послаблених зонах знайшли собі шлях і подолали 800 метрів підземних порід, проникнувши у водоносні горизонти. Тут потрібно звернути увагу на ще один ефект, який посилює небезпеку. У зоні проведення гідророзриву спостерігається надлишковий тиск, тоді як на водозаборі формується зона пониженого тиску. Такий градієнт тиску може прискорювати рух рідин у вертикальному напрямі. Тобто в Україні є така практика утилізації стічних вод і є практика негативних наслідків. І це також потрібно брати до уваги при проектуванні видобутку нетрадиційного газу. Відзначу, що після зупинки Первомайського хімічного комбінату і припинення закачування засолених вод в підземні горизонти ситуація на водозаборі стала покращуватися.