Как закрыть «Врата ада»

Евгений Чувилин кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий.

Взорвать горящий кратер — хорошая идея?

«Врата ада» — неофициальное название газового кратера, который образовался в пустыне Каракумы благодаря роковой ошибке геологов. В 1971 году советские специалисты обнаружили скопления подземного газа и начали работы, но случился обвал: все оборудование, транспорт и даже буровая вышка провалились в образовавшийся кратер. Геологи решили предотвратить утечку вредного газа, которым могли отравиться жители и скот, поэтому устроили поджог. «Была идея, что газ выгорит за какое-то время. Думали — месяц, а все растянулось на 50 лет,  — рассказал «Науке» Евгений Чувилин. — И вот мы имеем большую техногенную проблему. Долгое время она замалчивалась: да, горит, но мы рассматриваем это как чудо природы. А сейчас вопрос поставлен на уровне президента. Ничего невозможного нет, но все упирается в экономику и в экологические последствия».

Что можно сделать для тушения кратера? Например, устроить ядерный взрыв. Этот метод широко применялся в СССР. До 1981 года  атомные взрывы помогли остановить пожары на трех скважинах: на узбекском месторождении Уртабулак в 1966 году, где горение длилось более двух лет и дважды в Туркменистане в 1968 и 1972 году.

Однако бывали случаи, когда атомные взрывы приводили к неудачам. Например, на Кумжинском месторождении в Ненецком автономном округе с горящим газом не могли справиться более шести лет. Ядерный заряд «Пирит», взорванный в мае 1981 года, только ухудшил ситуацию. Техногенное землетрясение привело к появлению новых трещин и разломов, в результате чего увеличилась миграция газа и его выделения в виде сипов (пузырей), речная вода затопила около 50 000 м² почвы. Проблему решали совместно более десяти институтов СССР, кратер засыпали песком и гравием, заливали водой. Для поиска источника утечки применялся электромагнитный метод с аппаратурой поиска ствола АПС-1. Лишь в мае 1987 года ствол скважины был найден и зацементирован до устья, выброс газа был устранен, потушены и все остальные фонтаны. Метод АПС-1 впоследствии помог ликвидировать более десяти горящих скважин, а вот ядерные технологии применяются теперь крайне редко в связи с экологическими последствиями.

«Мы можем попытаться решить проблему с помощью взрыва и при этом ее усугубить за счет  разрушения пород, увеличения проницаемости, — рассказал Евгений Чувилин. — Заранее неизвестно, какой метод станет эффективным, у каждого есть плюсы и минусы. Очень важно понимание геологической структуры. Опыта тушения таких больших кратеров нет. Он просто поражает объемом — 60 м диаметром!».

Забетонировать, залить жидким азотом или закрыть куполом?

Обыватели в интернете предлагают несколько способов закрыть «Врата ада»: кроме взрыва, есть советы забетонировать кратер или завалить песком, залить жидким азотом, установить герметичный купол. Мы обсудили эти варианты с экспертом.

Евгений Чувилин отметил, что теоретически все возможно. «Проблема состоит в том, что не все методы можно применить на таком большом масштабе. Они работают на малых площадях, а на больших могут быть совсем не эффективными», — отметил геолог.

Самый нереалистичный сценарий — это использовать жидкий азот. «Только представьте,  сколько потребуется жидкого азота для такого кратера! — говорит Чувилин. — Азот испаряется и расширяется. Мы создадим огромную атмосферу азота, содержание кислорода резко упадет, продукты горения будут продолжать выделяться. Что будет с людьми, попавшими в такую область?»

Если попробовать установить купол над «Вратами ада», это может закончится взрывом.

Газы бьют из земли с реактивной силой и они выбьют своим потоком любой колпак, уверен Евгений Чувилин. Не говоря о том, что такое защитное устройство нужно изготовить, транспортировать, установить — это технически сложно, если вообще возможно. «Но теоретически купол выполняет основную задачу: перекрывает кислород, — рассказал эксперт. — Вторая задача — перекрыть доступ газам».

Попытка использовать купол однажды уже предпринималась: после разлива нефти в Мексиканском заливе в 2010 году на место протечки привезли 100-тонный стальной купол, спустили его на глубину 1,5 км и пытались с помощью подводных роботов закрыть поврежденную трубу на буровой платформе. Однако это не помогло, гидраты продолжали образовываться. Вскоре была установлена заглушка поменьше: весом 75 т, но течь закрыла не она. Решением проблемы стали разгрузочные скважины и закачка цемента. 

Так может быть кратер просто забетонировать? Так делали на Кумжинском месторождении и не только. «Это известные способы, которые применяются на других объектах, но там масштабы были совсем другие, — говорит Евгений Чувилин. — Вся беда упирается в размеры кратера… Решений может быть несколько, но нужны дополнительные исследования. С учетом того, что это огромная структура, нужно проводить работы в самом объекте, а это очень опасно. Станем бурить, вскроем — и фактически создадим дополнительный канал, из которого будет вырываться пламя».

Один исследователь уже спускался в кратер Дарваза. В 2013 году канадец Джордж Коронис опустился на глубину 30 м в специальном жаронепроницаемом костюме из кевлара и даже сделал открытие: обнаружил неизвестные ранее бактерии, которым не страшен огонь. Но других желающих поработать в жерле кратера пока не нашлось.

Ну и пусть горит?

Если «Врата ада» пылают уже более полувека, значит, мы имеем дело с гигантским месторождением, под которым находится разветвленный подземный газовый коллектор. Сколько он будет еще гореть, неизвестно. Так может быть, его не трогать, а оставить в покое? Поселение Дарваза было ликвидировано еще в 2004 году, зато со всего мира приезжают туристы. К тому же, выделяемое тепло и газ можно попытаться использовать.

«Горит себе и горит, это же не нефть, а газ, — соглашается Евгений Чувилин. — На Земле много чего сейчас горит и много чего выделяется. Например, идет активная вулканическая деятельность и при этом выделяется огромная лава». Вопрос о том, нужны ли меры по тушению, необходимо решать, исходя из исследований. «Нужен мониторинг, оценка подземных запасов газа, прогнозы о том, сколько он будет гореть, — говорит эксперт. — Если он будет гореть тысячи лет, то проблему надо решать. А если несколько десятков лет, это другая ситуация». Кстати говоря, подобные кратеры могут гореть тысячелетиями. Например, на севере Ирака есть нефтяное месторождение Баба-Гургур, известное как «Вечный огонь». Оно полыхает уже более 4000 лет.

Евгений Чувилин находит странным, что руководство Туркменистана решило заняться проблемой только сейчас, а не в советское время, когда были доступны  гигантские ресурсы большой страны, ядерные технологии и сильные специалисты. «Если уж в советское время не смогли с этим справиться, то сейчас по указу президента это быстро сделать нельзя, — говорит эксперт. — Это очень специфический дорогостоящий проект. И это уникальный случай, там специфическая геологическая структура, жаркий климат, пустыня. Но решить эту задачу по силам специальным службам, которые борются с огнем в нефтегазовых компаниях, устраняют техногенные катастрофы и аварии».

Только в России: сибирские кратеры — малоизученное и опасное явлениеОткуда берутся огромные кратеры в сибирской тундреИстинные хозяева этого мира. На что способны вулканы