Коротко


Подробно

Ад ближе, чем мы думаем

В конце прошлой недели компания British Petroleum приступила к "плану D" — четвертая за месяц операция по затыканию трех нефтяных фонтанов может оказаться успешной. Впрочем, и трех предыдущих попыток было достаточно, чтобы понять: человечество научилось быстро и качественно протыкать дырки в Земле, но последствия этих вторжений в недра планеты оно не контролирует


Владимир Тихомиров, Наталья Этторе


Что такое пять тысяч пятьсот девяносто шесть метров? Казалось бы, совершенный пустяк: для кого-то — дистанция от дома до работы, для кого-то — и вовсе полчаса утренней пробежки. Но для бурового мастера Джейсона Андерсона с платформы Deepwater Horizon эти 5596 метров были преисполнены поистине вселенского смысла: ведь эти цифры составляли длину его трубы, тоненькой стальной нитки, соединяющей суперсовременную платформу размером с два футбольных поля — практически город на стальных поплавках — с инфернальной преисподней, где не сможет выжить ни один микроб.

"Ад ближе, чем мы все думаем,— писал он своей жене Шелли в маленький городок Мидфилд в Техасе.— Порой мне просто невозможно представить, что именно находится у нас под ногами, под тонкой кожурой почвы, покрывающей нашу кипящую планету..."

Эти 5596 метров трубы, за которую отвечает мастер Джейсон, как раз и вели в этот ужас. Сначала его труба проходила через полуторакилометровую толщу воды, поглощавшую всякий свет и тепло: уже на глубине 600 метров в океане царят тьма и холод — температура никогда не поднимается выше двух градусов. На дне — многометровой толщины ледяной панцирь из спрессованного метана и липкого черного ила, накапливавшегося миллионы лет. Дальше слой твердого гранита, который чем глубже, тем больше напоминает раскаленную вязкую кашу. Потом снова море — огромное море раскаленной до 200 градусов нефти, практически до состояния пара, спрессованной чудовищным давлением в 600 атмосфер. Настоящий ад, настолько чуждый нашему уютному миру, что между ними нет и быть не может никакой связи. Ее и не было — пока гранит не пронзила стальная труба бурмастера Андерсона из буровой компании Transocean.

Но преисподнюю нельзя так просто потревожить. Вдруг что-то произошло, на глубине не сработали какие-то механизмы и скважина начала фонтанировать нефтью с газом. Двое суток бригада буровиков пыталась переломить ситуацию, качая в трубу промывочную жидкость, насосы ревели, на платформе был общий аврал. Вечером 20 апреля, когда над заливом опустилась ночь, подземный океан полыхнул и вверх по трубе взметнулся сгусток раскаленного газа. Тут же раздался чудовищной силы взрыв — детонировали 2,6 млн литров дизтоплива, хранившегося на платформе. В огненном облаке мгновенно испарились и бурмастер Андерсон, и его помощник Рой Кемп, и инженер Гордон Джонс, и еще восемь рабочих, которые так никогда и не узнали, какую ошибку они совершили и что именно в этом жутком подземелье расковыряли стальной трубой.

Охота за нефтью


— Эта катастрофа просто не могла не произойти,— убежден профессор Калифорнийского университета и координатор экологического проекта "Пеликан" Мюррей Айслес.— Вопрос был лишь в том, где и когда она случится. Алчные нефтяные корпорации слишком рьяно бросились осваивать морские глубины в поисках нефти. Их интересовало только одно — как пробуриться поглубже. Они развивали соответствующие технологии, но при этом и слышать не хотели о том, что по мере того, как риски растут, необходимо развивать и другие технологии — защиты и очистки морских акваторий,— которые замерли где-то на уровне 80-х годов прошлого века.

В самом деле, скорость развития нефтедобывающих технологий сопоставима разве что с освоением космоса или развитием компьютерной техники. Судите сами: первая скважина в открытом море пробурена лишь после Второй мировой войны — тогда в Каспийском море была заложена буровая платформа "Нефтяные камни", которая и по сей день является самой масштабной морской платформой в мире, по сути — целым городом на воде. Примерно в это же время началось и освоение нефтеносного Мексиканского залива: американская Pure Oil Company поставила первую буровую платформу у побережья Луизианы на глубине всего-то в 14 метров. Глубина сейчас кажется пустяковой, но тогда воспринималась как настоящий прорыв.

С тех пор прошло лишь полвека, а в мире не осталось ни одной шельфовой зоны, которую не освоили бы нефтяники. Планету украшают несколько тысяч морских нефтяных платформ самых разных типов и марок. К примеру, самой гигантской считается Hibernia, расположенная в Северной Атлантике, в 315 километрах к востоку от острова Ньюфаундленд. Это настоящий колосс на 80-метровых бетонных "ногах", который "обслуживает" сразу два нефтяных бассейна — Hibernia и Avalon, залегающих на глубинах около 3700 и 2400 метров соответственно. В российской же "табели о рангах" крупнейшей считается "Пильтун-Астохская платформа", установленная несколько лет назад в 12 километрах от острова Сахалин в открытом море, где глубина составляет 32 метра. Верхние строения платформы могут по весу потягаться с двумя Эйфелевыми башнями, а ее площадь покрывает футбольное поле. В самом же Мексиканском заливе, где морское бурение делало первые шаги, сегодня стоят уже сотни эксплуатационных платформ, добывающих нефть и газ из тысяч скважин.

Важная деталь: вплоть до конца ХХ века морская нефтегазодобыча была сосредоточена на так называемом шельфе, то есть на глубинах до 200 метров. Долгое время считалось что далее, за шельфом, где начинается спуск к ложу океана, нефти и быть не может. Но уже в конце 1990-х годов возникли серьезные предположения, что и там можно добуриться до богатых месторождений. Пионером стал Shell, построивший в 260 километрах к юго-востоку от Нового Орлеана уникальный комплекс Na Kika, который одновременно обслуживает скважины пяти нефтяных месторождений, расположенных на глубинах от 1400 до 1700 метров.

Затеяли такую сложную систему потому, что отдельная разработка каждого из этих глубинных месторождений была признана экономически невыгодным делом. В результате компания создала сложную систему под названием "бог-осьминог" (octopus-god), когда пять толстых подводных трубопроводов сходятся на одной полупогруженной платформе, сохраняющей свое местоположение в определенной точке Мексиканского залива благодаря спутниковой системе GPS-навигации и десяткам двигателей подруливания, с помощью них платформа непрерывно борется с океаническими течениями. Зато прибыль от потока этой глубинной нефти покрыла все капиталовложения.

Еще одним важным шагом в охоте за глубинной нефтью стала разработка сверхглубоких нефтяных платформ. Этот важнейший заказ нефтяных компаний на рубеже тысячелетий получил корейский металлургический концерн Hyundai Heavy Industries. Он же и придумал название для серии таких платформ — Deepwater. Первой была Deepwater Nautilus, второй — Deepwater Horizon, которая сейчас покоится на дне Мексиканского залива рядом с фонтаном непрерывно извергающейся нефти, которую она же вызволила из подземных глубин. Прошел уже месяц с момента катастрофы, но у ученых пока так и нет объяснения, что же произошло на глубине в полтора километра.

Горючий лед


По официальной версии нефтяников погубил несчастный случай. Шел самый опасный этап в проводке скважины — процесс крепления, или обсадки, как говорят профессионалы. На глубину уже были спущены обсадные трубы, и шел процесс цементирования, то есть заполнение цементным раствором пространства между стенками скважины и трубами. Этот процесс тяжело идет и на поверхности земли, а уж под толщей воды он и вовсе непредсказуем. Как предполагают специалисты, цементный раствор создал дополнительное давление на неустойчивые пласты грунта, в итоге пласты сдвинулись и конструкция из труб посыпалась. В итоге нефть пошла не по скважине, а стала насыщать верхние пласты.

Потом этот фонтан нефти воспламенился. Почему? Одни ученые предполагают, что во всем виновата температура недр, что раскаленная нефть при падении давления могла перейти в аэрозольное состояние и самопроизвольно взорваться. В подтверждение они напоминают: примерно по той же причине в 1979 году недалеко от полуострова Юкатан, тоже в Мексиканском заливе, случилась авария на платформе Ixtoc-1.

По другой версии (ее озвучил профессор Университета в Беркли Роберт Би, крупный специалист в области безопасности буровых работ) причиной гибели платформы Deepwater Horizon стал взрыв гигантского пузыря метана, который возник из газогидратов, сплошным панцирем покрывающим дно этого района. Тут следует пояснить: газогидраты — это особое состояние воды и газа, которого невозможно встретить на поверхности. Это молекулы газа, облепленные вокруг молекулами воды — газ, заключенный в кристаллическую решетку, что возможно только при нулевой температуре и давлении не менее 25 атмосфер. Такое давление и температура имеют место на глубине 250 метров и глубже. Газогидраты выглядят как грязноватый снег или желтовато-кремовые кристаллы, которые на поверхности стремительно испаряются. При этом выделяется огромный объем газа: из одного литра газогидрата получается около 180 литров взрывоопасного метана.

Еще газогидраты примерно на 10 процентов легче воды. Именно они и стали причиной неудачи спасательной операции по "плану А", когда инженеры British Petroleum хотели установить над скважиной бетонный саркофаг с новым трубопроводом. Увы, на стенках купола стали оседать эти самые газогидраты, под действием которых 100-тонная махина саркофага оторвалась от дна и начала опасно крениться в сторону. В итоге план потерпел если не полное, то частичное фиаско — сейчас лучшие инженерные умы человечества продумывают систему очистки саркофага от газогидратного льда при помощи обогревателей.

Пластилин из стали


Не менее важный вопрос: почему не сработал первертор — аварийно-запорное устройство, установленное на дне моря у горловины морской скважины. Это колоссальный кран высотой в 15 метров, сваренный из легированной стали, который в случае любой нештатной ситуации должен надежно перекрыть скважину. В случае с Deepwater Horizon он почему-то не сработал.

— Этому может быть простое объяснение,— считает профессор Мюррей Айслес.— Инженеры, привыкшие работать на небольших глубинах шельфовых месторождений, просто не учли особенностей глубоководной среды, где они начали бурить новую скважину.

Мало того, что на глубине 1500 метров царит холод и тьма, там еще и огромное давление — примерно в 150 атмосфер, или 400 килограммов на каждый квадратный сантиметр. Такая нагрузка, к примеру, способна сплющить ствол дерева вдвое.

Но эта картина, так сказать, с одной стороны заслонки первертора. А с другой — перегретая нефть, готовая выплеснуться на поверхность с давлением в 600 атмосфер. При таких условиях многие составные части сырой нефти начинают вести себя очень агрессивно даже по отношению к металлам, которые, в свою очередь, на таких глубинах сминаются как пластилин.

Интересно, что с аналогичной проблемой столкнулись в далеком 1985 году и советские нефтяники в Казахстане, разрабатывая Тенгизское месторождение на побережье Каспия. Когда буровики дошли до нижних пластов, то забил фонтан глубинной нефти с очень большим содержанием высокотоксичных сернистых соединений, которые буквально стали "съедать" стальные трубы. В итоге первертор вышел из строя, только из одной скважины на поверхность было выброшено более 3 млн тонн нефти и десятки миллиардов кубометров попутного газа. В зону экологического бедствия попали все земли в радиусе 400 километров — из-за сернистых соединений погибло большинство видов животных и птиц. На ликвидацию Тенгизской аварии ушло более года работы специалистов со всего СССР. Позже в НИИ черной металлургии им. И.П. Бардина были проведены тесты влияния сероводородистой среды на трубную сталь. Выяснилось, что агрессивная глубинная нефть может в течение шести лет "состарить" и разрушить самые прочные металлические конструкции.

Что ж, вполне возможно, что и буровики Deepwater Horizon столкнулись с точно такой же агрессивной нефтью.

— Мы неплохо изучили свойства нефти, лежащей у самой поверхности земли, но практически ничего не знаем о свойствах глубинной нефти, которые могут быть совсем иными,— констатирует профессор Роберт Би.— Эти вопросы никого практически не интересовали. Господи, да какая разница, что это за нефть, если из нее можно быстро сделать бензин?

Заткнуть фонтан


Главные вопросы, которые сейчас стоят перед учеными всего мира, сугубо практические: как заткнуть эту скважину и что делать теперь с черным Атлантическим океаном?

Однозначных ответов нет.

Например, французские ученые предлагают использовать установку "Циклонет" — специальную центрифугу, в которую насосы подают воду вместе с нефтяной пленкой, а вращающиеся барабаны быстро адсорбируют все вредные примеси. Шведские и английские специалисты для очистки моря от нефти предлагают использовать обычную бумагу, которая, как известно, отлично впитывает нефть. Все вроде просто: прочитанные газеты с журналами измельчаются на конфетти, которое затем с самолетов разбрасывается по поверхности океана. Затем при помощи обычных грабель конфетти собирают в большие кучи и методом прессования извлекают из них топливо. Проблем одна: как организовать сбор с поверхности воды миллионов тонн размокшей бумажной дряни, которую течениями может разнести по всему миру, ученые не сообщают.

Но самое интересное предложение выдвинули российские ученые: так, ректор Тюменского госуниверситета направил письмо в адрес Министерства национальной безопасности США с предложением использовать для ликвидации последствий аварии современные российские биотехнологии.

— Речь идет об углеводородоокисляющих бактериях, например о микроорганизмах рода Pseudomonas,— говорит замректора по научной работе профессор Андрей Толстиков.— В нашем университете, имеющим богатый практический опыт по восстановлению загрязненных территорий Тюменской области, сейчас создан целый банк штаммов активных бактерий, которые могут использоваться для биодеградации нефти. Может быть, уникальными эти методы называть и не стоит, но зато они работают и прекрасно зарекомендовали себя при ликвидации нефтяных разливов.

— Как это ни печально, но подобно тому, как войны двигают вперед науку, так и катастрофы дают ученым значительный толчок для развития природоохранных технологий,— констатирует эколог Ирина Александрова из Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН.— У нас в Ханты-Мансийском автономном округе постоянно происходят разливы нефти, а символом нефтяного "благополучия" страны давно стало озеро Самотлор, находящееся над самым крупным в России месторождении нефти. Вообще, в переводе с языка ханты слово "самотлор" означает "плохая вода" — здесь никогда не было много рыбы, но сейчас это просто мертвое озеро, покрытое сплошной нефтяной пленкой. Но опять же нет худа без добра — из-за халатности наших нефтяников у наших ученых есть природная лаборатория для экспериментов по выращиванию микроорганизмов, способных к деградации различных углеводородов.

В ИБФМ им. Г.К. Скрябина создан целый каталог бактерий, способных уничтожать нефтяные пятна: штаммы родов Acinetobacter, Burkholderia, Mycobacterium, Pseudomonas и др. Эти микроорганизмы, кстати, способны утилизировать не только нефть, но и другие устойчивые загрязнители — вроде токсичного реагента "Корексит-9500", который инженеры ВР уже пытались закачать в струю глубинной нефти, чтобы превратить ее в вязкую кашу.

"Я очень надеюсь, что и нынешняя катастрофа заставит мировое сообщество пересмотреть свои подходы и более активно развивать "зеленую экономику",— пишет профессор Мюррей Айслес. — Сейчас запущена очень плохая цепочка: большинство месторождений Ближнего Востока и Сибири вступили уже в позднюю стадию разработки нефтяных пластов, что заставляет добывающие компании идти на все большую глубину в поисках новой нефти. А это, в свою очередь, значит, что человечество начинает использовать все больше нефти с агрессивным сероводородом. Сернистая нефть приводит к увеличению изнашиваемости трубопроводов и числа аварий. Нам пора разорвать этот круг и слезть с нефтяной иглы, пока еще не стало слишком поздно".

Или уже поздно? Когда в 1979 году в заливе Кампече (часть Мексиканского залива) затонула платформа Ixtoc-1, спасателям пришлось работать девять месяцев, чтобы заткнуть дыру в скважине. Пока шли работы, в океан попадало от 10 до 30 тысяч баррелей в сутки, от последствий этой катастрофы экология залива не оправилась до сих пор. Но тогда работы шли на глубине 80 метров. Сейчас же фонтан хлещет на глубине полутора километров, и никто не может точно сказать, сколько нефти он выбрасывает в океан. К тому же, выяснилось: поднимаясь из глубин к поверхности, нефть зачастую расслаивается на фракции. В итоге у поверхности плавает только часть нефти, а более тяжелые фракции сбиваются в огромные подводные пузыри, которые так называемое петлевое течение Мексиканского залива медленно несет к белоснежным коралловым пляжам Флориды и дальше — в Атлантический океан, к берегам Северной Америки, Европы, Африки.

Что ж, ад и в самом деле гораздо ближе, чем мы все думаем.

Тэги:

Обсудить: (0)

Материалы по теме:

Комментировать

Наглядно

спецпроектывсе

валютный прогноз

присоединяйтесь

Социальные сети

обсуждение