Добыча сланцевого газа может вызвать землетрясение

Ни один из методов добычи природного газа (и других углеводородов) не вызывает таких споров, как гидроразрыв. Собственно, гидроразрыв (Fracking) – это сокращение термина «гидравлический разрыв пласта» (Hydraulic Fracturing). Если говорить упрощенно, то речь идет о нагнетании жидкости под высоким давлением в пробуренную скважину для того, чтобы в результате образовались небольшие разрывы в породе, а также для того, чтобы связать между собой и со скважиной скрытые в пласте небольшие полости, содержащие углеводороды.

При этом задача состоит в том, чтобы получить возможность экономически оправданного использования месторождений углеводородов, которые нельзя разрабатывать с помощью других способов. При этом упомянутые породы, в том числе сланцы, меньше всего пригодны для применения подобных технологий, поскольку их проницаемость, то есть способность пропускать через себя текучие вещества (жидкости и газы), в некоторых случаях является исключительно низкой.

При разработке обычных месторождений в большинстве случаев достаточно пробурить скважину для того, чтобы искомое сырье – при необходимости с небольшой помощью – появилось на поверхности. В случае так называемых нетрадиционных месторождений необходимо сделать, по сути, особое приглашение.

Идея использования на месторождениях природного газа или на скважинах для гидротермальных электростанций специально созданных микротрещин не нова. Так, например, уже в 1947 году впервые был проведен эксперимент с применением гидравлического разрыва пласта, а первое коммерческое его использование началось в 1949 году. И в Германии, например, в районе Клоппенбурга (Cloppenburg) уже в течение 35 лет ведется добыча трудно извлекаемого природного газа из газонепроницаемых пластов с помощью гидравлического разрыва.

Подобный метод – это не только высокие требования к буровой технике и ориентированию под землей (в т.ч. горизонтальное бурение в узких горизонтах), но также очень большое давление для разрушения твердых пород. И здесь начинаются проблемы, вызывающие у многих озабоченность. Дело в том, что из-за своей малой проницаемости пласты могут высвободить содержащееся в них вещества только из тех мест, где непосредственно проходит скважина, тогда как в обычных пористых породах-коллекторах ситуация совершенно иная. То есть сначала нужно принудительно вскрыть породу для того, чтобы получить возможность добраться до ее ценного содержимого. Для этого жидкость подается в скважину принудительно, а прикладываемое давление в месте предполагаемого разрыва должно превзойти самое малое существующее в породе напряжение. На время мы не будем принимать во внимание тот факт, что вместе с используемой для разрыва жидкостью – обычно речь идет о воде – применяется также различное количество в большей или в меньшей мере опасных химикатов, и пока мы будем говорить только о принудительном вскрытии пластов в районе месторождения.

Как только землетрясение происходит в каком-то районе, где обычно они не случаются (или там, где люди их не ожидают) и где, кроме того, производится добыча газа, у журналистов и у местного населения слетают с языка самые грубые слова. Чаще всего начинаются разного рода спекуляции относительно того, что работающие там фирмы применяют сомнительные методы. Предлагается также возложить ответственность за возникновение землетрясений на проводимые работы.

Возникает вопрос – а способен ли гидроразрыв пласта стать причиной землетрясения?

Собственно, ответ на этот вопрос оказывается простым – да. На самом деле гидроразрыв представляет собой небольшое искусственно вызванное микроземлетрясение, которое, как правило, можно зафиксировать только с помощью специальной аппаратуры. Как правило. Однако иногда толчки бывают настолько сильными, что их можно почувствовать на поверхности даже без специальных приборов. И, кроме того, они способны причинить заметный ущерб. Нечто подобное, например, произошло весной 2011 года в английском Блэкпуле, где магнитуда толчков составила 2,3 (1 апреля 2011 года) и 1,5 (27 мая 2011 года). Эти события заставили британские власти потребовать, чтобы участвующие в разработке месторождений фирмы внимательно следили за сейсмической активностью в своих районах.

Если продолжить поиск подобных случаев, то можно быстро установить, что, например, в Германии 13 февраля 2012 года произошло землетрясение магнитудой 3 в районе газового месторождения, расположенного вблизи города Нойенкирхен-Тевель (Neuenkirchen Tewel). Однако в этом месте последний гидроразрыв был произведен за два года до произошедших сейсмических толчков. Это месторождение вообще хорошо известно, поскольку там и в 2004 году произошло землетрясение магнитудой 4,5. Поэтому весьма возможно, что и землетрясение в 2012 году не имело никакого отношения к гидроразрывам. В первую очередь в Голландии, но также в Нижней Саксонии уже были зарегистрированы повторные толчки, вызванные добычей природного газа, и это произошло до начала использования технологии фрекинга (гидроразрыва). То же самое можно сказать о тех районах, где подобные технологии  вообще не применяются.

Дело в том, что гидроразрыв — не единственный метод, способный вызвать землетрясения в местах добычи природного газа. На память приходит землетрясение в Базеле в декабре 2006 года, магнитуда которого составила 3,5. Судя по всему, оно было вызвано работами по реализации проекта по использованию геотермальных источников. А еще вспоминаются подземные толчки магнитудой 4,0, которые затронули не только Саарланд, где были повреждены 250 строений, но также стали причиной закрытия угольной шахты.

Добыча обычным способом нефти и природного газа также может привести к заметному увеличению сейсмической активности. Когда месторождения истощаются, изменяется также напряженность в грунте, и в результате весьма вероятными становятся землетрясения магнитудой 3 или даже 4, и они будут уже вполне заметны для людей на поверхности. Что касается землетрясений большой силы, способных причинить существенный ущерб, то рабочая группа общественных деятелей исключает возможность их возникновения.

Некоторые землетрясения, охотно приписываемые гидроразрывам, можно с большой долей вероятности объяснить закачкой в скважины использованной воды, как это показывает случай в штате Огайо.

Исследования, проведенные в районе геологической формации Barnett Schiefers в Соединенных Штатах, показали, что в период с ноября 2009 года по сентябрь 2011 года там произошло около 67 землетрясений, магнитуда которых составила 1,5 и выше. В 24 случаях удалось точно установить их эпицентры — они находились на расстоянии 3,2 километров от одной из скважин. Однако работа не всех скважин с использованием фрекинга вызывают повышенную сейсмическую активность. Анализ работы 161 скважины показал, что в 90% случаев не было отмечено никаких подземных толчков.

Судя по всему, опасность представляют в первую очередь скважины, находящиеся в тех пластах породы, в которых еще до проведения работ отмечалось повышенное давление. Оно легко может высвободиться в результате деятельности человека. Очевидно, что и в этой области предстоит еще провести большое количество исследований.

Но как раз в этом, на мой взгляд, и состоит загвоздка (это относится к другим проблемам, связанным с гидроразрывом). Некоторые люди испытывают первобытный страх перед гидроразрывом, и поэтому уже одно только намерение использовать данный метод (вместо того, чтобы его просто-напросто строго запретить) приводит к массовым протестам. И это происходит даже в том случае, когда проводится только соответствующее изучение потенциала месторождения или оцениваются возможности и риски использования гидроразрыва. При этом не следует оставлять без всякого внимания риски, связанные с использованием обычных методов добычи. А также растущую зависимость от соответствующего импорта сырья.

Помимо этого, существует еще немало людей, руководствующихся принципом «только не у меня на заднем дворе». С одной стороны, они активно выступают против гидроразрыва и/или добычи природного газа у себя в стране, а, с другой стороны, при включении термостата на своих батареях требуют установления разумных цен. Высокоразвитой в техническом отношении стране с очень хорошими законами относительно защиты окружающей среды не следует огульно осуждать применяемые технологии.

А если еще следовать рекомендациям Федерального ведомства по геонаукам и сырью (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe), а также соблюдать и без того высокие стандарты в Германии относительно окружающей среды, то в таком случае риски, связанные с этими технологиями, вполне можно держать под контролем. Регионы с повышенной тектонической активностью должны быть исключены из возможного списка, и то же самое относится к местам, где производится забор питьевой воды и существуют целебные источники. Подобным же образом следует относится к регионам с плотной/проницаемой дорожной сетью независимо от того, обусловлено ли повышенное давление естественными причинами или искусственно создано в результате разработки месторождений. В любом случае более приемлемым представляется такой вариант, при котором мы сами должны разумно использовать технику при соблюдении всех имеющихся предписаний относительно безопасности. Альтернативный вариант, связанный с импортом добытого в сомнительных условиях природного газа, может означать лишь экспорт загрязнения окружающей среды и связанные с этим опасности.